As diferenças entre um UPS Comercial e um UPS Industrial

As diferenças entre um UPS Comercial e um UPS Industrial
Saiba mais sobre as diferenças entre um UPS comercial e um UPS industrial, e tirar o melhor
decisão para a protecção das suas instalações críticas.
Você usaria uma bicicleta de passeio para fazer uma trilha off-road?
Você já andou de bicicleta? Ou, melhor ainda, você já andou de
bicicleta no asfalto e off-road? Se você respondeu sim a qualquer
uma destas perguntas então você será capaz de compreender a
diferença entre um UPS comercial e um UPS industrial.
Fontes de Alimentação de Energia Ininterruptas (UPS) tornaramse um componente essencial de nosso mundo cada vez mais
conectado. Os UPS são normalmente usados para proteger e
fazer o back up de cargas críticas em data centers, equipamentos
de telecomunicações e em aplicações industriais. Para Aplicações
Industriais especificamente, o advento dos sistemas de controle
computadorizados em aplicações de manufatura e controle
de processos tornou maior a necessidade de sistemas UPS
projetados apropriadamente.
UPS vem em vários tamanhos, formas, classificações,
características e benefícios. Dadas às inúmeras opções, a
tarefa de revisar cuidadosamente os requisitos do sistema para
escolher o sistema UPS apropriado normalmente pertence ao
time de engenharia elétrica. O grupo de engenharia também
tem a tarefa de balancear as escolhas pertinentes a segurança,
confiabilidade e desempenho, em conjunto com o custo total de
propriedade.
Existem duas categorias principais de UPS: comercial e industrial.
É aqui onde gostaria de usar uma analogia para comparar os
UPS comerciais e industriais a dois tipos diferentes de bicicleta.
Considere o seguinte:
As bicicletas comuns são projetadas para passeios informais,
possibilitam uma postura muito confortável na posição vertical
e possuem um selim grande e confortável. As bicicletas comuns
geralmente têm pneus largos do tipo balão, e um largo guidão
curvo. A maioria das bicicletas comuns tem apenas uma
velocidade e têm o freio tradicional contra pedal (quando você
pedala para trás para frear). Elas podem ser usadas para trajetos
curtos, desde que a rota seja consideravelmente plana. Alguns
fabricantes de bicicleta disponibilizam vários modelos coloridos,
que se adequam aos diferentes gostos. Geralmente, o custo de
uma bicicleta comum varia entre R$ 400,00 e R$3.000,00.
Mountain Bikes são projetadas para andar em trilhas off-road
acidentadas. Elas têm guidão ereto ou plano, e são voltadas para
pedalar em trilhas ascendentes. As mountain bikes têm algum
tipo de mecanismo de absorção de choques ou suspensão, vêm
com freios a disco especiais para uma ótima performance de
frenagem e foram fabricadas com componentes robustos para
proporcionar alta performance em uma variedade de terrenos
difíceis. Ela aguenta asfalto, terra, cascalho, subidas, descidas,
saltos, etc. O custo de uma mountain bike pode variar entre R$
800,00 e R$ 30.000,00.
As duas bicicletas tem aspectos similares, ambas possuem
duas rodas, um guidão, selim, pedais etc. Entretanto, elas
foram projetadas para aplicações muito diferentes. A bicicleta
comum é confortável, com estilo, e tem um bom desempenho
nas circunstâncias corretas. Tente andar com uma bicicleta
comum em um terreno off-road e em pouco tempo você terá
uma bicicleta avariada. A mountain bike é forte, robusta e foi
projetada para alta performance em condições severas. Tente
usar uma mountain bike em um pavimento reto e … adivinhe? Ela
funcionará perfeitamente bem por muito, muito tempo.
A mensagem aqui é simples. Use o equipamento certo para a
aplicação certa. Para os UPS, se você precisa fazer o back-up de
uma carga crítica e em um ambiente industrial severo, então
você precisa de um UPS de grau Industrial.
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Então, o que você precisa considerar para comparar
um UPS comercial versus um UPS industrial?
