Pruebas funcionales y de transferencia de UPS: inversor, interruptor estático y alarmas

Qué es

Un sistema de alimentación ininterrumpida se interpone entre la red eléctrica y las cargas críticas y las mantiene en marcha durante una perturbación o una interrupción. La prueba funcional de un UPS examina las partes que lo hacen posible: el voltaje y la corriente de entrada y de salida en condiciones reales, la frecuencia de marcha libre del oscilador que fija la frecuencia de salida cuando no hay referencia disponible, la transferencia estática entre las rutas del inversor y de la derivación, la protección de bajo voltaje que abre el interruptor de entrada del inversor cuando la alimentación de CC decae, y los indicadores de autoprueba, de alarma y de estado. La batería y cualquier interruptor, transferencia o maquinaria rotatoria integrados en el UPS se prueban conforme a sus propias secciones y se refieren desde esta prueba, sin repetirlos. La misma familia de verificaciones funcionales se aplica a los cargadores de corriente continua, que se verifican en voltaje de salida, limitación de corriente y regulación, y a los supresores de sobretensiones de baja tensión, cuyas funciones de autoprueba, alarma, contador y estado y cuya conexión a tierra se inspeccionan. En el trabajo de aceptación, la prueba del UPS se realiza antes de aceptar para servicio una unidad nueva o reacondicionada.

Por qué se realiza

Todo el valor de un UPS consiste en que funciona en el momento en que la red no lo hace. Una unidad que pasa la inspección pero nunca se ha obligado a transferir, a alarmar o a protegerse es una promesa sin comprobar, y las fallas que oculta son las que importan: un oscilador que se desvía cuando pierde su referencia, un interruptor estático que no transfiere o que transfiere con una perturbación que dispara la carga, un inversor que sigue tomando energía de un bus de CC que se desploma hasta dañar las baterías, una alarma que nunca llega al operador. Los centros de datos, los hospitales, el control de procesos y los sistemas de emergencia son los usuarios típicos, y para ellos la primera interrupción real es un mal momento para descubrirlo. La prueba también verifica que la unidad esté realmente adaptada a la instalación, con las capacidades de entrada y salida, la polaridad y las relaciones de fase correctas. Los cargadores y los supresores de sobretensiones merecen la misma disciplina, porque un cargador que no puede mantener su salida o un supresor que ha fallado en silencio deja el sistema expuesto sin señal alguna de que algo anda mal.

El principio

Un UPS de doble conversión rectifica la corriente alterna entrante a corriente continua, la usa para cargar una batería y para alimentar un inversor, y el inversor regenera corriente alterna limpia para la carga. Un interruptor de transferencia estática, construido con dispositivos de estado sólido, puede pasar la carga entre el inversor y una fuente de derivación con gran rapidez, de modo que la carga no ve interrupción cuando se pierde el inversor o cuando el mantenimiento lo requiere. Para que la transferencia sea limpia, el inversor y la derivación deben estar sincronizados, lo que corresponde al oscilador y a los circuitos de sincronización; cuando la derivación no está disponible o está fuera de tolerancia, el oscilador marcha libre a su propia frecuencia, y su exactitud determina entonces la calidad de la salida. El inversor se protege de una alimentación de CC que se desploma mediante una función de bajo voltaje que abre su interruptor de entrada antes de que la batería se descargue a fondo o de que la salida del inversor se deteriore. Las alarmas y los indicadores de estado informan sobre cada una de estas funciones, de manera que el operador sabe qué está haciendo el sistema y qué ha perdido.

