Il punto di vista dell\u2019UPS\u2026<\/strong><\/h4>\nNelle installazioni critiche, ogni volta che si verifica una mancanza rete, l\u2019alimentazione viene commutata dalla sorgente primaria ad un sistema di generazione diesel. Il trasferimento \u00e8 del tipo con interruzione, ovvero \u201cbreak-before-make\u201d ed \u00e8 normalmente completato in pochi secondi. Durante questo transitorio, l\u2019UPS che si trova a valle passa in funzionamento da batteria e il suo stadio di conversione in ingresso, il raddrizzatore, \u00e8 spento in quanto non alimentato. Quando il generatore ha ristabilito l\u2019alimentazione, il raddrizzatore esegue una procedura di accensione. Al termine di questa operazione, l\u2019UPS ritorna a funzionare nel modo normale, generalmente la doppia conversione. In queste fasi cruciali \u00e8 determinante che UPS e generatore operino perfettamente in sintonia, per evitare che il trasferimento sia messo a repentaglio da problemi di interazione fra le due apparecchiature.<\/p>\n
\u2026il punto di vista del generatore<\/strong><\/h4>\nDal punto di vista del generatore, l\u2019UPS \u00e8 un carico e come tale assorbe energia attiva e reattiva, in modo differente a seconda del punto di lavoro. I moderni UPS che lavorano in doppia conversione assorbono il 99% di energia attiva. In altre parole, l\u2019UPS \u00e8 visto come un carico lineare puramente resistivo dalla sorgente che lo alimenta e ci\u00f2 semplifica molto il progetto e le prestazioni dell\u2019impianto.<\/p>\n
Eccezioni al precedente sono il funzionamento a bassi carichi e quello in bypass.<\/p>\n
\n- Durante il funzionamento in bypass<\/strong> l\u2019uscita dell\u2019UPS \u00e8 collegata direttamente alla sorgente di alimentazione e non viene esercitata nessuna azione di filtraggio. In queste condizioni il generatore deve poter alimentare gli utilizzatori al loro fattore di potenza e distorsione armonica, nonch\u00e9 garantire stabilit\u00e0 durante prese o rilasci di carico.<\/li>\n
- A basse percentuali di carico<\/strong>, tipicamente sotto il 10% della Potenza nominale, o a vuoto, un UPS esibisce un fattore di potenza prevalentemente capacitivo e una maggiore distorsione armonica di corrente. Inoltre, il transitorio di avviamento del raddrizzatore \u00e8 una presa di carico per la sorgente a monte.<\/li>\n<\/ul>\n
Mentre le condizioni operative descritte sopra non influenzano le prestazioni della rete, che \u00e8 una risorsa a potenza \u201cinfinita\u201d, quando la sorgente \u00e8 un generatore ognuno dei due casi deve essere attentamente valutato.<\/p>\n
Come far andare d\u2019accordo UPS e generatori<\/h3>\n
Come regola generale, la potenza nominale del generatore in regime continuo non dovrebbe essere inferiore a 1,5 volte la potenza nominale dell\u2019UPS<\/strong>. Il fattore di sovradimensionamento tiene conto dell\u2019efficienza dell\u2019UPS, tipicamente il 96%, del fattore di Potenza in ingresso, tipicamente 0,99, della distorsione armonica di ingresso, tipicamente il 3%. Considera, inoltre, un margine di potenza per prevenire l\u2019insorgenza di instabilit\u00e0 della tensione di uscita del generatore a seguito di prese di carico. Come precisato pi\u00f9 sopra, ci sono altri parametri da considerare per assicurare il corretto funzionamento durante i transitori e il funzionamento a vuoto.<\/p>\nI pro e contro del soft-start<\/h3>\n