Manutenção
Devido à rapidez com que avançam as tecnologias de data
centers e de telecomunicações, os UPS comerciais são projetados
para atender clientes que estão em constante mudança. Isto
significa que gerentes de TI estão sempre buscando instalar o
modelo do próximo ano que seja mais barato, menor e mais
eficiente. O lado negativo é que os modelos antigos rapidamente
se tornam obsoletos e, portanto, fazer a manutenção do
equipamento antigo no campo se torna um grande desafio. Por
outro lado, os UPS Industriais são efetivamente aperfeiçoados
conforme a tecnologia avança, mas como os equipamentos são
normalmente projetados para operar de 20 a 30 anos, os novos
equipamentos mantêm a compatibilidade com os produtos
originais. Os UPS industriais também oferecem peças de
reposição em conjunto com suporte técnico para até 25 anos.
Baterias
Vida útil
A primeira coisa a ser considerada é a vida útil do equipamento
que deverá ser suportado pelo UPS. Para aplicações comerciais
de UPS em instalações de processamento de dados, onde a
tecnologia está sendo tão rapidamente aprimorada, é provável
que em dez anos aquele equipamento estará obsoleto.
Entretanto, para aplicações Industriais o sistema de UPS é
projetado para se equiparar à vida útil das instalações industriais
(30 anos ou mais).
Ambiente
O ambiente de UPS comerciais tem quase sempre a temperatura
controlada e são mantidos muito limpos. Devido ao ambiente
controlado, alguns componentes sujeitos à degradação térmica
podem ser otimizados para reduzir custos. Este não é o caso para
aplicações Industriais onde a maioria dos UPS são instalados em
salas elétricas ou no chão de fábrica e alguns são ainda instalados
na área externa onde o UPS pode estar exposto a temperaturas
variáveis, poeira e gases corrosivos. Por este motivo, o UPS
industrial precisa suportar condições adversas enquanto opera de
forma confiável e mantém a performance ótima.
As aplicações comerciais de UPS normalmente requerem um
tempo de autonomia da bateria de 10 a 30 minutos. Por que o
tempo de back-up de um UPS comercial não é tão grande quanto
àqueles usados em aplicações industriais, não é dada muita
prioridade ao tempo de recarga. Para aplicações industriais,
o tempo de recarga precisa ser muito mais rápido pois as
aplicações industriais requerem 1 a 8 horas de autonomia.
Isto significa que o engenheiro responsável por especificar o
equipamento UPS deve considerar que podem ocorrer várias
interrupções de energia em um curto período de tempo. Quando
isto acontece, você precisa ter certeza que seu banco de baterias
tem a carga máxima disponível para alimentar sua carga crítica.
Ainda, em aplicações comerciais de UPS é comum que as
baterias sejam descarregadas profundamente. Descarregar
as baterias do UPS profundamente retirará mais energia das
células o que em última instância reduz o tempo de vida útil das
baterias do UPS. As aplicações industriais usarão maior tensão
final quando descarregando as baterias e não as descarregarão
tão profundamente. Ao fazê-lo, aumentará a vida útil do banco
de baterias dos UPS industriais ao mesmo tempo em que
maximizará a confiabilidade. Para os engenheiros especificando
uma solução de UPS, não medir as consequências da redução da
vida útil das baterias pode ser desastroso.
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Os sistemas UPS para manter o controle da sua aplicação industrial , em caso de uma queda
Diferenças entre UPS Comerciais e Industriais
Necessidades dos clientes comerciais
Critério de Avaliação
Necessidades dos clientes industriais
Batería
24 - 48 horas
Tempo de recarga da bateria (até 90%)
8 - 15 horas
10 min - 1h 30 min
Autonomia
30 min - 10 horas
5 - 7 anos
Vida do design da bateria
10 - 20 anos
Profundidade da descarga
60 - 80%
90%
Características Elétricas do UPS
CA
Tipo de UPS
CA e CC
0 - 30 kVA
Classificação de potência de saída monofásica
0 - 160 kVA
0 - 800 kVA
Classificação de potência de saída trifásica
0 - 500 kVA
Avaria na chave estática em falha sustentada
Tolerância à falhas de carga
Inversor & Chave estática dimensionados para o pior
caso
Normalmente não especificado
Transformador de isolamento de Entrada/Saída
Especificado/Mandatório
Especificado no UPS
Chave de by-pass separada
Especificado em gabinete separado
Não disponível
Variável de tensão CC
Disponível/Especificada em alguns casos
Contatos livres de tensão
Quantidade especificada
Quantidade limitada
Características de design
10 - 15 anos
Vida útil de operação do equipamento
15 - 30 anos
Teste de tipo
Teste do equipamento
Teste de desempenho certificado
Características ambientais do UPS
25 - 30 °C
Temperatura do ambiente de operação
0 - 55 °C
10 - 55%
Umidade do ar
10 - 98%
IP 20 --> IP 31
Contaminantes do ar (níveis de IP)
IP 20 --> IP 54
None
Design mecãnico
Especificado
Não
Gerenciamento de projeto com aprovação de
desenhos
Calendário de documentação do fornecedor
Manual de usuário padrão
Documentação detalhada
Documentação customizada com aprovação do
operador
Engenheiros de serviço do fabricante
Manuntenção pós venda
Engenheiros de serviço do fabricante + engenheiros de
manutenção do operador
Normalmente 10 - 15 anos (vida útil do produto)
Peças de reposição e obsolescência
Suporte necessário de 15 - 25 anos
Servicios
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Características de Design
Existem várias nuances no design de um UPS comercial versus
um UPS industrial. Para sermos breves, vamos focar em dois
aspectos: Topologia e Análise de Contingências.