Cómo se realiza

Con la unidad desenergizada y aislada según los procedimientos de seguridad del sitio, se contrastan los datos de placa con la especificación y se confirman la polaridad y la secuencia de fases en las terminales de entrada y de salida. Se revisan las conexiones atornilladas y se completa la inspección. Hecho esto, el UPS se alimenta desde una fuente constante y se arranca siguiendo el procedimiento del fabricante. El voltaje y la corriente de entrada y de salida se miden con instrumentos calibrados en las condiciones que especifica el procedimiento. La frecuencia de marcha libre del oscilador se mide con la referencia de sincronización retirada, con un frecuencímetro o un analizador. En la prueba de transferencia estática la carga se traslada del inversor a la ruta de derivación y se devuelve, con carga conectada cuando el sitio lo permite, mientras se vigila la salida en busca de cualquier perturbación. La función de bajo voltaje de CC se ejercita bajando la alimentación de CC hacia el ajuste de disparo, con el método y las protecciones que permite el fabricante, y se confirma que el interruptor de entrada del inversor se abre. Cada alarma, la autoprueba y las indicaciones de sincronización de los interruptores estático y de derivación se accionan una tras otra mientras se vigilan. Los ajustes de los dispositivos de protección se confirman frente a la coordinación de los interruptores aguas arriba, y la batería y los equipos integrados se remiten a sus propias pruebas.

Qué se registra

El registro identifica el UPS, sus capacidades, su configuración y las fuentes que lo alimentan, y enumera los instrumentos utilizados con su estado de calibración y las condiciones ambientales. Contiene el voltaje y la corriente de entrada y de salida observados, la frecuencia de marcha libre encontrada, el comportamiento de la transferencia estática en cada sentido, incluida cualquier perturbación visible, el resultado de la verificación del disparo por bajo voltaje y la respuesta de las alarmas, de la autoprueba y de los indicadores de estado y de sincronización. Se anotan el estado del equipo tal como se encontró, los ajustes vigentes y cualquier modificación. Cuando se prueban cargadores o supresores de sobretensiones, el registro indica el comportamiento de salida del cargador o el estado de los indicadores y de la conexión a tierra del dispositivo.

Cómo se juzgan los resultados

Los resultados se juzgan por comparación con los datos publicados por el fabricante y con la especificación del proyecto, no con un único valor universal. El voltaje y la corriente de entrada y de salida se comparan con la placa de características y con la capacidad nominal. La frecuencia del oscilador se compara con la exactitud declarada por el fabricante. La transferencia estática debe lograrse en ambos sentidos sin perturbar la salida más allá de lo permitido, y la función de bajo voltaje debe actuar en el ajuste registrado. Las alarmas y los indicadores deben informar cada condición como lo describe el fabricante. En los cargadores, la regulación y la limitación de corriente se comparan con el comportamiento nominal, y en los supresores de sobretensiones, las funciones de los indicadores y la calidad de la conexión a tierra se comparan con los datos del fabricante y con los requisitos de puesta a tierra. Los requisitos los dan ANSI/NETA ATS-2025 para la aceptación y ANSI/NETA MTS-2023 para el mantenimiento; consulte sus propias copias con licencia para los elementos y los criterios a los que remiten, que siguen siendo la autoridad.

Variaciones

En la aceptación el UPS se prueba por completo antes de aceptarlo para servicio, y los resultados son la referencia. En el mantenimiento el trabajo se repite a intervalos, por lo general con énfasis en el comportamiento de la transferencia, las alarmas, el voltaje y la frecuencia y la comparación con el registro anterior, y con frecuencia se programa de manera que la carga crítica quede protegida durante la prueba. La configuración importa. Una unidad de doble conversión, una interactiva con la línea y una con elemento rotatorio o volante de inercia difieren en lo que se ejercita, y un UPS modular o en paralelo añade a las verificaciones el reparto de carga y el aislamiento de módulos. Las unidades monofásicas y trifásicas siguen la misma lógica con mediciones distintas. La transferencia es más exigente cuando se incluye una derivación de mantenimiento o un interruptor de transferencia externo, pues también debe comprobarse la secuencia de operación entre ellos. Los cargadores se verifican en su comportamiento de salida y en la limitación de corriente, mientras que los supresores de sobretensiones se revisan en su autoprueba y su conexión a tierra, y sus verificaciones de conexiones atornilladas y de aislamiento corresponden al mantenimiento, no a la aceptación.