Resposta de sistemas ininterruptos de energia frente a fenômenos de qualidade da energia

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008.Os Sistemas Ininterruptos de Energia (UPS) estão presentes em diversas instalações elétricas de baixa tensão como: instalações residenciais (urbana e rural), comerciais e industriais. A utilização desses faz-se necessária pelo desejo do consumidor em evitar que a energia fornecida aos equipamentos eletrônicos essenciais seja interrompida ou que permaneça fora dos limites aceitáveis para o funcionamento adequado da carga. Com isso, a escolha de um UPS, dentre as diversas topologias existentes, pode ser fundamentada a partir da sua resposta frente aos fenômenos de Qualidade de Energia Elétrica (QEE). Inicialmente, esse trabalho apresenta aspectos importantes que cercam a concepção de UPS estáticos, tais como: i) relevância do uso de UPS em determinadas instalações elétricas; ii) normas utilizadas para classificar e avaliar o desempenho das topologias de UPS existentes; iii) visão geral da arquitetura e funcionamento de cada topologia; e iv) conceitos de QEE aplicados à classificação e análise de desempenho dos UPS. Em seguida, é apresentada uma formulação de ensaios específicos para cada fenômeno de QEE, o qual é aplicado na entrada de cada topologia de UPS, a fim de observar e comparar o comportamento da forma de onda da tensão e da corrente, na entrada e saída do equipamento, por meio de um sistema de aquisição de dados. A partir dos resultados obtidos, pode-se visualizar o comportamento de cada topologia de UPS estático sob o ponto de vista da resiliência desses equipamentos frente aos fenômenos de QEE, classificados pela norma IEEE 1159/1995. Assim, torna-se possível tanto a análise de desempenho da interação desses fenômenos com as cargas supridas pelos mesmos, quanto à criação de índices de resiliência ou selos de QEE aplicados aos UPS estáticos de baixa ou até mesmo alta potência. A idéia desses índices ou selos pode auxiliar, o usuário final desses equipamentos, a escolha da topologia ideal para o tipo de aplicação que o mesmo deseja, seja ela um simples computador pessoal ou um grande centro de processamento de dados. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe Uninterruptible Power Systems (UPS) have been present in many kind of low-voltage electrical installation such as: residential (urban and rural), business and industrial. The use of such is made necessary by the desire of the consumer to prevent the energy supplied to essential electronic equipment that is interrupted or remain out of bounds acceptable to the suitable functioning of the load. Thus, the choice of UPS, among the various existing topologies, may be based from their response phenomena facing the Power Quality (PQ) Disturbances. Initially, this work presents important issues surrounding the design of static UPS, such as: i) relevance of the use of UPS in certain electrical installations, ii) standards used to classify and evaluate the performance of existing topologies of UPS, iii) overview the architecture and operation of each topology, and iv) concepts of PQ applied in the classification and analysis of performance of UPS. Then, there is a specific formulation of tests for each of PQ phenomenon, which is applied at the entrance of each topology of UPS, in order to observe and compare the performance of the waveform of voltage and current, the entry and exit, through of a data acquisition system. From the results, you can view the behavior of each UPS topology of static from the point of view of the resilience of such equipment against the phenomena of PQ, classified by the IEEE 1159/1995. Thus, it is possible to know the performance analysis of the interaction of these phenomena with the loads met by them, about the creation of indices of resilience or seals of PQ applied to UPS static low or even high power. The idea of such indices or stamps can help the end user of such equipment, the choice of topology ideal for the type of application that it wants, be it a simple personal computer or a large data-processing center