As duas topologias mais comuns usadas em sistemas
modernos de UPS são simples conversão e dupla conversão.
A simples conversão é geralmente associada com designs de
UPS comerciais. As soluções de simples conversão tendem
a ter um impacto menor e custos de fabricação mais baixos.
Infelizmente este design tem algumas desvantagens: não tem
condicionamento de linha o que gera potenciais interrupções
na alimentação de energia. Tipicamente estes UPS são dos
tipos “off-line” ou “linha interativa”. Sistemas de UPS de dupla
conversão ou “on-line”, usados em aplicações industriais,
eliminam vários dos problemas associados com a tecnologia
de simples conversão. Por exemplo, em um design de dupla
conversão - uma vez que o inversor fornece energia à carga
constantemente e a bateria também alimenta o inversor - se a
alimentação de energia principal falha, significando que não há
entrada para o retificador - a carga é imediatamente transferida
para a bateria resultando em continuidade de suprimento
energético.
Adicionalmente, a análise de contingências foca em como o
UPS se comporta quando o inesperado ocorre. O que acontece
quando a placa de controle falha: outros componentes irão ainda
funcionar? A carga cairá completamente ou o UPS irá transferila em segurança para o modo by-pass, enquanto notifica o
operador do site? Estas são perguntas críticas que precisam ser
endereçadas quando selecionando um UPS para sua aplicação
industrial.
Poucos fornecedores de UPS comerciais irão incorporar um
design de chave estática livre de falhas (fail-safe). Nos designs de
UPS industriais, pontos únicos de falha precisam ser eliminados.
Para fazê-lo os UPS industriais usam circuitos de controle internos
e externos para monitorar quaisquer problemas potenciais, e se/
quando for detectado um erro, uma chave estática fail-safe é
ativada imediatamente, transferindo a carca crítica para by-pass.
Como você pode ver, estas são algumas das características
críticas que diferenciam os dois tipos de equipamento. Os
sistemas de UPS industriais tem como uma prioridade fornecer
alimentação de energia confiável e consistente enquanto fazem
o back-up de cargas críticas que têm um grande risco para a
vida humana ou grandes custos associados a uma parada não
planejada.
Conclusão
A analogia entre uma bicicleta e um sistema de UPS não é
perfeita, mas é uma forma simples e eficaz de explicar as
diferenças entres duas máquinas similares que são projetadas
para aplicações diferentes.
Se você está escolhendo qual sistema de UPS irá comprar, as
diferenças entre um UPS comercial e um UPS industrial são
muito claras. Entretanto, você deve determinar quais são
suas prioridades em relação a segurança, confiabilidade e
desempenho, em conjunto com o custo total de propriedade.
Antes de selecionar, você deve responder as seguintes perguntas:
- Por quanto tempo você precisará que seu sistema de UPS se
mantenha operacional, 10 anos ou 30 anos?
- A que tipo de ambiente seu equipamento será exposto? o
ambiente será controlado ou ele será exposto a vários elementos
severos?
- A facilidade de manutenção é uma prioridade para você? E você
espera ter peças de reposição disponíveis em 25 anos?
- O quão confiável você espera que seu sistema de UPS e banco
de baterias sejam? Quais seriam as consequências de uma
parada não planejada?
O design de um UPS industrial envolve considerações chaves
como segurança da propriedade e de vidas, alta disponibilidade
da energia crítica, confiabilidade e possibilidade de manutenção
do UPS. Em ambientes industriais, a criticidade da carga para
a qual o UPS dá suporte faz com que a escolha por um UPS
industrial seja clara!
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