Valutazione tecnica. Sommario

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1 Valutazione tecnica Sommario Alimentazione di carichi sensibili... 2 Tipi di disturbo elettrico...2 Disturbi principali con alimentazione elettrica a bassa tensione...3 UPS... 5 La soluzione UPS...5 Applicazioni UPS...6 Tipi di UPS... 8 UPS statico o rotante...8 Tipi di UPS statici...10 Componenti e funzionamento dell'ups Componenti di un'unità UPS...17 Caratteristiche principali dei componenti UPS...20 Schema riassuntivo per le caratteristiche principali...25 Modalità di funzionamento UPS...27 Configurazioni UPS...28 Tecnologie UPS senza trasformatore...31 Compatibilità elettromagnetica (CEM) Disturbi elettromagnetici...37 Norme e raccomandazioni CEM...37 Norme relative agli UPS Ambito e osservanza delle norme...39 Norme principali per la regolamentazione degli UPS...39 Immagazzinamento dell'energia Tecnologie utilizzabili...42 Batterie...42 Volani...46 Combinazione di UPS/gruppo elettrogeno Utilizzo di un generatore...49 Combinazione di UPS/gruppo elettrogeno...49 Armoniche Armoniche...52 Valori caratteristici delle armoniche...53 Carichi non lineari e tecnologia PWM Prestazioni dei carichi non lineari per gli UPS con tecnologia PWM...57 Confronto tra sorgenti diverse...60 Chopping a frequenza libera...61 Raddrizzatore PFC Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 1

2 Alimentazione di carichi sensibili Tipi di disturbo elettrico Fare riferimento al WP 18 Teoricamente, i sistemi di distribuzione dell'alimentazione, pubblici e privati, forniscono alle apparecchiature elettriche una tensione sinusoidale di ampiezza e frequenza fisse (ad esempio, 400 volt efficaci a 50 Hz in sistemi a bassa tensione). Tuttavia, in condizioni reali i fornitori indicano il grado di fluttuazione rispetto ai valori nominali. Lo standard EN definisce le fluttuazioni normali nella tensione di alimentazione BT per i sistemi di distribuzione europei come segue: Tensione da +10% a -15% (valori efficaci medi su intervalli di 10 minuti), il 95% della quale deve rientrare, ogni settimana, nella fascia di +10%. Frequenza da +4% a +6% nell'arco di un anno con ±1% per il 99,5% del tempo (collegamenti sincroni in un sistema interconnesso). In pratica, però, oltre alle fluttuazioni indicate, l'onda sinusoidale della tensione presenta sempre una distorsione di un certo grado dovuta ai vari disturbi che possono verificarsi nel sistema. Fare riferimento al White Paper WP 18 "The Seven Types of Power Problems" (Le sette differenti problematiche relative all'alimentazione elettrica) Fonti dei disturbi Alimentazione di rete L'alimentazione di rete può essere disturbata o addirittura interrotta dai seguenti fenomeni: Fenomeni atmosferici che colpiscono le linee aeree o i cavi interrati: - fulmini che producono un improvviso sovraccarico di tensione nel sistema; - brina che può accumularsi sulle linee aeree e causarne la rottura; Incidenti: - caduta di un ramo su una linea, che può causare un cortocircuito o un'interruzione; - taglio di un cavo, ad esempio durante opere di scavo o altri lavori di costruzione; - guasti nel sistema di alimentazione di rete; Squilibri di fase; Attivazione di dispositivi di controllo o protezione nel sistema di alimentazione di rete per il distacco del carico o a fini di manutenzione. Apparecchiature in uso Alcune apparecchiature possono generare disturbi nel sistema di alimentazione di rete, ad esempio: Attrezzature industriali: - motori, che possono causare cali di tensione dovuti a correnti di spunto all'avvio; - attrezzature quali forni ad arco e saldatrici, che possono causare cali di tensione e interferenze ad alta frequenza; Apparecchiature elettroniche di potenza (alimentatori a commutazione, variatori di velocità, ballast elettronici e così via), che spesso originano armoniche; Infrastrutture degli edifici, quali ascensori che possono provocare correnti di spunto o lampade fluorescenti che causano la formazione di armoniche. Tipi di disturbo I disturbi dovuti alle cause sopra indicate sono raccolti nella seguente tabella, che segue le definizioni contenute nelle norme EN e ANSI Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 2

3 Alimentazione di carichi sensibili (cont.) Disturbi Caratteristiche Cause principali Conseguenze principali Interruzioni di alimentazione Microinterruzioni Totale assenza di tensione 10 ms. Agenti atmosferici, commutazioni, guasti, lavori sulla rete. Funzionamento difettoso e perdita di dati (sistemi informatici) o interruzione della produzione (processi continui). Interruzioni Variazioni di tensione Cadute di tensione Totale assenza di tensione per più di un periodo: - interruzione breve: 3 minuti (il 70% delle interruzioni dura meno di 1 s) - interruzione lunga: > 3 minuti Il valore efficace della tensione risulta ridotto a meno del 90% del valore nominale (ma superiore allo 0%), con ritorno a un valore maggiore del 90% in un lasso di tempo compreso tra 10 ms e 1 minuto. Sovratensione Aumento temporaneo fino al 10% oltre la tensione nominale, per una durata variabile da 10 ms ad alcuni secondi. Sottotensione Spike di tensione Calo di tensione che può durare da alcuni minuti fino a giorni interi. Salto considerevole e repentino della tensione (ad esempio, 6 kv). Agenti atmosferici, commutazioni, guasti, incidenti, interruzioni di linea, lavori sulla rete. Fenomeni atmosferici, fluttuazioni di carico, cortocircuito su un circuito vicino. - Qualità dei generatori di servizio e dei sistemi di trasmissione. - Interazione tra generatori e fluttuazioni di carico nel sistema di alimentazione di rete. - Commutazione nel sistema di alimentazione di rete. - Arresto di carichi a elevata potenza (ad esempio, motori o banchi di condensatori). Picchi di consumo, quando la rete non può soddisfare la richiesta ed è costretta a ridurre la tensione per limitare l'alimentazione fornita. Fulmini vicini, scariche statiche. A seconda della durata, spegnimento dei macchinari e rischi per la sicurezza delle persone (ad esempio, per gli ascensori), perdita di dati (sistemi informatici) o interruzione della produzione (processi continui). Spegnimento dei macchinari, malfunzionamenti, danni all'attrezzatura e perdita di dati. - Per i sistemi informatici: corruzione dei dati, errori di elaborazione, spegnimento del sistema, eccessive sollecitazioni dei componenti. - Aumento della temperatura e invecchiamento precoce delle apparecchiature. Spegnimento dei sistemi informatici. Corruzione o perdita dei dati. Aumento della temperatura. Invecchiamento precoce delle apparecchiature. Errori di elaborazione, corruzione dei dati, spegnimento del sistema. Danni a computer e schede elettroniche. Squilibrio di tensione (in sistemi trifase) Variazioni di frequenza Fluttuazioni di frequenza Sfarfallio Condizione nella quale il valore efficace delle tensioni di fase o gli squilibri tra fasi non sono uguali. Instabilità nella frequenza. Solitamente +5%, -6% (valore medio per intervalli di tempo di 10 secondi). Sfarfallio dei sistemi di illuminazione dovuto a un calo di tensione o frequenza (< 35 Hz). - Forni a induzione. - Carichi monofase non bilanciati. - Regolazione dei generatori. - Funzionamento anomalo dei generatori. - Fonte di frequenza instabile. Saldatrici, motori, forni ad arco, apparecchi a raggi X, dispositivi laser, banchi di condensatori. - Aumento della temperatura. - Interruzione di una fase. Tali variazioni superano la tolleranza di determinati strumenti e hardware dei computer (spesso pari a ± 1%), pertanto possono causare la perdita o la corruzione dei dati. Disturbi fisiologici. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 3

