SESID
Facebook Instagram Linkedin Youtube

Diseño de soluciones para energía de respaldo en infraestructuras críticas

Componentes principales de la asesoría

Objetivos y criterios de diseño
  • Nivel de disponibilidad: Tier/Nivel (TIA-942, Uptime), o SLA (p. ej., 99,982%).
  • Autonomía requerida: minutos en UPS (5–30 min típico) + horas/días en grupo electrógeno.
  • Crecimiento: 3–5 años de proyección + margen (20–30%).
  • Entorno: altitud, temperatura, calidad de red, restricciones acústicas y de espacio.
  • Redundancia: N, N+1, N+N, 2N; rutas A/B; cargas single-cord vs dual-cord.
  • Inventario: potencia (kW), factor de potencia (PF), tipo de carga (TI, HVAC, bombas, seguridad, incendios, elevadores).
  • Clasificación:
    • Críticas (SIEMPRE en UPS + generador).
    • Importantes (generalmente en generador, opcional en UPS).
    • No críticas (sólo red/generador).
  • Perfiles de demanda: demanda media, pico, arranques (inrush), THDi/THDv esperados.
    • Regla: para TI, usa kW reales (no sólo kVA de nombre). Para motores, considera corriente de arranque y/o VFD.

A) Ruta simple (N) – Comercial/SMB

  • Red → UPS online → Tablero crítico → Cargas
  • ATS (Red–GE) al frente del UPS. Autonomía UPS 5–10 min.

B) Doble ruta (N+1 / 2N) – Data center/Hospital

  • Dos caminos independientes A/B:
  • Red A → UPS A → PDU A → Carga (entrada A)
  • Red B → UPS B → PDU B → Carga (entrada B)
  • Generadores A y B con ATS/AMF independientes. STS para cargas single-cord.

C) Modular escalable – Crecimiento por etapas

  • Bastidores UPS modulares (power blocks) con hot-swap, distribución seccionada, crecimiento por kW.

4.1 UPS (kVA/kW)

  • Determina IT Load (kW) + pérdidas aguas abajo (PDUs, distribución).
  • Convierte a kVA:
    • Crecimiento: +20–30%
    • Redundancia: si N+1, reparte entre módulos/UPS.

4.2 Baterías (autonomía)

  • VRLA: menor CAPEX, más volumen/peso, 5–10 años.
  • NiCd: robustas, costo alto, 15–20 años.
  • Li-ion (LFP/NMC): compactas, 10–15+ años, mejor TCO.

4.3 Grupo electrógeno (GE)

  • Para UPS modernos con PFC y THDi bajo, el sobredimensionamiento puede ser menor.
  • Verifica capacidad de cortocircuito y compatibilidad con rectificadores UPS.

4.4 Combustible y autonomía

  • Normativa local/NFPA 110 (si aplica): ≥2 horas para EPS; hospitales típicamente 8–24 h.
  • Diseña tanque diario + tanque principal; sistema de trasvase redundante.

5.1 UPS

  • Topología: Online doble conversión (estándar), eco-mode opcional.
  • Modularidad: reduce MTTR, facilita N+1.
  • Bypass: estático + manual de mantenimiento.
  • Compatibilidad con Li-ion y BMS.

5.2 Baterías

  • BMS (obligatorio en Li-ion).
  • Ambiente: 20–25 °C; cada 10 °C extra reduce vida (VRLA).
  • Pruebas: descarga periódica, impedancia, monitoreo continuo.

5.3 Generador y ATS/STS

  • ATS: transferencia abierta con temporización; STS para cargas single-cord en sistemas A/B.
  • Arranque: doble banco de baterías, calentadores de bloque, cargadores redundantes.
  • Silenciamiento: cabina/insonorización + atenuadores.
  • Escape y aire: diseño térmico/flujo validado.

5.4 Distribución y selectividad

  • Tableros protocolizados IEC 61439 en BT; seccionamiento por ruta A/B.
  • Coordinación de protecciones (curvas, I²t, límites de energía).
  • SPDs (tipo 1/2) en puntos críticos.
  • Puesta a tierra y bonding dedicados; malla equipotencial en salas TI.

5.5 Calidad de energía

  • Armónicos: UPS de 12/24 pulsos o rectificadores IGBT con THDi <5%.
  • FP cercano a 1; bancos de condensadores con reactancias si hay VFD/UPS.
  • Flicker y ráfagas por arranques de grandes motores: usar soft-starters/VFD.

5.6 Climatización crítica

  • CRAC/CRAH con redundancia N+1 mínima.
  • Integrar cargas HVAC críticas al GE y, si aplica, a UPS (controles y bombas).
  • Gestión de pasillos frío/caliente y contención.
Controles, monitoreo y ciberseguridad
  • DCIM/BMS/SCADA: UPS, baterías (BMS), GE, ATS, tableros, SPC, CRAC.
  • Protocolos: SNMP/Modbus/BACnet; segmentación de red OT; syslog.
  • Alarmas: pérdida de red, bajo combustible, fallo UPS módulo, temp. baterías, armónicos, sobrecarga, eventos ATS/STS.
  • IEC/IEEE/NFPA/NEC/NTP aplicables (ej., IEC 62040 UPS, NFPA 110 EPS).
  • Cortocircuito, caída de tensión, coordinación de protecciones.
  • Arc-Flash (IEEE 1584): etiquetas, EPP, procedimientos LOTO.
  • Ensayos de fábrica (FAT) y en sitio (SAT).
  • Prueba con banco de carga del GE (step load, transientes).
  • Black-start: arranque sin red, transferencia y retorno.
  • Prueba de autonomía de baterías (controlada).
  • IST (Integrated Systems Test): escenarios “qué pasa si” y fallas inducidas.
  • Plan PM: mensual/trimestral/anual (UPS, baterías, GE, ATS).
  • Repuestos críticos en sitio (módulos UPS, ventiladores, controladores, filtros).
  • SLA con fabricantes y telemetría para soporte proactivo.
  • Memoria de cálculo (cargas, UPS, baterías, GE, selectividad).
  • Unifilares A/B y diagramas de control (ATS/STS).
  • Especificaciones técnicas (RFP) con performance mínimo.
  • Listas de equipos (BOM) y matrices de criticidad.
  • Plan de pruebas FAT/SAT/IST y Plan de Mantenimiento.
  • Matriz de riesgos (técnicos, normativos, operativos).