Ing. Csar Inga Zapata
Ing. Cesar Inga Zapata
SOLUCIONES EN ENERGA Y CLIMATIZACIN PARA DATA CENTER
Ing. Csar Inga Zapata
Ing. Cesar Inga Zapata
AGENDA
1. FUNDAMENTOS DE LA CALIDAD DE LA ENERGA
2. SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA DE ALTA FRECUENCIA PARA DATA CENTER
3. DISPOSITIVOS DE PROTECCIN CONTRA TRANSITORIOS DPS / TVSS
4. SISTEMAS DE ALIMENTACIN ININTERRUMPIDA
5. SISTEMAS DE TRANSFERENCIA AUTOMTICA ATS
6. AIRE ACONDICIONADO DE PRECISIN
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Menor Costo
Mayor Costo
PIRMIDE DE LA CALIDAD DE ENERGIA
Ing. Csar Inga Zapata
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SISTEMAS DE PUESTA ATIERRA PARA DATA CENTER
Ing. Csar Inga Zapata
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SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
Para un mismo edificio quedan expresamente prohibidos los sistemas de puesta a tierra que aparecen en la Figura, segn criterio adoptado de la IEC 61000-5-2.
Tierra AisladaTierra de Potencia
Pararrayos o terminales de captacin
Puesta a Tierra
Suelo
Ing. Csar Inga Zapata
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Tierra AisladaTierra de Potencia
Pararrayos o terminales de captacin
Puesta a Tierra
Suelo
Para un mismo edificio quedan expresamente prohibidos los sistemas de puesta a tierra que aparece en la Figura, segn criterio adoptado de la IEC 61000-5-2
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
Ing. Csar Inga Zapata
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Para un mismo edificio los sistemas de puesta a tierra tendrn que aparecen como en la Figura, segn criterio adoptado de la IEC 61000-5-2.
Conductores de Proteccin
Conductores Aislados
Pararrayos o terminales de captacin
Bajantes
Conexiones
Puesta a Tierra
Suelo
Conductores Equipotenciales sugeridas para edificios altos
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
Ing. Csar Inga Zapata
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Controles de efectos de interferencia externa .Normalmente slo el control del campo elctrico control de campo magntico requiere material ferroso Puede controlar la fuga de informacin controladaDepartamento de Defensa y la tempestad
El rendimiento normalmente comprometidaDatos de las penetraciones de cableSeparacin de potencial para la energa
CONCEPTOS DE LA JAULA DE FARADAY
Ing. Csar Inga Zapata
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Normas Federales de Procesamiento de Informacin de la publicacinFIPS PUB 94 - 21 de septiembre - Ahora descontinuadoEE.UU. Departamento de Comercio, Oficina Nacional de Normas Orientacin sobre la energa elctrica para instalaciones de ADP
LAS SEALES DE INTERFERENCIA EN EQUIPOS DE CABLEADO
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A menos que sala es cuadrada instrucciones simples para las conexiones a todas las otras causas perdidas en las conexiones
Las abrazaderas pueden aflojarse con el tiempo
4 X 4 DE CUADRCULA DE REFERENCIA
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Las Sobretensiones Transitorias y su Mitigacin conDispositivos de Proteccin contra Sobre tensiones DPS / TVSS
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Sobretensin de origen Atmosfrico
Sobretensin de maniobra
Tiempo
Ten
si
n
Qu son las Sobretensiones Transitorias?
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UNDERWRITERS LABORATORIESDetermina que la naturaleza imprevisible de las fluctuaciones hace quesea difcil suprimirlos; nunca se sabe cundo, cunto tiempo o cunpoderosos sern estos.
NEMALos Picos de Tensin o Transitorios son breves picos de sobretensin operturbaciones en una onda de energa que pueden daar, degradar yhasta destruir los equipos elctricos y electrnicos dentro de cualquiercasa, edificio comercial o instalaciones de una fabrica.
IEEE (Emerald Book)Las sobretensiones pueden tener muchos efectos sobre losequipos que van desde efectos indetectables hasta sacar de serviciocualquier equipo.
Qu son las Sobretensiones Transitorias?