4 Alimentazione di carichi sensibili (cont.) Altri disturbi Transienti ad alta frequenza Salto considerevole, repentino e rapido della tensione. Simile a uno spike di tensione. Fenomeni atmosferici (fulmini) e commutazioni. Distruzione delle apparecchiature, invecchiamento precoce, guasto di componenti o materiali isolanti. Breve durata Durata media Lunga durata Distorsione armonica Compatibilità elettromagnetica (CEM) < 1 μs Ampiezza da < 1 a 2 kv con frequenze di alcune decine di MHz. > 1 μs e 100 μs Valore di picco da 8 a 10 volte superiore al valore nominale fino ad alcuni MHz. > 100 μs Valore di picco da 5 a 6 volte superiore al valore nominale fino ad alcune centinaia di MHz. Distorsione delle sinusoidi di corrente e tensione dovuta alle correnti armoniche assorbite da carichi non lineari. L'effetto delle armoniche di ordine superiore al 25 è trascurabile. Disturbi condotti o radiati di tipo elettromagnetico o elettrostatico. L'obiettivo è quello di garantire emissioni ridotte e livelli di immunità elevati. Avvio di piccoli carichi induttivi, aperture e chiusure ripetute di contattori e relè a bassa tensione. Guasti (fulmini) o commutazioni ad alta tensione trasmesse alla bassa tensione mediante accoppiamento elettromagnetico. Arresto di carichi induttivi o guasti ad alta tensione trasmessi al sistema di bassa tensione mediante accoppiamento elettromagnetico. Macchinari elettrici con nucleo magnetico (motori, trasformatori a vuoto e così via), alimentatori a commutazione, forni ad arco, variatori di velocità. Attivazione di componenti elettronici (transistor, tiristori, diodi), scariche elettrostatiche. Sovradimensionamento dell'attrezzatura, aumento di temperatura, fenomeni di risonanza con i condensatori, distruzione dell'apparecchiatura (trasformatori). Malfunzionamento di dispositivi elettronici sensibili. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 4

5 UPS (cont.) La soluzione UPS Le attività economiche moderne dipendono sempre più dalle tecnologie digitali, molto sensibili ai disturbi elettrici. Di conseguenza, molte applicazioni necessitano di un'alimentazione di emergenza che le protegga da eventuali disturbi nell'alimentazione di rete: Processi industriali e relativi sistemi di controllo/monitoraggio - rischio di perdite di produzione; Aeroporti e ospedali - rischi per la sicurezza delle persone; Tecnologie di informazione e comunicazione - rischio di arresto dei processi di elaborazione con costi orari di inattività molto elevati dovuti all'interruzione nello scambio di dati di vitale importanza, fondamentale per le aziende globali. UPS Un gruppo di continuità o UPS (uninterruptible power system) ha la funzione di assicurare l'alimentazione alle applicazioni più sensibili. L'UPS è un dispositivo elettrico posizionato tra la rete e i carichi sensibili, che fornisce tensione e garantisce: Alta qualità: la sinusoide in uscita è libera da qualsiasi tipo di disturbo presente nell'alimentazione di rete e rientra nei rigidi valori di tolleranza per ampiezza e frequenza; Alta disponibilità: la fornitura costante di tensione, entro le tolleranze specificate, è assicurata da una fonte di alimentazione di emergenza. L'alimentazione di emergenza solitamente proviene da una batteria, che fornisce energia quando necessario, senza alcuna discontinuità, sostituendo l'alimentazione di rete e garantendo all'applicazione l'autonomia di cui ha bisogno. Tali caratteristiche fanno dell'ups la tipologia di alimentazione ideale per tutte le applicazioni sensibili, grazie a qualità e disponibilità di alimentazione garantite, indipendentemente dalle condizioni della rete. Componenti di un UPS Un UPS solitamente è costituito dai componenti principali indicati di seguito. Raddrizzatore/caricabatteria Questo componente assorbe l'alimentazione di rete e produce una corrente continua, che alimenta l'inverter e carica o ricarica la batteria. Inverter Questo componente rigenera totalmente una sinusoide di alta qualità per la tensione in uscita: priva di qualsiasi tipo di disturbo presente nell'alimentazione di rete, in particolare esente da microinterruzioni; entro i valori di tolleranza richiesti dai dispositivi elettronici sensibili (ad esempio, tolleranze relative ad ampiezza ± 0,5% e frequenza ± 1%, in confronto a ± 10% e ± 5% per i sistemi di alimentazione di rete, ovvero un fattore di miglioramento pari rispettivamente a 20 e 5). Nota: il termine "inverter" viene utilizzato a volte per indicare l'intero UPS, mentre in realtà ne costituisce solo una parte. Batteria La batteria garantisce un'autonomia operativa sufficiente (da 6 minuti ad alcune ore) subentrando al posto dell'alimentazione di rete quando necessario. Bypass statico Il bypass statico garantisce il trasferimento senza interruzione del carico dall'inverter all'alimentazione di rete diretta e viceversa. Il trasferimento senza interruzione viene eseguito da un dispositivo che implementa gli SCR (a volte denominato commutatore statico). Grazie al bypass statico è possibile mantenere costante l'alimentazione del carico, persino in caso di guasto interno o durante gli interventi di manutenzione dei moduli raddrizzatore/caricabatteria e inverter. Questo componente può inoltre essere utilizzato per i trasferimenti volti a richiamare a monte tutta l'alimentazione disponibile nel caso di sovraccarichi (ad esempio, cortocircuiti) che superano la capacità dell'ups. Durante il funzionamento in modalità bypass statico, il carico è fornito direttamente dall'alimentazione di rete e non è più protetto (funzionamento in modalità ridotta). Bypass di manutenzione È possibile utilizzare questo bypass per alimentare il carico correttamente con l'alimentazione di rete, senza dover richiamare l'inverter o il commutatore statico. Il Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 5