Gli UPS di ultima generazione non hanno sovracorrenti di avviamento, ma aumentano gradualmente la potenza assorbita in ingresso, in un tempo impostabile, detto di \u201cwalk-in\u201d<\/strong>. Si tratta del cosiddetto \u201csoft-start\u201d<\/strong>, che generalmente comprende anche una partenza dilazionabile, secondo un parametro impostabile detto \u201chold-off\u201d<\/strong>. Quest\u2019ultimo \u00e8 molto utile quando si dispone di pi\u00f9 UPS in parallelo, che potendo appunto partire in sequenza, consentono di meglio modulare il carico visto dalla sorgente a monte.<\/p>\nIl \u201cwalk-in\u201d \u00e8 invece relativo alla pendenza della rampa di avvio del raddrizzatore: pi\u00f9 breve \u00e8 il tempo di \u201cwalk-in\u201d, maggiore sar\u00e0 la pendenza. E\u2019 importante notare che, per tutto il tempo di avviamento, cio\u00e8 la somma di \u201cwalk-in\u201d e \u201chold-off\u201d, il raddrizzatore non assorbir\u00e0 tutta la potenza necessaria per alimentare il carico. Le batterie, dunque, continueranno a scaricarsi, almeno parzialmente.<\/p>\n
![\"UPS](\"https:\/\/www.borri.it\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/Rampa_HoldOff.png\")
“Hold-off” e tempo di “walk-in”<\/strong>. Dopo un ritardo iniziale, o “hold-off”, la corrente di ingresso UPS aumenta gradualmente, secondo una rampa di durata programmabile, detta tempo “walk-in”.<\/em><\/span><\/p>\nInfine, \u00e8 possibile attivare l\u2019inibizione della ricarica delle batterie per agevolare una presa di carico graduale da parte del generatore. Al netto degli altri fattori descritti nel seguito, dunque, la corretta transizione tra rete e generatore si risolve nell\u2019opportuna gestione dell\u2019autonomia delle batterie e dei parametri di soft start dell\u2019UPS. Quest\u2019ultimo aspetto \u00e8 strettamente correlato alla capacit\u00e0 del generatore di sostenere la presa di carico derivante dall\u2019avvio dell\u2019UPS.<\/p>\n
La capacit\u00e0 \u201cnascosta\u201d dell\u2019UPS<\/h3>\n
I condensatori di ingresso, usati per il filtraggio delle armoniche prodotte dal raddrizzatore, generano un flusso di potenza reattiva puramente capacitiva tra la sorgente e l\u2019UPS. I generatori possono gestire una quantit\u00e0 limitata di potenza di questo tipo, perch\u00e9 interferisce con il circuito di eccitazione del rotore, innescando oscillazioni di tensione, fino al distacco dal carico. I diagrammi di SOA (Safe Operating Area) dei generatori mostrano la relazione tra stabilit\u00e0 di funzionamento e fattore di potenza dei carichi collegati. Si pu\u00f2 verificare come il limite della potenza puramente capacitiva fornibile in uscita da un generatore sia tipicamente il 20% della potenza nominale.<\/strong><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/www.borri.it\/wp-content\/uploads\/2022\/04\/Genset-SOA_new.png\")
Safe Operating Area di un generatore<\/strong>. L\u2019area verde \u00e8 quella di operativit\u00e0 normale. Nella regione gialla il funzionamento \u00e8 ancora possibile per un tempo limitato. Il funzionamento nella regione rossa non \u00e8 consentito. Durante l\u2019avvio di un UPS il generatore deve fornire Potenza puramente capacitive e il punto di lavoro si colloca sul semiasse orizzontale sinistro. Il limite di Potenza puramente capacitivo fornibile dal generatore \u00e8 tipicamente lo 0,2 della sua potenza nominale.<\/span><\/em><\/p>\nCome gi\u00e0 ricordato, un UPS che si stia riavviando dopo una mancanza rete esibisce un comportamento puramente capacitivo al suo ingresso.<\/p>\n
Come prevenire l\u2019instabilit\u00e0 del generatore<\/strong><\/h4>\nSebbene la potenza reattiva capacitiva sia molto piccola rispetto alla potenza nominale del gruppo di continuit\u00e0, in queste condizioni non \u00e8 compensata da nessun contributo in potenza attiva. Questa problematica \u00e8 amplificata negli schemi multi-generatore, multi-UPS. A causa della partenza sequenziale dei generatori, infatti, il primo della sequenza si trova ad alimentare tutta la potenza capacitiva del sistema di UPS in parallelo. Il totale della Potenza capacitive necessaria potrebbe dunque eccedere il limite di stabilit\u00e0 del generatore, precludendo il successo della sequenza di avvio.<\/p>\n