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Lnea Telefnica
Lnea distribucin en Media Tensin
Fuentes de Induccin
Lneas de Control
Sub distribucin
Potencial a TierraBuena Condicin de
sistema de Puesta a Tierra
Baja Impedancia del Sistema a Tierra
aplicando Cemento Conductivo
Puesta a Tierra de Potencia
Sub Estacin de Transformacin
Proteccin y Captura de Rayos
Disipacin correcta de la energa de falla en el Sistema a Tierra
Captura de fallas provenientes de lado de fuerza
Proteccin de fallas entrantes travs de las lneas de Distribucin
Diseo de Conductores equipotenciales
Tablero de Distribucin
Central Telefnica
UPS, Estabilizadores,Bateras
Sala de Impresoras
Sala de Servidores
Equipos de Computo
Unidad de Computo
Remota
Equipos de Computo y Comunicaciones
Multiaterramiento de las Tierras
Dispositivo de Proteccin TVSS
Dispositivos de Proteccin para Comunicacin.
Electrodos de Puesta a Tierras
Las perturvaciones y fallas pueden tener un Origen Externoo como sucede ms a menudo puede ser de Origen Interno(Perturvaciones generadas por nuestros propios equipos)
Las soluciones ante estos problemas varian dependiendo de un anlisis previo
Una mayor confiabilidad en nuestra infraestructura, estaracompaado en saber identificar de forma oportuna todos
estos posibles problemas
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Porcentaje de Eventos que afectan al Suministro Elctrico
88.5%
11.0%0.5%
Cortes y ApagonesVariacin de Tensin
Ruido y Sobretensiones Transitorias
Fuente: IBM
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Pirmide de la Eficiencia Energtica
La Solucin para la eliminacin de Problemas con los Transitorios esta presente en el segundo escaln de la pirmide
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Efecto de Sobretensiones Transitorias en Infraestructura Electrnica y Equipos
Informticos
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Reduced signal strength may cause false zero crossing of the sine wave & triggering of sensitive electronic loads
4 MHz33 MHz
66 MHz100 MHz
160 MHz300 MHz
55
33
1.51.5
4003,300
6,60010,000
16,00030,000
33,333275,000
550,000833,333
1,333,3332,500,000
ComputerClockSpeed
ChipVolts
100Micro
Seconds
Data TransfersPer
1/2Cycle
Fuente: Dale Pickering, Facility Mgr, Atmel Corporation
Logic Signal Voltage & Chip Speed
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Son las Sobretensiones realmente un Problema?
Integrado de Tarjeta Electrnica
Dao Acumulativo
Falla Catastrfica
Integrado de Tarjeta Electrnica de PLC
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DPS Funcionamiento
Supresor Bsico (Solo MOV)
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DPS Funcionamiento
Supresor con Filtro (Hibrido)
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Metal oxide particles
High energy handling capability
Low clamping levels
Metal Oxide Varistors (MOV)
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REDUNDANCY
PHASE CONDUCTOR
NEUTRAL/GROUND
TYPICAL
MODULOS TVSS CON MOVs
X
XXX
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MODULOS DPS/TVSS CON TPMOVThermo-Dynamic Fusing System
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Thermo-Dynamic Fusing Systemproteccin trmica del xido de Metal tecnologa varistor
Proporciona el funcionamiento seguro, incluso cuando son expuestos a condiciones anormales (temporal sobretensiones, altas corrientes de falla, mal uso de la unidad)
En estas condiciones, el componente se elimina de forma rpida y segura del circuito antes de embalamientotrmico.
Elimina todas las preocupaciones de los daos posteriores alos componentes del montaje elctrico que se producen envirtud de un fallo o al final de la condicin de la vida
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Thermo-Dynamic Fusing Systemproteccin trmica del xido de Metal tecnologa varistor
Proporciona el funcionamiento seguro, incluso cuando son expuestos a condiciones anormales (temporal sobretensiones, altas corrientes de falla, mal uso de la unidad)
En estas condiciones, el componente se elimina de forma rpida y segura del circuito antes de embalamientotrmico.
Elimina todas las preocupaciones de los daos posteriores alos componentes del montaje elctrico que se producen envirtud de un fallo o al final de la condicin de la vida
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Thermo-Dynamic Fusing Systemproteccin trmica del xido de Metal tecnologa varistor
Proporciona el funcionamiento seguro, incluso cuando son expuestos a condiciones anormales (temporal sobretensiones, altas corrientes de falla, mal uso de la unidad)
En estas condiciones, el componente se elimina de forma rpida y segura del circuito antes de embalamientotrmico.
Elimina todas las preocupaciones de los daos posteriores alos componentes del montaje elctrico que se producen envirtud de un fallo o al final de la condicin de la vida
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Thermo-Dynamic Fusing Systemproteccin trmica del xido de Metal tecnologa varistor
Proporciona el funcionamiento seguro, incluso cuando son expuestos a condiciones anormales (temporal sobretensiones, altas corrientes de falla, mal uso de la unidad)
En estas condiciones, el componente se elimina de forma rpida y segura del circuito antes de embalamientotrmico.