6 UPS (cont.) trasferimento al bypass di manutenzione viene attivato dall'utente mediante gli interruttori. Attivando gli interruttori necessari, il bypass statico e l'inverter vengono isolati per eseguire la manutenzione, ma continuano ad alimentare il carico in modalità ridotta. HV system HV/LV transformer Normal utility power (disturbances and system tolerances) Non-sensitive loads UPS Rectifier/ charger Battery Inverter Static bypass Maintenance bypass Sensitive loads Reliable power (no disturbances, within strict tolerances and available due to battery backup power) Fig La soluzione UPS. Applicazioni UPS Gli UPS vengono utilizzati per un'ampia gamma di applicazioni che richiedono energia elettrica sempre disponibile e esente dai disturbi tipici dell'alimentazione di rete. La tabella seguente presenta alcune delle possibili applicazioni. Per ciascuna di esse viene indicato il grado di sensibilità ai disturbi e il tipo di UPS più adatto alla protezione dell'applicazione. Le applicazioni che richiedono questo tipo di installazione sono: sistemi informatici; telecomunicazioni; sistemi produttivi e strumentazione; altre applicazioni. Le tipologie di UPS più adatte sono descritte a pagina 9, nella sezione "Tipi di UPS statici". Sono presenti UPS statici con le seguenti caratteristiche: standby passivo; interazione con il sistema di distribuzione; doppia conversione. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 6

7 UPS (cont.) Applicazioni UPS Applicazione Dispositivi protetti Protezione necessaria contro Tipo di UPS Microinterr Interruzioni Variazioni Variazioni Altro (vedere pag. 8) uzioni di tensione di frequenza Sistemi informatici Data center Reti aziendali Piccole reti e server Computer autonomi Telecomunicazioni Telecomunicazioni - Ampi alloggiamenti per server montati su rack - Data center su Internet - Insiemi di computer con terminali e periferiche (unità di archiviazione su nastro, unità disco e così via) - Reti costituite da PC o workstation, reti di server (WAN, LAN) - PC, workstation - Periferiche: stampanti, plotter, segreteria telefonica - PABX digitali ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** ***** **** **** *** *** ** ** ** * * ** ***** ***** ***** ***** ***** Sistemi produttivi e strumentazione Processi industriali - Controllo di processo - PLC - Sistemi a controllo numerico - Sistemi di controllo - Sistemi di monitoraggio/controllo robot - Macchine automatiche *** ***** *** *** **** Settore medico e - Strumentazione laboratori - Scanner (60 Hz) **** ***** **** **** *** Attrezzature industriali - Macchine utensili - Robot per saldatura *** **** *** *** *** - Presse a iniezione plastica - Dispositivi di regolazione di precisione (tessuto, carta e così via) - Impianti di riscaldamento per la produzione di semiconduttori, vetro, materiali puri Impianti di illuminazione - Edifici pubblici (ascensori, dispositivi di ** sicurezza) **** *** *** ** - Gallerie - Impianti di illuminazione delle piste negli aeroporti Altre applicazioni Frequenze speciali - Conversione di frequenza - Alimentatori per aeromobili (400 Hz) **** **** **** ***** *** * bassa sensibilità ai disturbi. ***** alta sensibilità ai disturbi. Doppia conversione Doppia conversione Interazione con il sistema di distribuzione Standby passivo Doppia conversione Doppia conversione Doppia conversione Doppia conversione Doppia conversione Interazione con il sistema di distribuzione Doppia conversione Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 7

8 Tipi di UPS (cont.) UPS statico o rotante Fare riferimento al WP 92 Soluzioni con UPS statico o rotante Esistono due tipologie principali di UPS (figura 5.2 e maggiori dettagli in White Paper WP 92 - "Comparison of Static and Rotary UPS", Confronto tra UPS statico e rotante) che differiscono fondamentalmente nel modo in cui è implementata la funzione inverter dell'ups. Soluzione statica Questi UPS utilizzano solo componenti elettronici per eseguire la funzione inverter. Si ottiene così una funzione inverter statico. Soluzione rotante Questi UPS utilizzano macchine rotative per eseguire la funzione inverter. Si ottiene così una funzione inverter rotante. In pratica, in questi UPS vengono uniti un motore, un generatore e un inverter statico molto semplificato. L'inverter filtra i disturbi provenienti dall'alimentazione di rete e regola solamente la frequenza della tensione in uscita (solitamente in forma di "onda quadra"), che alimenta un gruppo motore/generatore regolato, a volte collegato a un volano. Il gruppo motore/generatore genera una sinusoide di tensione in uscita, utilizzando la frequenza in uscita dell'inverter come riferimento. Fig UPS statico e rotante. Confronto Soluzione rotante Alcune delle argomentazioni a sostegno di questa soluzione sono le seguenti: Elevata corrente di cortocircuito del generatore dell'ordine di 10 In (dieci volte la corrente nominale) che facilita la protezione dei dispositivi; Capacità di sovraccarico pari al 150% (della corrente nominale) su un periodo più lungo (due minuti anziché uno); Installazione a valle isolata galvanicamente dalla sorgente di corrente alternata a monte grazie al gruppo motore/generatore; Impedenza interna che assicura elevate tolleranze ai carichi non lineari, spesso presenti con gli alimentatori a commutazione tipici dei sistemi informatici. Soluzione statica Confronto con i vantaggi delle soluzioni rotanti Gli UPS statici di Schneider Electric offrono tutti i vantaggi elencati di seguito. Funzionamento in modalità di limitazione di corrente (ad esempio, fino a 2,33 per Galaxy 5000) con discriminazione garantita per circuiti con valori fino a In/2. Queste caratteristiche, più che sufficienti a livello operativo, escludono gli svantaggi dei sistemi rotanti: - surriscaldamento dei cavi; Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 8

