a
ttualità
e
lettrotecnica - gennaio/febbraio
2015
- numero
1
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camente, in quanto, oltre a indur-
re un invecchiamento precoce
della batteria, provoca il rilascio
di una quantità maggiore di idro-
geno e di calore.
In caso si debbano prevedere
lunghi tempi di autonomia e/o
bassi tempi di ricarica delle batte-
rie è necessario poter disporre di
una adeguata potenza dedicata a
questo scopo, senza dovere per
questo sovradimensionare l’UPS.
Rispondono a questa esigenza le
seguenti caratteristiche:
DCM (Dynamic Charging Mode):
possibilità di aumentare la corren-
te di ricarica delle batterie, utiliz-
zando la potenza non necessaria
al carico, con regolazione auto-
matica della soglia massima.
Boost charge: possibilità di aumentare la
tensione di ricarica (fino ad un massimo di
2,4 V/el per batterie VRLA) per effettuare una
carica rapida.
Esempio di utilizzo
della funzione DCM
• UPS B8033 100 kVA, carico effettivo 60
kVA @cosfì 0,8, batterie da 200 Ah C10
• Corrente di ricarica necessaria per la ricari-
ca in 8 ore = 0,1C10 = 20 A
• Massima corrente di ricarica senza DCM =
15 A
→
non sufficiente per ricaricare in 8 ore
• Potenza attiva richiesta dal carico = 60x0,8
= 48 kW
• Potenza non utilizzata = 54-48 = 6 kW
• Extra corrente di ricarica utilizzabile
= 7 A
• Massima corrente di ricarica con
DCM = 27 A
→
è possibile impostare
la corrente di ricarica a 20 A e ricari-
care in 8 ore
Cosa succede se è impostato un cer-
to valore della corrente di ricarica uti-
lizzando la funzione DCM e il carico
aumenta? La soglia massima della
corrente di ricarica batteria viene au-
tomaticamente regolata. In altre paro-
le, anche se il DCM è attivo, l’UPS for-
nisce prioritariamente la potenza al
carico e destina solo la rimanente di-
sponibile come extra per la ricarica
delle batterie.
Sovraccaricabilità
Sia l’inverter sia la linea di bypass so-
no caratterizzati da una capacità di
sovraccaricabilità, espressa in per-
centuale rispetto al valore nominale
della potenza di uscita.
Nel caso dell’inverter è definita una
curva di sovraccaricabilità, chiamata
immagine termica, che associa dei
valori notevoli di percentuale di carico
superiori al 100% alla durata massi-
ma tollerabile, oltre la quale l’inverter
si spegne per proteggersi dal surri-
scaldamento dei componenti provocato dal
sovraccarico. Essendo questa una condizione
che può provocare l’indisponibilità della fonte
di energia di emergenza (batteria) e anche il
distacco dei carichi qualora la linea di bypass
non sia disponibile, il ricorso al funzionamento
in condizioni di sovraccarico dell’inverter, ad
esempio per la presenza di spunti di assorbi-
mento dei carichi alimentati, è da valutare at-
tentamente durante le fasi di dimensionamen-
to di un UPS.
Nel caso di alimentazione da linea di bypass
la sovraccaricabilità si riferisce all’interruttore
statico, unico componente di potenza in com-
mutazione presente in questo modo di funzio-
namento. Se si eccedono le caratteristiche di
sovraccaricabilità della linea di bypass l’inter-
ruttore statico viene aperto dalla relativa prote-
zione termica Essendo questa una condizione
che provoca il distacco dei carichi, il ricorso al
funzionamento in condizioni di sovraccarico
della linea di bypass, ad esempio per la pre-
senza di spunti di assorbimento dei carichi ali-
mentati, è da valutare attentamente durante le
fasi di dimensionamento di un UPS.
Corto circuito
La condizione di corto circuito si verifica
quando, tipicamente per effetto di un guasto,
l’impedenza vista all’uscita dell’UPS diventa
assimilabile a zero.
Il comportamento al cortocircuito si differenzia
a seconda che la rete di riserva sia presente o
assente.
Se il carico è alimentato da inverter ed è pre-
sente la rete di riserva, appena viene rilevata
una condizione di corto circuito si ha la com-
mutazione su linea di bypass, per sfruttare le
correnti più elevate fornite dalla rete di alimen-
tazione e permettere l’apertura dei dispositivi
di protezione presenti nell’impianto.
Se la rete di riserva non è presente, la commu-
tazione non può avvenire e l’inverter mantiene
il carico, portandosi nel funzionamento come
generatore di corrente (corrente limitata al va-
lore di corto circuito e tensione determinata
dal valore dell’impedenza vista all’uscita). Se
le protezioni esterne non intervengono entro 5
secondi l’inverter si spegne, con-
formemente a quanto prescritto
dalla norma di prodotto
IEC EN-62040-1.
Qual è il valore
dell’impedenza
di uscita di un UPS?
Dal punto di vista sistemistico un
UPS è un automa a stati finiti e in
ogni suo stato è assimilabile a un
sistema lineare con caratteristiche
elettriche di uscita differenti. Non
esiste dunque un unico valore del-
l’impedenza di uscita, ma valori di-
versi a seconda dello stato in cui
l’UPS si trova.
Vediamo nel dettaglio gli stati di
funzionamento possibili:
- funzionamento su linea di emer
genza: l’impedenza vista dal carico
è quella dell’impianto a monte più
quella della linea di bypass (in genere trascu-
rabile rispetto alla prima)
- funzionamento sotto inverter non in cortocir-
cuito: l’UPS è assimilabile ad un generatore
di tensione. Il parametro che tiene conto
dell’impedenza interna del generatore è la
stabilità statica della tensione di uscita, cioè
la massima caduta di tensione interna all’in-
verter che è definita alla corrente nominale
come percentuale della tensione nominale
di uscita, in genere l’1%. Questo valore è
trascurabile rispetto ai carichi dell’UPS.
- funzionamento sotto inverter in cortocircuito:
l’UPS in questo caso è assimilabile ad un ge-
neratore ideale di corrente, del valore della
corrente di cortocircuito, quindi la sua impe-
denza equivalente è da considerarsi nulla.