Elimina todas las preocupaciones de los daos posteriores alos componentes del montaje elctrico que se producen envirtud de un fallo o al final de la condicin de la vida
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IEEE C 62.41 Nivel de exposicin
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20,000V2,300V2,300V 1,000V 1,000V
0V
I.T. System Shield
Celda Principal Tablero de Distribucin
I.T. System Shield
Tablero IT
I.T. System Shield
0V
Sistema de Proteccin System Shield
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UL 1449 Tercera Edicin
Vigente desde el 29 de Setiembre de 2009
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Equipos Eaton Innovative TechnologyXT Surge Protective Device
FeaturesThermally Protected Metal Oxide Varistor (TPMOV) technology Rated 50 (XT50) or 100 kA (XT100) peak surge current Wide range of voltage applications from 100 to 480 Vac Wiring systems: single phase, split phase, three-phase Wye,
or three-phase Delta High intensity LED Phase status indicators NEMA 4X (IP56) polycarbonate enclosure #10 AWG (6mm2) stranded wire included " threaded conduit fitting included Optional external mounting feet UL 1449 3rd Edition for surge suppression devices compliant CE marked 5 year free-replacement warranty
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ComparativaXT Surge Protective Device Vs RielDin
UL1449 3ra Edicin
Thermally Protected
5 Aos de Garanta
LED status por fase
Altas Capacidades
NEMA 4X
XT Surge RielDin
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UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY )TIPOS Y TECNOLOGA
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UPS (UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY )TIPOS Y TECNOLOGA
Monofsicos
Off Line
Interactive
True On Line
Trifsicos
True On Line
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EL UPS
Battery
Rectifier Inverter
Static Switch
BypassInput
Rectifier Input
Critical Load
Utility
DC
CriticalBusAC
ACDC
DC
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OFFLINE UPS
Normal Mode
Load Is Connected Directly to Mains Supply
Battery Is Charged
Mains FilterLoad
BatteryCharger
InverterBattery
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OFFLINE UPS
Battery Mode
Switch Changes From Mains to Inverter
Inverter Feeds Load
Transfer Time 2-6 msec
Mains FilterLoad
BatteryCharger
InverterBattery
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LINE INTERACTIVE OPERATION
Normal Mode
Automatic Voltage Regulator
Transfer Time 2-4 msec
FILTER LOAD
Bi-Directional Convert
Battery
AVRL
N
G
L
N
G
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TRUE ON LINE (NORMAL POWER FLOW)
Unregulated power Utility or Genset
Regenerated UPS Power
Rectifier ON Inverter ON
Battery Float
Static Switch Off
Power Flow, from Utility to inverter regulated power
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TRUE ON LINE (BATTERY DISCHARGING)
Unregulated power Utility or Genset
Regenerated UPS Power
Rectifier OFF Inverter ON
Static Switch Off
Battery Discharge
From battery to INV to Load
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TRUE ON LINE (UPS ON STATIC BYPASS)
Unregulated power Utility or Genset
Rectifier Inverter off
Battery
Static Switch On
Utility Power
TVSS only!!!
TVSS
TVSS is the only protection the load has.
Power flow from utility to the load.
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CONFIABILIDAD EN DISEO DE DATA CENTERS
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TIA-942 TIERS OF PROTECTION
Zero downtime Single or redundant UPSDual bus
(7-8)
99.99999% to
99.999999
Computer / communication system is the business
Tier 4
Increased uptime (business continuity)
Redundant UPSSingle Bus
(5-6)99.999% to 99.9999%
Computer / communication system is critical to business
Tier 3
(4)99.99%
Orderly shutdown and improved uptime
Fewer unexpected interruptions
Data integrity.
Some business interruption acceptable
Tier 2
None
(3)99.90%Avoid power transients
Protect hardware
Tier 1
Single UPSSingle Bus
Requirements Concerns 9s of Availability UPSSystem
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CUNTO TIEMPO OPERA EL SISTEMA?