9 Tipi di UPS (cont.) - le conseguenze di una corrente di cortocircuito eccessiva e il calo di tensione corrispondente per i dispositivi sensibili, durante il tempo necessario ai dispositivi di protezione per eliminare il guasto. Capacità di sovraccarico pari al 150% (della corrente nominale) per un minuto. La capacità di sovraccarico di due minuti non ha alcuna reale utilità, dato che la maggior parte dei sovraccarichi è di brevissima durata (inferiore a un secondo, come per le correnti di spunto di motori, trasformatori ed elettronica di potenza). Isolamento galvanico, se necessario, ottenuto mediante un trasformatore di isolamento. Funzionamento a doppia conversione che isola completamente il carico dall'alimentazione di rete e rigenera la tensione in uscita con una regolazione di precisione di ampiezza e frequenza della tensione. Impedenza interna molto bassa per prestazioni migliori con carichi non lineari grazie all'impiego di tecnologie a transistor di potenza. Altri vantaggi Le soluzioni statiche offrono molti altri vantaggi, grazie all'utilizzo della tecnologia con transistor di potenza unita alla tecnica di chopping (interruzione) PWM. Design complessivo semplificato, che presenta una riduzione del numero di componenti e connessioni, nonché delle possibili cause di guasto. Capacità di reazione immediata alle fluttuazioni di frequenza e ampiezza dell'alimentazione di rete mediante regolazione a commutazione comandata da microprocessore, basata sulle tecniche di campionamento digitale. L'ampiezza di tensione torna alle condizioni impostate (± 0,5% o ± 1% a seconda del modello) in meno di 10 millisecondi per variazioni del gradino di carico fino al 100%. Nell'intervallo di tempo indicato, il cambiamento del gradino di carico produce una variazione della tensione di carico inferiore a ± 2% per Galaxy PW e Galaxy 5000, ad esempio. Efficienza elevata e costante con qualsiasi carico percentuale: un vantaggio fondamentale per unità UPS ridondanti con bassi carichi percentuali. Un'unità UPS statica con carico al 50% mantiene un'elevata efficienza (94%), mentre l'efficienza dell'ups rotante cala fino a un intervallo di 88-90% (valore tipico), con un effetto diretto sui costi di esercizio. Configurazioni ridondanti che garantiscono elevata disponibilità nella struttura di sistemi di alimentazione particolarmente affidabili (ad esempio, per data center). Possibile integrazione in architetture ridondanti con funzioni separate che semplificano gli interventi di manutenzione, mediante l'isolamento di alcuni componenti dell'installazione. I sistemi rotanti consentono di integrare l'ups, l'alimentazione di emergenza e il generatore in un unico componente, rendendo così possibile la separazione delle funzioni. Nessun punto singolo di vulnerabilità. I sistemi rotanti dotati di volani si basano sulla capacità del motore di avviarsi rapidamente (solitamente in meno di 12 secondi). Ciò significa che il motore deve sempre essere in condizioni perfette e sottoposto a una manutenzione costante. Se non si avvia, non c'è tempo per eliminare i carichi critici in maniera ordinata. È inoltre importante evidenziare i seguenti vantaggi non trascurabili: dimensioni e peso ridotti; nessuna usura dei componenti rotativi, con la conseguente facilità e rapidità di manutenzione. Ad esempio, con i sistemi rotanti è necessario verificare l'allineamento delle parti rotative e, dopo un periodo compreso tra 2 e 6 anni, la sostituzione dei cuscinetti è un intervento importante (sollevamento dell'attrezzatura, riscaldamento e raffreddamento dei cuscinetti durante la sostituzione). Conclusione Grazie ai vantaggi sopra indicati, gli UPS statici vengono utilizzati nella maggior parte dei casi, in particolare per applicazioni ad elevata potenza. Nelle pagine seguenti, il termine UPS (uninterruptible power supply) sta a indicare la soluzione statica. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 9

10 Tipi di UPS (cont.) Tipi di UPS statici Norme UPS A causa del notevole aumento dei carichi sensibili, con il termine "UPS" si intende oggi un gran numero di dispositivi che spaziano dalle poche centinaia di VA per PC fino a molti MVA per data center e centri di telecomunicazioni. Allo stesso tempo, sono state sviluppate diverse tipologie di prodotti, con nomi commerciali non sempre chiari (a volte persino fuorvianti) per gli utenti finali. Per questo motivo la IEC (International Electrotechnical Commission, Commissione elettrotecnica internazionale) ha stabilito nuovi standard che regolamentano le tipologie di UPS e le tecniche utilizzate per misurare il livello delle prestazioni. Tali criteri sono stati inoltre adottati dal CENELEC, ovvero il Comitato europeo di normazione elettrotecnica. La norma IEC e la sua equivalente europea EN definiscono tre tipi (topologie) standard di UPS e i relativi livelli di prestazioni. Le tecnologie UPS includono: Standby passivo Line-interactive Doppia conversione Alimentazione CA in ingresso Le seguenti definizioni riguardano il funzionamento dell'ups in rapporto alla fonte di alimentazione, compreso il sistema di distribuzione a monte dell'ups. Le norme definiscono i seguenti termini: Alimentazione principale: energia normalmente disponibile in modo continuo, di solito offerta da un'azienda di fornitura elettrica, ma a volte generata dall'utente stesso; Alimentazione in standby: energia destinata a sostituire l'alimentazione principale in caso di guasto alla stessa. In sostanza un UPS può avere uno o due ingressi: Ingresso CA normale (o Rete 1), alimentato dall'alimentazione principale; Ingresso CA di bypass (o Rete 2), alimentato dall'alimentazione in standby, solitamente mediante un cavo separato proveniente dallo stesso quadro elettrico generale di bassa tensione (QGBT). UPS in funzione in modalità di standby passivo L'UPS viene installato in parallelo alla rete e la sostituisce in caso di emergenza. La batteria viene caricata mediante un caricabatteria che costituisce un elemento separato dall'inverter. Principio di funzionamento Modalità normale - L'inverter funziona in modalità di standby passivo. - Il carico è alimentato dalla rete attraverso un filtro che elimina alcuni disturbi e fornisce una regolazione parziale della tensione. - Le norme non definiscono ulteriormente il filtro, si parla semplicemente di un "interruttore UPS". Viene inoltre indicato che "è possibile incorporare ulteriori dispositivi per fornire una compensazione dell'alimentazione, ad esempio un trasformatore ferrorisonante o un trasformatore a commutazione automatica di prese". Modalità batteria di riserva - Quando la tensione CA in ingresso non rispetta le tolleranze specificate per l'ups o l'alimentazione di rete non è disponibile, l'inverter e la batteria subentrano per garantire l'alimentazione continua del carico, in seguito a un brevissimo periodo di trasferimento (solitamente meno di 10 ms). Le normative non stabiliscono un periodo di tempo, ma specificano che "il carico viene trasferito all'inverter direttamente o mediante l'interruttore UPS (che può essere di tipo elettronico o elettromeccanico)". - L'UPS continua a funzionare con l'alimentazione della batteria fino al termine dell'autonomia della stessa o fino al ripristino della normale alimentazione di rete, che comporta il trasferimento del carico all'ingresso CA precedentemente utilizzato (modalità normale). Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 10

