UPS

Regional Distrito CapitalSistema de Gestión de la Calidad

ADMINISTRACIÓN DEL ENSAMBLE Y MANTENIMIENTO DE COMPUTADORES Y REDES

Versión 1

Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la InformaciónPrograma de Teleinformática

Bogotá, 2009

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Sistema de Gestión de la

CalidadRegional Distrito Capital

Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información MÓDULO DE FORMACIÓN

REALIZAR MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y PREDICTIVO QUE GARANTICE EL FUNCIONAMIENTO DEL HARDWARE

DE LOS EQUIPOS

Fecha: abril de 2009Versión: 1

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Control del Documento

Nombre Cargo Dependencia Firma FechaAutores LUIS

FELIPE DUITAMA CASTILLO

Aprendiz Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información

Febrero de 2009

Revisión John Pérez Instructor Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información

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UPS ( Uninterrumpible Power Supply)

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UPS (UNINTERRUMPIBLE POWER SUPPLY)

Sistema de alimentación ininterrumpida. Es una fuente de suministro eléctrico que posee una batería con el fin de seguir dando energía a un dispositivo en el caso de interrupción eléctrica. Además puede agregar otras funciones que terminan mejorando el suministro de energía eléctrica a los equipos sofisticados o de alto riesgo eléctrico que tiene conectados a ella. Entre las cosas que agrega puede contarse un estabilizado de la energía eléctrica entrante, aislación de la fuente de energía eléctrica normal, filtrado de la energía entrante, corrección de la forma de onda, corrección de la frecuencia de línea, protección a periféricos de las CPU o incluso sus partes, como placas de red o modem’s, monitoreo de la energía de línea, para optimizar la protección, etc. La perdida de datos o rotura de hardware, producidos por un corte de energía o una gran caída de voltaje, la necesidad de continuar o terminar, con el trabajo iniciado después de haberse producido el apagón, y quizás dicho trabajo deba continuarse por horas, dependerá de la situación. El costo de una UPS con autonomía media y para una computadora media, como ser una Pentium con sus periféricos, puede costar el 20% de lo que vale el equipo que protege.

Una UPS nos protege, de todos los problemas eléctricos conocidos, pero no lo hace en el 100% en todos los casos. Con mayor precisión, esto quiere decir que nos protegerá de una caída de voltaje, pero no de todas las caídas.

TIPOS DE UPS

(SPS, standby power systems) o UPS off-line: Tipo de UPS que se encarga de monitorear la entrada de energía, cambiando a la batería apenas detecta problemas en el suministro eléctrico. Ese pequeño cambio de origen de la energía puede tomar algunos milisegundos

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(tiempo de conmutación), lo cual puede afectar a algunos aparatos sensibles. Este defecto no se encuentra en los UPS on-line.

El UPS off-line es el más económico, ya que está integrado por pocos componentes, y es el ideal para la protección de computadoras en el hogar.

Se denomina off-Line porque el inversor o conmutador se encuentra fuera del camino principal de la corriente eléctrica y stand-by porque el inversor se encuentra apagado en estado de espera de que sea requerido para encender.

Los UPS off-line no pueden corregir ni estabilizar frecuencia de la corriente (como sí lo hacen los UPS on-line).

Características técnicas de los UPS off-line

En este tipo de UPS generalmente el conmutador está conectado a la línea de entrada eléctrica (by pass), llevando la energía de la entrada directamente hacia la salida, donde se conectan los diferentes dispositivos.

En el caso de que se corte la electricidad, el conmutador conecta la salida al inversor, el cual comienza a funcionar inmediatamente, en este momento es la batería la encargada de alimentar la salida del UPS. Ese traspaso de corte eléctrico a la alimentación de la batería (llamado tiempo de conmutación) suele estar en el orden de los 5 milisegundos, lo cual resulta imperceptible para la mayoría de los equipos electrónicos hogareños.

(UPS en línea). Tipo de UPS que evita los milisegundos sin energía al producirse un corte eléctrico, pues provee alimentación constante desde su batería y no de forma directa. Esto último típico de los UPS off-line, donde el cambio de alimentación desde la línea eléctrica a la batería, insume un tiempo que puede afectar los aparatos conectados al UPS.

Esta tecnología es la más cara de todas pero es la que ofrece el mayor nivel de protección. Por lo tanto es ideal para equipos sensibles o importantes como servidores centrales.

El UPS on-line tiene un modo llamado by-pass, que es un paso paralelo que deriva la corriente eléctrica directamente desde la entrada hacia la salida del UPS, en el caso de que haya algún problema en el circuito del aparato por daño en el inversor, sobrecarga de aparatos conectados, exceso de temperatura, etc. Para más información ver: UPS on-line modo bypass.

Características técnicas de los UPS on-line

El inversor se encuentra dentro de la línea principal de energía debido a que siempre se encuentra en funcionamiento.

Generalmente el conmutador está conectado a la salida del inversor. La corriente pasa por el rectificador continuamente, cargando la batería y alimentando el inversor el cual, a su vez, da la corriente alterna a la salida del UPS.

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Al cortarse la corriente eléctrica de entrada, son las baterías las encargadas de alimentar el inversor, por esta razón la salida no sufre ninguna interrupción por el corte. No es así en el caso de los UPS off-line, donde un corte eléctrico sí produce una breve interrupción eléctrica.

Tanto la entrada como la salida pueden ser monofásicas o trifásicas, según la potencia del UPS.

PARTES DE UNA UPS

El UPS mantiene la energía a las cargas críticas aún cuando la energía eléctrica comercial está sobrevoltaje, debajo de voltaje, fuera de frecuencia, etc. El sistema básico consiste en: Estabilizador: es la parte del UPS que estabiliza la Tensión de Alterna de Alimentación cuando la misma se encuentra muy baja o muy alta.