Disponibilidad Tiempo perdido anual
99.9 % (TIER 1) 8 horas 45 minutos
99.99 % (TIER 2) 52 minutos
99.999 % (TIER 3) 33.6 seconds
99.99999% (TIER 4) 0 Downtime
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DEFINING UPS REDUNDANCIES
System1
N + 1
1 + N
2 (N + 1)
2 (1 + N)
1 + 1
Dual Bus
2N
MethodologySingle UPS module, no redundancy
N = number of UPSs to handle power requirements + 1 for redundancy
1 UPS plus (N)umber of UPSs added for redundancy
2 (N + 1) systems
2 (1 + N) systems
2 UPSs running in parallel for full redundancy
2 UPSs feeding two independent output distribution systems
A dual bus system with redundancy on each bus
BUSSINGLE
SINGLE
SINGLE
DUAL
DUAL
DUAL
DUAL
DUAL
Tier2
3
3
4
4
4
4
4
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REDUCING SINGLE POINTS OF FAILURE
Rack 4Electrical
Dist. Panel Rack 1 Rack 2 Rack 3
UPS A
Single UPS Single electrical distribution panel Single cable per computer device Single power supply per server
= Single Point Failure
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UPS A
Rack 4Electrical
Dist. Panel Rack 1 Rack 2 Rack 3
Single UPS Single electrical distribution panel Single cable per computer device Dual power supply per server eliminates single point of failure but increases cabling under the floor.
REDUCING SINGLE POINTS OF FAILURE
Ing. Csar Inga Zapata
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UPS A
Rack 4Electrical
Dist. Panel Rack 1 Rack 2 Rack 3
Single UPS Single electrical distribution panel Smart power strips eliminate excess cabling & improve air flow under the floor.
REDUCING SINGLE POINTS OF FAILURECASO UPSS DE 80 KVA
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UPS A
Electrical Dist. Panel
Electrical Dist. PanelRack 4
Electrical Dist. Panel Rack 1 Rack 2 Rack 3
Single UPS Redundant electrical distribution panel and smart power strips.
REDUCING SINGLE POINTS OF FAILURE
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UPS A
Electrical Dist. Panel
Electrical Dist. PanelRack 4
Electrical Dist. Panel Rack 1 Rack 2 Rack 3
UPS B
Redundant UPS
Reducing Single Points of Failure
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TIER 3: Increase Uptime
TIER 4: No DowntimeDistributed Redundant
DUAL INPUT PDU
LBSUPS 1
LOAD
STS
LOAD
STS
LOAD
DUAL INPUT LOAD
Utility Source / Generator #2
Utility Source / Generator #1
UPS 2
PDU
PDUPDU
PDUPDUParallel Redundant
UPS 1
Utility Source w/ ATS & Generator
UPS 2
SCC
PDU
LOAD
TIER 2Preserve Data
LOAD
UPS
PDU
Utility Source
TYPES OF SYSTEMS
TIER 1HW Protection
LOAD
Utility Source
TVSS and / orConditioner
PDU
1 + 1 Redundant
LOAD
PDU
Utility Source w/ ATS & Generator
UPS 2UPS 1
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PSA MAIN FEATURES
Range: 350, 500, 650, 1000 VA
Line interactive technology with AVR
Automatic voltage regulation
Output sockets: up to 6 battery backed up & surge protected sockets
Surge suppression 2 additional surge protected only sockets
Plug & play: one button and two leds
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2 x 16Amps IEC320-C19 Output Plugs
External Battery Cabinet (2U / 4U)
Hot-swappable user replaceable battery
Configuration Program for Extra Flexibility (runtime, voltage)
Possibility to Inhibit Bypass for higher Equipment Protection
Also Frequency Converter
LIEBERT GXT3
Product VA Range 700 - 10000VA Compact Rack and Tower Design 2U / 5U 120V or 230V, 60/50Hz Online Duble Conversion Technology VFI SS 111 according to IEC 62040-3 Sinewave Output Selectable Output Voltage
220/230/240VAC Battery Backup time > 10 / 7 minutes full load Universal Communication Option
Contact Closure DB9 RS232 Serial communication Relay Card USB Card SNMP + WEB Communications Modbus/Jbus card
Multilink Software Included
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GXT2 10KVA APPLICATIONS
Blade Servers (1U) servers
LAN and WAN Network servers
Clustered network equipment: hubs, routers, bridges
Voice over IP (VoIP) switches and routers
Office Telecommunications systems
Voicemail and e-mail servers
Test and diagnostic equipment
Micro processor-controlled equipment
Other Mission Critical devices
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Liebert NX 380V/400V/415V - 50/60Hz
OVERVIEW LIEBERT NX PRODUCT PLATFORM
10 15 20 kVA
NXa
Int Batt
30 40 kVA 100 120 kVA 140 160 200 kVA60 80 kVA
NXe
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Emer gency
shut down
I nver t er
OnI nver t er
Of f
Faul t
Reset
Al arm
Si l ence
PARADIGM 2003-01-22 12:30:3660kVA-3X3 Unit #1 Normal
?