11 Tipi di UPS (cont.) Fig UPS in funzione in modalità di standby passivo. Vantaggi Schema semplificato; Costi ridotti. Svantaggi Nessun reale isolamento del carico rispetto al sistema di distribuzione a monte; Tempo di trasferimento. Il sistema opera senza un vero commutatore statico, quindi è necessario un determinato lasso di tempo per il trasferimento del carico all'inverter. Questo periodo di tempo risulta accettabile per alcune applicazioni individuali, ma è incompatibile con le prestazioni richieste da sistemi più sensibili e sofisticati (centri informatici di grandi dimensioni, centrali telefoniche e così via); Nessuna regolazione della frequenza in uscita, che resta quella dell'alimentazione di rete. Utilizzo Questa configurazione rappresenta un compromesso tra il costo e un livello accettabile di protezione dai disturbi. A causa degli svantaggi sopra indicati, questo tipo di UPS, in pratica, viene utilizzato solo per potenze nominali basse (< 2 kva) e non può essere impiegato come convertitore di frequenza. UPS in funzione in modalità line-interactive Nella configurazione di standby l'inverter è collegato in parallelo all'ingresso CA e ha anche la funzione di caricabatteria, pertanto interagisce (funzionamento inverso) con la sorgente CA in ingresso. Principio di funzionamento Modalità normale Il carico è alimentato con alimentazione condizionata mediante un collegamento in parallelo tra ingresso CA e inverter. Se l'alimentazione di rete rientra nei valori di tolleranza, l'inverter regola le fluttuazioni nella tensione in ingresso. In caso contrario (funzionamento inverso), l'inverter carica la batteria. La frequenza in uscita varia in base alla frequenza in ingresso CA. Modalità batteria di riserva - Quando la tensione CA in ingresso non rispetta le tolleranze specificate per l'ups o l'alimentazione di rete non è disponibile, l'inverter e la batteria subentrano per garantire l'alimentazione continua del carico. L'interruttore di rete (ad esempio, un commutatore statico) scollega inoltre la corrente alternata in ingresso per impedire il passaggio dell'alimentazione dall'inverter a monte. - L'UPS continua a funzionare con l'alimentazione della batteria fino al termine dell'autonomia della stessa o fino al ripristino della normale alimentazione di rete, Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 11

12 Tipi di UPS (cont.) che comporta il trasferimento del carico all'ingresso CA precedentemente utilizzato (modalità normale). Modalità bypass Questo tipo di UPS può essere dotato di bypass. In caso di mancato funzionamento di una delle funzioni dell'ups, è possibile trasferire il carico all'ingresso CA di bypass attraverso il bypass di manutenzione. Fig UPS in funzione in modalità line-interactive. Vantaggi I costi possono essere ridotti rispetto agli UPS a doppia conversione con una potenza nominale equivalente, poiché l'inverter non funziona in modo continuo. Svantaggi Nessun reale isolamento del carico rispetto al sistema di distribuzione a monte, il che comporta: - sensibilità alle variazioni nella tensione di rete e frequenti richieste a carico dell'inverter; - influenza dei carichi non lineari a valle sulla tensione in ingresso a monte. Nessuna regolazione della frequenza in uscita, che resta quella dell'alimentazione di rete. Mediocre compensazione della tensione in uscita, in quanto l'inverter non è installato in serie con l'ingresso CA. La norma parla di "alimentazione compensata" a causa del collegamento in parallelo tra ingresso CA e inverter. Tuttavia la compensazione è limitata dalla sensibilità alle fluttuazioni di tensione a monte e a valle, nonché dalla modalità operativa reversibile dell'inverter. L'efficienza dipende da vari fattori: - il tipo di carico. Con carichi non lineari, la corrente assorbita è costituita da armoniche che alterano la corrente fondamentale. Le correnti armoniche sono alimentate dall'inverter reversibile che regola la tensione, riducendo drasticamente l'efficienza. - il carico percentuale. Al decrescere del carico percentuale, la potenza richiesta per caricare la batteria aumenta in modo significativo. Si rileva un punto singolo di vulnerabilità dovuto all'assenza di un bypass statico; in pratica, in caso di malfunzionamento, l'ups si spegne. Utilizzo Questa configurazione non si adatta alla regolazione di carichi sensibili nella gamma di potenza medio-alta, in quanto non consente di eseguire la regolazione della frequenza. Per questa ragione, viene utilizzata quasi esclusivamente per potenze nominali basse. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 12

13 Tipi di UPS (cont.) UPS a doppia conversione L'inverter è collegato in serie con l'ingresso CA e l'applicazione. L'alimentazione del carico attraversa costantemente l'inverter. Principio di funzionamento Modalità normale Durante il normale funzionamento, l'alimentazione fornita al carico passa attraverso il raddrizzatore/caricabatteria e l'inverter che in combinazione eseguono una doppia conversione (CA-CC-CA), da cui il nome. La tensione è continuamente rigenerata e regolata. Modalità batteria di riserva - Quando la tensione CA in ingresso non rispetta le tolleranze specificate per l'ups o l'alimentazione di rete non è disponibile, l'inverter e la batteria subentrano per garantire l'alimentazione continua del carico. - L'UPS continua a funzionare con l'alimentazione della batteria fino al termine dell'autonomia della stessa o fino al ripristino della normale alimentazione di rete, che comporta il trasferimento del carico all'ingresso CA precedentemente utilizzato (modalità normale). Modalità bypass Questo tipo di UPS è dotato di un bypass statico (a volte denominato commutatore statico) che garantisce il trasferimento senza interruzione del carico dall'inverter all'alimentazione di rete diretta e viceversa. Il carico viene trasferito al bypass statico nei seguenti casi: - guasto dell'ups; - transienti della corrente di carico (correnti di spunto o di guasto); - sovraccarichi; - fine dell'autonomia della batteria. La presenza di un bypass statico presuppone che le frequenze in ingresso e uscita siano identiche; in questo caso l'ups non può essere utilizzato come convertitore di frequenza. Se i livelli di tensione non corrispondono è necessario utilizzare un trasformatore bypass. L'UPS è sincronizzato con l'ingresso CA di bypass per garantire trasferimenti privi di interruzioni dall'inverter alla linea di bypass. Nota: è disponibile una seconda linea di bypass, spesso denominata bypass di manutenzione, da utilizzare per gli interventi di manutenzione. Questa linea è chiusa da un interruttore manuale. Fig. 5.5.UPS a doppia conversione. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 13