Diverse tecniche possono essere implementate per mitigare il problema, come ad esempio l\u2019installazione di banchi di resistori per la compensazione del fattore di potenza a vuoto. Molti UPS di ultima generazione hanno diminuito il contributo di energia puramente capacitiva, migliorando le tecniche di filtraggio elettronico delle armoniche di ingresso. Alcuni costruttori offrono anche opzioni di gestione adattativa della potenza reattiva in ingresso, in modo da semplificare la progettazione di infrastrutture ad alta resilienza.<\/p>\n
Dal punto di vista del generatore, l\u2019UPS \u00e8 un carico e come tale assorbe energia attiva e reattiva, in modo differente a seconda del punto di lavoro. I moderni UPS che lavorano in doppia conversione assorbono il 99% di energia attiva. In altre parole, l\u2019UPS \u00e8 visto come un carico lineare puramente resistivo dalla sorgente che lo alimenta e ci\u00f2 semplifica molto il progetto e le prestazioni dell\u2019impianto.<\/p>\n
Eccezioni al precedente sono il funzionamento a bassi carichi e quello in bypass.<\/p>\n
- \n
- Durante il funzionamento in bypass<\/strong> l\u2019uscita dell\u2019UPS \u00e8 collegata direttamente alla sorgente di alimentazione e non viene esercitata nessuna azione di filtraggio. In queste condizioni il generatore deve poter alimentare gli utilizzatori al loro fattore di potenza e distorsione armonica, nonch\u00e9 garantire stabilit\u00e0 durante prese o rilasci di carico.<\/li>\n
- A basse percentuali di carico<\/strong>, tipicamente sotto il 10% della Potenza nominale, o a vuoto, un UPS esibisce un fattore di potenza prevalentemente capacitivo e una maggiore distorsione armonica di corrente. Inoltre, il transitorio di avviamento del raddrizzatore \u00e8 una presa di carico per la sorgente a monte.<\/li>\n<\/ul>\n
Mentre le condizioni operative descritte sopra non influenzano le prestazioni della rete, che \u00e8 una risorsa a potenza \u201cinfinita\u201d, quando la sorgente \u00e8 un generatore ognuno dei due casi deve essere attentamente valutato.<\/p>\n
Come far andare d\u2019accordo UPS e generatori<\/h3>\n
Come regola generale, la potenza nominale del generatore in regime continuo non dovrebbe essere inferiore a 1,5 volte la potenza nominale dell\u2019UPS<\/strong>. Il fattore di sovradimensionamento tiene conto dell\u2019efficienza dell\u2019UPS, tipicamente il 96%, del fattore di Potenza in ingresso, tipicamente 0,99, della distorsione armonica di ingresso, tipicamente il 3%. Considera, inoltre, un margine di potenza per prevenire l\u2019insorgenza di instabilit\u00e0 della tensione di uscita del generatore a seguito di prese di carico. Come precisato pi\u00f9 sopra, ci sono altri parametri da considerare per assicurare il corretto funzionamento durante i transitori e il funzionamento a vuoto.<\/p>\n
I pro e contro del soft-start<\/h3>\n
Gli UPS di ultima generazione non hanno sovracorrenti di avviamento, ma aumentano gradualmente la potenza assorbita in ingresso, in un tempo impostabile, detto di \u201cwalk-in\u201d<\/strong>. Si tratta del cosiddetto \u201csoft-start\u201d<\/strong>, che generalmente comprende anche una partenza dilazionabile, secondo un parametro impostabile detto \u201chold-off\u201d<\/strong>. Quest\u2019ultimo \u00e8 molto utile quando si dispone di pi\u00f9 UPS in parallelo, che potendo appunto partire in sequenza, consentono di meglio modulare il carico visto dalla sorgente a monte.<\/p>\n
Il \u201cwalk-in\u201d \u00e8 invece relativo alla pendenza della rampa di avvio del raddrizzatore: pi\u00f9 breve \u00e8 il tempo di \u201cwalk-in\u201d, maggiore sar\u00e0 la pendenza. E\u2019 importante notare che, per tutto il tempo di avviamento, cio\u00e8 la somma di \u201cwalk-in\u201d e \u201chold-off\u201d, il raddrizzatore non assorbir\u00e0 tutta la potenza necessaria per alimentare il carico. Le batterie, dunque, continueranno a scaricarsi, almeno parzialmente.<\/p>\n