BypassMain
Vphase V
Iphase A
Freq. Hz
Vline V
P. F.
A(AB)
220
20.5
50.1
380
0.99
B(BC)
220
20.5
50.1
380
0.99
C(CA)
220
20.5
50.1
380
0.99
F2 F4 F5F1 F3
Output
Input Breaker Closed 01-12 12:28:16
Manual Turn On 01-12 12:30:06
UPS in Normal Mode 01-22 12:30:16
No special training needed for Operators
Makes it easy to understand Load and Source conditions
Easy, first hand diagnostics
CONTROL PANEL & LCD DISPLAY
User friendly Control Panel
Micro-processor Controlled
LCD Display 320 x 240 dots graphic
Information on
Main Input
Bypass
UPS Output
Local Load Information
Parallel Load Information
Battery Status
Power Flow Mimic
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Liebert NX 10-20kVA
New Ratings 10, 15, and 20kVA
Online Double Conversion
THDi
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FUNCIONAMIENTO CON POTENCIA DE ENTRADA SIMPLE O DOBLE
Ing. Csar Inga Zapata
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FUNCIONAMIENTO CON POTENCIA DE ENTRADA SIMPLE O DOBLE
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FUNCIONAMIENTO CON POTENCIA DE ENTRADA SIMPLE O DOBLE
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POWER TRANSFER SWITCHES
ASCO PowerTechnologies
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DEFINICIN DE UN TABLERO DE TRANSFERENCIA
Un dispositivo diseado para conectar la carga crtica a una fuente de energa alterna cuando la fuente de energa normal no es aceptable, y automticamente transfiere cuando la energa principal retorna.
UL1008: 1.4 A transfer switch is a device that automatically transfers a common load from a normal supply to an alternate supply in the event of failure of the normal supply, and automatically returns the load to the normal supply when the normal supply is restored.
RED COMERCIAL
Carga Grupo electrgeno
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FUNCIONES PRINCIPALES DE UN SISTEMA DE TRANSFERENCIA AUTOMTICO
Mantener la conexin de corriente de forma contnua a la carga
Detectar fallos de red
Transferir carga a una fuente alternativa
Sensar el retorno de la fuente original
Transferir nuevamente la carga a la fuente original
Mantener y cerrar incluso en caso de corriente de falta en la carga
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PANEL DE TRANSFERENCIAPANEL de CONTROL
Mecanismo de conmutacin
PANEL TS / Contactor
Por Bobina
Motorizados
Contactos principalesde potencia(extinguidor de arcos)
Contactos de bobina y de control (NC, NA, C)
Panel de control / Visualiz.
Medida de tensin y frecuencia
Retardos de tiempo
Controles de Entrada/Salida
Dispositivos de sealizacin
Comunicacin gestinremota
TABLEROS DE TRANSFERENCIA
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Ing. Cesar Inga Zapata
Elctricamente activado, mecnicamente Sostenido
El Solenoide
TABLEROS DE TRANSFERENCIA
Ing. Csar Inga Zapata
Ing. Cesar Inga Zapata
TIPOS BSICOS DE TABLEROS DE TRANSFERENCIA
Automticos: operan automticamente en caso de prdida de la fuente principal o bajada crtica de la tensin.
No Automticos: el accionamiento debe ser operado manualmente y el actuador puede ser elctrico o mecnico. Aplicacin para grupos electrgenos de arranque manual o que
precisen intervencin del personal de supervisin en la transferencia.
Ing. Csar Inga Zapata
Ing. Cesar Inga Zapata
TIPOS BSICOS DE TABLEROS DE TRANSFERENCIA
Transicin Abierta: operan mediante una rpida conmutacin produciendo un mnimo tiempo de corte de energa.
Transicin Cerrada: operan mediante un paralelaje de fuentes de alimentacin permitiendo una conmutacin sin corte de energa.
Para aplicaciones de mantenimiento de riesgo.
Reduce el estress de los UPSs.
Ahorro de Energa
Transicin con Retardo Programado: opera realizando la transferencia desconectando la carga temporalmente en forma programada
Carga
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Ing. Cesar Inga Zapata
EJEMPLO SISTEMA 2(1 + 1)
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