14 Tipi di UPS (cont.) Vantaggi Rigenerazione completa dell'alimentazione in uscita, proveniente sia dalla rete sia dalla batteria; Totale isolamento del carico dal sistema di distribuzione e dai suoi disturbi; Ampio intervallo di tensione in ingresso e allo stesso tempo precisa regolazione della tensione in uscita; Indipendenza delle frequenze in ingresso e in uscita, che consente di rientrare sempre nelle rigide tolleranze relative alla frequenza in uscita. Possibilità di utilizzo come convertitore di frequenza (se previsto), semplicemente disattivando il commutatore statico; Prestazioni di livello molto superiore in condizioni di stato stazionario e transitorie; Passaggio immediato alla modalità batteria di riserva in caso di guasto all'alimentazione di rete; Trasferimento senza interruzione a una linea di bypass (modalità bypass); Possibilità di bypass manuale (di solito standard) per facilitare gli interventi di manutenzione. Svantaggi Prezzo di mercato elevato, ma compensato dai numerosi vantaggi. Utilizzo Questa configurazione è la più completa in termini di protezione del carico, possibilità di regolazione e livelli di prestazione. Viene così garantita la massima indipendenza della tensione e frequenza in uscita rispetto a tensione e frequenza in ingresso. I suoi numerosi vantaggi rendono questa configurazione virtualmente l'unica utilizzabile per potenze nominali medie e alte (a partire da 10 kva). Conclusione Gli UPS a doppia conversione rappresentano la maggioranza dei sistemi di potenza medio-alta venduti (95% con potenza di pochi kva e 98% per potenze di 10 kva e superiori). Ciò è dovuto ai numerosi punti di forza degli UPS di questo tipo, che rispondono alle esigenze di carichi sensibili con potenze nominali come quelle indicate, in particolare grazie al posizionamento in serie dell'inverter e dell'ingresso CA. Inoltre, questa soluzione è caratterizzata da pochissimi svantaggi, a parte ovviamente il costo elevato, che è però giustificato dall'offerta di prestazioni superiori, indispensabili per la protezione di carichi di natura critica. Un altro punto debole è rappresentato dalle perdite leggermente più elevate (una piccola percentuale). Nelle gamme di potenza prese in considerazione, le altre tecnologie risultano marginali, nonostante i costi notevolmente inferiori. Tali tecnologie presentano gli svantaggi qui elencati: Nessuna regolazione della tensione per UPS in modalità di standby passivo; Nessuna regolazione della frequenza per UPS in modalità di standby passivo e UPS line-interactive; Isolamento mediocre (spesso un limitatore di tensione) dall'ingresso CA a causa della configurazione in parallelo dell'inverter. Conclusione Per potenze nominali basse (<2 kva), le tre tecnologie standard coesistono. È il rapporto tra costi ed efficacia delle funzioni di protezione, in relazione ai requisiti dei carichi e ai possibili rischi (per persone, produzione e così via), a determinare la scelta di una delle tre tipologie. Gli UPS a doppia conversione sono utilizzati quasi esclusivamente per potenze nominali superiori. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 14

15 Tipi di UPS (cont.) UPS in linea a conversione delta La struttura di questo UPS, illustrata nella figura 5.6, è costituita da una tecnologia più recente, introdotta dieci anni fa per eliminare gli inconvenienti tipici della struttura in linea a doppia conversione. È disponibile in dimensioni che vanno da 5 kva a 1,6 MW. Negli UPS in linea a conversione delta, molto simili per struttura a quelli in linea a doppia conversione, l'inverter alimenta sempre la tensione di carico. Tuttavia, il convertitore delta fornisce anche potenza all'uscita dell'inverter. In caso di disturbi o guasti CA, questa struttura si comporta esattamente come quella in linea a doppia conversione. STATIC BYPASS SWITCH DELTA TRANSFORMER AC DC DELTA CONVERTER AC DC MAIN INVERTER Figura 5.6: UPS in linea a conversione delta BATTERY Un metodo semplice per capire l'efficienza energetica della topologia a conversione delta consiste nel considerare l'energia necessaria per consegnare un pacco dal quarto piano al quinto piano di un edificio come illustrato nella Figura 5.7. La tecnologia di conversione delta consente di risparmiare energia poiché il pacco viene trasportato solo per la differenza (delta) tra i due punti di inizio e fine del percorso. L'UPS in linea a doppia conversione trasferisce l'alimentazione alla batteria e viceversa, mentre il convertitore delta sposta solo dei componenti dell'alimentazione dall'ingresso all'uscita. 4th Floor DOUBLE CONVERSION X 5th Floor 4th Floor DELTA CONVERSION X 5th Floor Figura 5.7: Confronto tra doppia conversione e conversione delta Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 15

16 Tipi di UPS (cont.) Nella struttura della conversione delta in linea, il convertitore delta viene utilizzato per una doppia finalità. La prima è il controllo delle caratteristiche della potenza in ingresso. Questo front end attivo assorbe la potenza in modo sinusoidale, riducendo al minimo le armoniche riflesse sulla rete. In questo modo la compatibilità tra sistema del generatore e rete è ottimizzata, con una conseguente riduzione del riscaldamento e dell'usura del sistema di distribuzione dell'alimentazione. La seconda funzione del convertitore delta è il controllo della corrente in ingresso, al fine di caricare il sistema della batteria. Gli UPS in linea a conversione delta garantiscono le stesse caratteristiche di uscita rispetto a quelli in linea a conversione doppia. Tuttavia, le caratteristiche in ingresso sono spesso differenti. Un design in linea a conversione delta fornisce un ingresso per il fattore di potenza rettificato e controllato dinamicamente, ovviando all'utilizzo poco efficiente di banchi di filtri, tipico delle soluzioni tradizionali. Il vantaggio principale è una riduzione significativa delle perdite di energia. Inoltre il controllo della potenza in ingresso rende l'ups compatibile con tutti i gruppi di generatori e riduce la necessità di sovradimensionare i cavi e il generatore. La tecnologia in linea a conversione delta è oggi l'unica tecnologia specifica per UPS protetta da brevetti, pertanto è improbabile che sia disponibile presso un gran numero di fornitori UPS. In condizioni di stato stazionario il convertitore delta consente all'ups di fornire potenza al carico con un'efficienza molto maggiore rispetto alla struttura a doppia conversione. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 16