Rectificador: es la parte del UPS que convierte la Tensión de Alterna de Alimentación en una Tensión Continua para cargar la batería y alimentar al ONDULADOR.

Ondulador: es la parte del UPS que convierte la Tensión Continua de la batería en Tensión Alterna para alimentar la Carga

Baterías: es la parte del UPS que tiene energía almacenada la cual el UPS utiliza para continuar alimentando la Carga cuando hay un corte en la Alimentación.

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MODOS DE FUNCIÓN A la carga requerida por nuestros equipos, la llamaremos carga crítica. El UPS provee a la carga crítica con energía condicionada que es sincronizada con nuestra energía de utilidad. Si la energía es interrumpida o se va fuera de los parámetros especificados, entonces el UPS usa una batería de respaldo, para mantener la energía a la carga crítica por un periodo de tiempo específico o al menos, hasta que la energía regrese. El sistema del UPS funciona automáticamente para proveer energía eléctrica AC a la carga crítica. Existen cuatro modos de operación de base.

- En modo Normal: la carga crítica es suministrada por el inversor, el cual obtiene su energía del rectificador. En este modo, el cargador de batería provee también corriente de carga en caso de necesitarlo.

- En modo de Batería: la batería provee la energía DC, la cual mantiene la operación inversa. La batería mantiene a la carga crítica.

- En modo Bypass: la carga crítica es directamente soportada por la energía eléctrica directa, en este caso, energía de la CFE.

- En modo de Bypass de mantenimiento: la carga crítica es directamente soportada por la energía eléctrica directa, en este caso, energía de la CFE, pero el UPS puede ser apagado para proporcionarle mantenimiento.

El UPS continuamente se monitorea a sí mismo, y la entrada de la energía, y automáticamente se intercambia entre estos dos modos las veces que sean requeridas.

TIPO DE TECNOLOGÍAS SE APLICAN PARA LA FABRICACIÓN DE UPS

Tipos Passive standby: si hay alimentación la carga obtiene la energía directamente de la red comercial y, simultáneamente las baterías se están cargando a través de un rectificador. En caso de fallo en la alimentación, la alimentación de la carga conmuta y se obtiene desde las baterías a través de un inversor.

Line-interactive: se necesita un inversor bidireccional. Mientras haya alimentación de la red, las baterías se cargarán a través de este inversor; cuando falle esta alimentación la alimentación se obtiene de las baterías y la corriente recorre el inversor de forma contraria a como lo hacía durante su carga.

Double-conversion: esta es la topología más habitual de UPS o SAI de potencia. Primero se rectifica la señal de la red comercial y se alimenta la batería, después la señal de la red (o de la batería) va hacia la carga a través de un inversor.

On line: la salida del UPS o SAI proviene directamente de las baterías, y estas están continuamente conectadas a la corriente eléctrica y recargándose. Por ello, cuando se corta la

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corriente eléctrica el tiempo de conmutación es virtualmente 0s, los equipos conectados en ningún momento lo notan (salvo cuando se acaban las baterías, claro). Son la mejor opción, pues además al estar las baterías continuamente conectadas, se convierten en el mejor filtro de voltaje y de señal que podemos tener para nuestros equipos. Lo negativo de ellos es su precio, el cual perfectamente se puede acercar al de nuestro ordenador (según la potencia del UPS O SAI), es la mejor opción para sitios muy conflictivos con la red eléctrica.

Off line: al detectar el fallo de corriente eléctrica, conectan las baterías para seguir ofreciendo servicio. Tienen el problema de que entre la detección de corte y la puesta en marcha de las baterías transcurren un pequeño periodo de tiempo (apenas un segundo), pero suficiente para que si tenemos equipos informáticos conectados, estos se reinícien. Por lo tanto no es apto para soluciones informáticas.

Comput-online: al detectar un corte de energía en la línea, el UPS O SAI se pone en funcionamiento y se pone en marcha el temporizador, en 10 minutos se apaga.

Autonomía de un UPSEs el tiempo durante el cual, luego de una interrupción del suministro de energía el UPS puede seguir alimentando la carga conectada en su salida utilizando la energía almacenada en sus baterías.

El tiempo estándar de autonomía es de 10 o 15 minutos, pero se puede obtener una mayor autonomía mediante baterías de mayor capacidad (más Ah) conectadas en el UPS.

Trifásico Los UPS a partir de una determinada potencia (por lo general a partir de 10Kva) utilizan las 3 fases de alimentación para poder equilibrar el consumo que tienen desde la Fuente de Alimentación de Energía.

Monofásico Los UPS hasta determinada potencia (por lo general hasta 10Kva) utilizan una sola fase de alimentación, ya que la potencia del UPS no es muy alta, y es mas fácil equilibrar el consumo la Fuente de Alimentación de Energía conectando en las demás fases los demás consumos de la Oficina (Iluminación, etc)

CAPACIDAD UPS

El tiempo en que las UPS pueden proveer energía a otros dispositivos depende de la capacidad de sus baterías y el consumo de los dispositivos que tiene conectados.

La capacidad de las UPS se mide normalmente en Voltio Amperio o VA, no confundir con Watts. Debe calcularse usando el Factor de Potencia (FP) Watt/VA.

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Un FP adecuado es de 0.6, y así podemos calcularlo: Si una computadora (sin monitor) tiene una fuente de poder de 300 Watts, requiere 500 VA. Sin embargo, para obtener un FP óptimo, lo mejor es medir cada caso.

Dado que las baterías de las UPS normalmente son de plomo-ácido, no tienen efecto memoria, y debe evitarse que se descarguen profunda o completamente, a diferencia de las baterías de Níquel-Cadmio.

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