“Hold-off” e tempo di “walk-in”<\/strong>. Dopo un ritardo iniziale, o “hold-off”, la corrente di ingresso UPS aumenta gradualmente, secondo una rampa di durata programmabile, detta tempo “walk-in”.<\/em><\/span><\/p>\nInfine, \u00e8 possibile attivare l\u2019inibizione della ricarica delle batterie per agevolare una presa di carico graduale da parte del generatore. Al netto degli altri fattori descritti nel seguito, dunque, la corretta transizione tra rete e generatore si risolve nell\u2019opportuna gestione dell\u2019autonomia delle batterie e dei parametri di soft start dell\u2019UPS. Quest\u2019ultimo aspetto \u00e8 strettamente correlato alla capacit\u00e0 del generatore di sostenere la presa di carico derivante dall\u2019avvio dell\u2019UPS.<\/p>\n
La capacit\u00e0 \u201cnascosta\u201d dell\u2019UPS<\/h3>\n
I condensatori di ingresso, usati per il filtraggio delle armoniche prodotte dal raddrizzatore, generano un flusso di potenza reattiva puramente capacitiva tra la sorgente e l\u2019UPS. I generatori possono gestire una quantit\u00e0 limitata di potenza di questo tipo, perch\u00e9 interferisce con il circuito di eccitazione del rotore, innescando oscillazioni di tensione, fino al distacco dal carico. I diagrammi di SOA (Safe Operating Area) dei generatori mostrano la relazione tra stabilit\u00e0 di funzionamento e fattore di potenza dei carichi collegati. Si pu\u00f2 verificare come il limite della potenza puramente capacitiva fornibile in uscita da un generatore sia tipicamente il 20% della potenza nominale.<\/strong><\/p>\n
Safe Operating Area di un generatore<\/strong>. L\u2019area verde \u00e8 quella di operativit\u00e0 normale. Nella regione gialla il funzionamento \u00e8 ancora possibile per un tempo limitato. Il funzionamento nella regione rossa non \u00e8 consentito. Durante l\u2019avvio di un UPS il generatore deve fornire Potenza puramente capacitive e il punto di lavoro si colloca sul semiasse orizzontale sinistro. Il limite di Potenza puramente capacitivo fornibile dal generatore \u00e8 tipicamente lo 0,2 della sua potenza nominale.<\/span><\/em><\/p>\nCome gi\u00e0 ricordato, un UPS che si stia riavviando dopo una mancanza rete esibisce un comportamento puramente capacitivo al suo ingresso.<\/p>\n
Come prevenire l\u2019instabilit\u00e0 del generatore<\/strong><\/h4>\n
Sebbene la potenza reattiva capacitiva sia molto piccola rispetto alla potenza nominale del gruppo di continuit\u00e0, in queste condizioni non \u00e8 compensata da nessun contributo in potenza attiva. Questa problematica \u00e8 amplificata negli schemi multi-generatore, multi-UPS. A causa della partenza sequenziale dei generatori, infatti, il primo della sequenza si trova ad alimentare tutta la potenza capacitiva del sistema di UPS in parallelo. Il totale della Potenza capacitive necessaria potrebbe dunque eccedere il limite di stabilit\u00e0 del generatore, precludendo il successo della sequenza di avvio.<\/p>\n
Diverse tecniche possono essere implementate per mitigare il problema, come ad esempio l\u2019installazione di banchi di resistori per la compensazione del fattore di potenza a vuoto. Molti UPS di ultima generazione hanno diminuito il contributo di energia puramente capacitiva, migliorando le tecniche di filtraggio elettronico delle armoniche di ingresso. Alcuni costruttori offrono anche opzioni di gestione adattativa della potenza reattiva in ingresso, in modo da semplificare la progettazione di infrastrutture ad alta resilienza.<\/p>\n
- A basse percentuali di carico<\/strong>, tipicamente sotto il 10% della Potenza nominale, o a vuoto, un UPS esibisce un fattore di potenza prevalentemente capacitivo e una maggiore distorsione armonica di corrente. Inoltre, il transitorio di avviamento del raddrizzatore \u00e8 una presa di carico per la sorgente a monte.<\/li>\n<\/ul>\n