17 Componenti e funzionamento dell'ups (cont.) Componenti di un UPS Le informazioni riportate di seguito riguardano gli UPS a doppia conversione, ovvero la tecnologia più frequentemente utilizzata da Schneider Electric per potenze nominali superiori a 10 kva. Schema generale di un UPS Ai vari elementi riportati nel seguente schema sono stati assegnati dei numeri che corrispondono alle sezioni presenti nelle pagine successive. Fig Componenti di un'unità UPS. Fonti di alimentazione e ingressi UPS In sostanza un UPS può avere uno o due ingressi: Ingresso CA normale (o Rete 1), alimentato dall'alimentazione principale; Ingresso CA di bypass (o Rete 2), alimentato dall'alimentazione in standby, solitamente mediante un cavo separato proveniente dallo stesso quadro elettrico generale di bassa tensione (QGBT). Fonti CA, vedere pag. 9. Per una maggiore affidabilità generale del sistema, si consiglia di collegare l'ups sia alla fonte di alimentazione principale sia a quella in standby (ingressi UPS alimentati mediante due circuiti separati provenienti dal QGBT). Tuttavia, se non sono disponibili due circuiti separati dal QGBT, entrambi gli ingressi CA (normale e bypass) possono essere alimentati mediante l'alimentazione principale (secondo cavo). La gestione dei trasferimenti tra le tue linee in ingresso è la seguente. L'UPS sincronizza la tensione in uscita dell'inverter con quella della linea di bypass, nel caso in cui quest'ultima rientri nei valori di tolleranza. Se è necessario, il commutatore statico può trasferire il carico all'ingresso CA di bypass, senza interruzioni (dato che le due tensioni sono sincronizzate e in fase) né disturbi (dato che l'alimentazione in standby rientra nella tolleranza) per il carico stesso. Al contrario, quando l'alimentazione in standby non rientra nei valori di tolleranza, l'inverter non è più sincronizzato e il trasferimento risulta impossibile. È comunque possibile eseguirlo manualmente. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 17

18 Componenti e funzionamento dell'ups (cont.) Componenti di un UPS Raddrizzatore/caricabatteria (1) Trasforma l'alimentazione CA dalla fonte di alimentazione principale in corrente e tensione CC utilizzata per: alimentare l'inverter; caricare la batteria e fornirle tensione di mantenimento. Inverter (2) Utilizzando la corrente continua fornita da: raddrizzatore durante il normale funzionamento; batteria durante il funzionamento autonomo; l'inverter rigenera completamente un segnale sinusoidale in uscita, che rientra nei valori di tolleranza di ampiezza e frequenza. Batteria (3) Garantisce l'autonomia dell'ups rispetto all'alimentazione di rete in caso di: interruzione di servizio; caratteristiche dell'alimentazione di rete che non rispettano la tolleranza specificata per l'ups. L'autonomia della batteria è normalmente compresa tra 6 e 30 minuti e può essere estesa su richiesta. In base alla durata dell'autonomia, la batteria è alloggiata nell'armadio dell'ups o in un armadio separato. Bypass statico (4) Viene utilizzato un commutatore statico per il trasferimento del carico dall'inverter al bypass senza alcuna interruzione* nell'alimentazione del carico (l'assenza di interruzioni dipende dal fatto che il trasferimento viene eseguito da componenti elettronici e non meccanici). Il passaggio è possibile quando le frequenze a monte e a valle dell'ups sono identiche. Il trasferimento avviene automaticamente per una delle seguenti ragioni: Arresto volontario dell'ups; Sovraccarico che supera la capacità limitata dell'inverter (è possibile disattivare questo trasferimento); Guasto interno. È anche possibile eseguirlo manualmente. * Il trasferimento senza interruzioni è possibile quando la tensione in uscita dell'inverter e quella in ingresso CA del bypass sono sincronizzate. La sincronizzazione viene mantenuta fino a quando l'alimentazione in standby rientra nei valori di tolleranza. Bypass manuale (5) Per il trasferimento del carico al bypass a fini di manutenzione viene utilizzato un interruttore manuale. Il passaggio è possibile quando le frequenze a monte e a valle dell'ups sono identiche. Per passare alla modalità di bypass manuale vengono utilizzati interruttori manuali. Interruttori manuali (6, 7, 8) Questi dispositivi isolano i moduli raddrizzatore/caricabatteria e inverter e/o la linea di bypass per interventi di manutenzione. Interruttore di circuito delle batterie (9) L'interruttore di circuito delle batterie protegge queste ultime da uno scaricamento eccessivo, nonché il raddrizzatore/caricabatteria e l'inverter da un eventuale cortocircuito della batteria. Trasformatore di isolamento a monte (10) (attrezzatura opzionale) Garantisce l'isolamento dell'ingresso/uscita UPS quando l'installazione a valle è alimentata attraverso il bypass. Risulta particolarmente utile quando le modalità di messa a terra dei sistemi a monte e a valle sono diverse. Può essere installato nell'armadio UPS per la gamma Galaxy PW. Trasformatore di adattamento della tensione (11) (attrezzatura opzionale) Consente di adattare la tensione al valore desiderato. Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 18

19 Componenti e funzionamento dell'ups (cont.) Filtri (12) (attrezzatura opzionale) Quando il raddrizzatore/caricabatteria è di tipo a ponte di Graetz basato su tiristori (come negli UPS Galaxy PW e 9000), un filtro armonico a monte riduce le armoniche di corrente prodotte dall'attivazione dei tiristori del raddrizzatore (vedere "Installazione dell'ups - Fattori chiave" a p. 24). In questo modo viene inoltre ridotta la distorsione di tensione sulle barre collettrici a monte derivante dal passaggio delle correnti armoniche (il livello necessario è solitamente <5%). Inoltre questi UPS prodotti da Schneider Electric sono dotati di un conduttore neutro sovradimensionato, installato di serie, che consente di far fronte alle conseguenze di armoniche di terzo ordine e relativi multipli che attraversano il conduttore neutro. Tutti gli altri UPS delle gamme Galaxy e Symmetra sono dotati di un raddrizzatore tipo PFC che elimina la necessità di utilizzare un filtro (vedere "Installazione dell'ups - Fattori chiave" a p. 24). A valle, gli UPS che impiegano le nuove tecniche di chopping PWM possono essere collegati direttamente a carichi non lineari. Questa tecnica consente agli UPS prodotti da Schneider Electric di mantenere i livelli di THDU (distorsione armonica totale) al di sotto del 3%. Comunicazioni integrate (13) (14) Accanto all'esigenza di un'interfaccia uomo/macchina di facile utilizzo per monitorare l'attività dell'ups, risulta oggi sempre più importante la comunicazione tra gli UPS e l'ambiente elettrico e di calcolo (sistemi di supervisione, sistemi di gestione degli edifici o BMS, sistemi di gestione informatica e così via). Gli UPS di Schneider Electric sono progettati con una capacità integrata di comunicazione totale e includono: Un'interfaccia uomo/macchina (HMI) di facile utilizzo con display grafico avanzato e quadro sinottico. L'interfaccia si basa su sistemi di automonitoraggio e autodiagnostica che indicano continuamente lo stato dei vari componenti UPS, in particolare delle batterie. Ad esempio, per le gamme Galaxy: - il sistema Digibat monitora continuamente lo stato della batteria con funzioni complete di gestione della batteria; - il sistema di monitoraggio della batteria B2000 o Cellwatch rileva immediatamente e localizza eventuali guasti alla batteria, per un monitoraggio predittivo. Per le gamme Symmetra: - il sistema di gestione della batteria Schneider Electric installabile su rack (1U), accessibile mediante browser Web, unisce il monitoraggio e la verifica della batteria alla carica rapida singola per il massimo rendimento della batteria. Un'ampia selezione di schede di comunicazione compatibili con gli standard del mercato: - Scheda di gestione della rete (Ethernet) - Scheda Modbus - Jbus (RS232 e RS485) - Scheda relè (contatti a secco) per indicazioni - Scheda modem con teleassistenza È possibile utilizzare tali schede per implementare funzioni di teleassistenza, arresto controllato, notifiche e supervisione. Interfaccia uomo-macchina e trasmissione di informazioni: vedere "Installazione dell'ups - Fattori chiave" p. 49. Dispositivi di protezione e distribuzione a monte e/o a valle (15) (16) (attrezzatura opzionale) È possibile dotare l'ups della seguente attrezzatura: Interruttori di circuito BT a monte per ingressi CA (normale e bypass); Quadro elettrico BT a monte con protezione degli interruttori di circuito per ingressi CA (normale e bypass); Quadro elettrico BT a valle con protezione degli interruttori di circuito per diversi circuiti di uscita. Schneider Electric offre una selezione di UPS e dispositivi di protezione perfettamente coordinati in termini di valori nominali e prestazioni. Soluzioni complete Schneider Electric è in grado di fornire soluzioni complete, dotate di tutti i componenti elencati qui sopra, comprese soluzioni con aria condizionata per data center, in combinazione con Schneider Electric. Per gli utenti, ciò significa avere un Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 19

20 Componenti e funzionamento dell'ups (cont.) unico partner commerciale e un'installazione che offre prestazioni e affidabilità eccezionali. Caratteristiche principali dei componenti UPS Le caratteristiche qui descritte sono basate sulle principali specifiche tecniche descritte nelle norme IEC / EN riguardanti i requisiti prestazionali per gli UPS. Alcuni termini qui utilizzati differiscono dal linguaggio comune e certe nuove funzioni non sono state ancora assimilate dai produttori del settore. Pertanto, caratteristiche e termini nuovi impiegati nelle norme vengono qui indicati tra parentesi e preceduti da un asterisco. Ad esempio, il titolo della sezione "Corrente in ingresso durante la carica con tensione di mantenimento della batteria", scritto con linguaggio di uso comune, è seguito da "(* corrente in ingresso nominale)", locuzione utilizzata nella norma. Inoltre, alcuni valori numerici vengono utilizzati come esempi. Tali valori, per la maggior parte, provengono dalle caratteristiche tecniche degli UPS corrispondenti, indicate nel Capitolo 4 o utilizzate semplicemente a scopo esemplificativo. Alimentazione CA in ingresso Numero di fasi e modalità di messa a terra del sistema L'alimentazione con ingresso CA (alimentazione principale) è trifase + neutro. Gli ingressi monofase non vengono utilizzati per i livelli di potenza trattati qui. La modalità di messa a terra del sistema è solitamente imposta dalle norme (IT, TT, TNS o TNC). Ingresso CA normale L'ingresso CA normale è alimentato dall'alimentazione di rete per il raddrizzatore/caricabatteria, entro determinati valori di tolleranza. Esempio: 400 V efficaci ± 15% a una frequenza di 50 o 60 Hz ± 5%, trifase. Ingresso CA di bypass L'ingresso CA di bypass è alimentato dall'alimentazione in standby. In pratica, questo cavo è collegato a un alimentatore di rete nel quadro elettrico generale di bassa tensione (QGBT), diverso da quello che alimenta l'ingresso CA normale. Generalmente, la tensione così fornita ha le stesse caratteristiche di quella dell'alimentazione di rete. Esempio: 400 V efficaci ± 15% a una frequenza di 50 o 60 Hz ± 5%, con una corrente di cortocircuito Icc2 = 12,5 ka. La corrente di cortocircuito rappresenta un'informazione importante per i dispositivi di protezione a valle in caso di funzionamento mediante bypass statico o di manutenzione. L'utilizzo di alimentazione principale e alimentazione in standby separate è consigliato, poiché aumenta l'affidabilità generale del sistema, ma non è obbligatorio. Tuttavia, se non sono disponibili due circuiti separati dal QGBT, entrambi gli ingressi CA (normale e bypass) possono essere alimentati mediante l'alimentazione principale (secondo cavo). Raddrizzatore/caricabatteria Tensione di mantenimento Rappresenta la tensione fornita dal raddrizzatore/caricabatteria che mantiene la batteria completamente carica. Varia in base alle batterie utilizzate e alle indicazioni del produttore. Corrente in ingresso durante la carica con tensione di mantenimento della batteria (* corrente in ingresso nominale) Rappresenta la corrente richiesta, in normali condizioni operative, per l'alimentazione dell'inverter alla potenza nominale durante la carica con tensione di mantenimento della batteria. Esempio: per un Galaxy PW a 100 kva con autonomia della batteria di 10 minuti, la corrente è I mantenimento ingresso = 166 A durante la carica con tensione di mantenimento della batteria. Corrente in ingresso durante la carica della batteria Corrisponde alla corrente richiesta per l'alimentazione dell'inverter alla potenza nominale durante la carica della batteria. Di conseguenza, ha un valore superiore Schneider Electric Edizione 09/2015 pag. 20