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DRUPS – Diesel Rotary UPS System
“Proteção do sistema de energia”



Problemas de energia
–
–
–
–
–
–

1) Picos de tensão
2) Variações de frequência
3) Afundamentos de tensão
4) Desligamentos
5) Harmônicos
6) Transitórios



Propósito do “DRUPS”
– 7) Garantir a qualidade
contínua da energia
Principais componentes
Acoplamento
indutivo

Distribuição de energia
Gerador

Painel de controle

Embreagem

DRUPS
Reator

Motor Diesel
Princípio do rotor interno livre



Acoplamento indutivo
– Acumulador de energia cinética
– Motor de indução de 2 pólos
• Estator rotativo
 Rotor externo

• Rotor interno gira com o triplo da
velocidade do rotor externo
Enrolamentos do acoplamento indutivo



Rotor externo
– AW : enrolamento AC de 2 pólos
– BW : enrolamento DC de 12 pólos
– 60 Hz → 1800 RPM



Rotor interno
– 60 Hz
• 1800+3600=5400 RPM
Dados de placa de um
acoplamento indutivo
4 princípios básicos


“Simplicidade” e confiabilidade



– DRUPS = UPS estática + Gerador de
emergência
– Usa menos componentes e requer
menor espaço físico que uma UPS
estática
– Fácil instalação e operação
– Longa vida útil (>25 anos)



Interação com a rede
– DRUPS roda em paralelo com a rede
– Garante processos de missão crítica
– Sem conversão de potência

Filtro ativo (reator e gerador)
– Compensação de variações de tensão da
rede
– Filtragem de harmônicos de tensão e
corrente
– Correção de Fator de Potência (>0,98)

Favorável ao meio ambiente
–
–
–
–

Sistema UPS de maior eficiência energética
Uso de energia cinética armazenada
Não requer baterias, sem lixo químico
Não requer ar condicionado, salvando
espaço e energia para ventilação e
resfriamento
Características do sistema DRUPS





Diesel, UPS e estoque de
energia combinados
Menor TCO, mais de 25 anos
de vida produtiva
Alto rendimento (>96%)
Alta potência de saída
– Até 2,5 MVA para uma unidade
– Até 40 MVA para unidades em
paralelo



Saída de tensão
–
–
–
–

BT : 380..480 V, 50/60 Hz
MT : Até 24 kV, 50/60 Hz
Variação de tensão : +/- 1%
Variação de frequência : +/- 1%
Sistema “tudo em um”
Diesel + UPS x DRUPS
Menor Custo Total de Posse (TCO)
Perdas totais < 3%

DRUPS
Sistema UPS
estático



Benefícios do sistema DRUPS
–
–
–
–
–
–

Eficiência energética (sem conversão de potência)
Confiabilidade (poucos componentes)
Eficiência na ocupação do espaço
Baixa manutenção
Favorável ao meio ambiente (sem baterias)
Longa vida útil (>25 anos)

Perdas totais > 8%
Sequência de partida


t1 :Rotor externo energizado com
sequência invertida
– Rotor interno atinge -1800 RPM
– Rotor externo atinge 360 RPM



t2 :Diesel parte automaticamente

– Alimentação AC do rotor externo é desligada



t3 :Alimentação DC é ligada

– t4 :A frequência é ajustada em 60,1 Hz com
auxílio do regulador de velocidade do diesel e
com o regulador de frequência



t5 :Alimentação DC é desligada
– Rotor externo é alimentado com tensão AC
com sequência direta
– Rotor interno acelera até 5400 RPM



t6 :Disjuntor Q1 é sincronizado
– Diesel é desligado
Modos de operação do sistema
Modo concessionária

Reator e gerador funcionam como
filtro ativo.
Acoplamento indutivo armazena
energia cinética
Transferência para o modo Diesel

Falha na rede, Q1 abre e a energia
cinética armazenda no rotor interno
e usada para gerar potência para as
cargas. O motor diesel parte e
assume o suprimento de potência.
Modo Diesel

O rotor externo é novamente
energizado. A velocidade do motor
diesel é controlada eletronicamente,
garantindo saída constante.
Retorno para o modo concessionária

A energia da rede é restabelecida.
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  • 1. DRUPS – Diesel Rotary UPS System
  • 2. “Proteção do sistema de energia”  Problemas de energia – – – – – – 1) Picos de tensão 2) Variações de frequência 3) Afundamentos de tensão 4) Desligamentos 5) Harmônicos 6) Transitórios  Propósito do “DRUPS” – 7) Garantir a qualidade contínua da energia
  • 3. Principais componentes Acoplamento indutivo Distribuição de energia Gerador Painel de controle Embreagem DRUPS Reator Motor Diesel
  • 4. Princípio do rotor interno livre  Acoplamento indutivo – Acumulador de energia cinética – Motor de indução de 2 pólos • Estator rotativo  Rotor externo • Rotor interno gira com o triplo da velocidade do rotor externo
  • 5. Enrolamentos do acoplamento indutivo  Rotor externo – AW : enrolamento AC de 2 pólos – BW : enrolamento DC de 12 pólos – 60 Hz → 1800 RPM  Rotor interno – 60 Hz • 1800+3600=5400 RPM
  • 6. Dados de placa de um acoplamento indutivo
  • 7. 4 princípios básicos  “Simplicidade” e confiabilidade  – DRUPS = UPS estática + Gerador de emergência – Usa menos componentes e requer menor espaço físico que uma UPS estática – Fácil instalação e operação – Longa vida útil (>25 anos)   Interação com a rede – DRUPS roda em paralelo com a rede – Garante processos de missão crítica – Sem conversão de potência Filtro ativo (reator e gerador) – Compensação de variações de tensão da rede – Filtragem de harmônicos de tensão e corrente – Correção de Fator de Potência (>0,98) Favorável ao meio ambiente – – – – Sistema UPS de maior eficiência energética Uso de energia cinética armazenada Não requer baterias, sem lixo químico Não requer ar condicionado, salvando espaço e energia para ventilação e resfriamento
  • 8. Características do sistema DRUPS     Diesel, UPS e estoque de energia combinados Menor TCO, mais de 25 anos de vida produtiva Alto rendimento (>96%) Alta potência de saída – Até 2,5 MVA para uma unidade – Até 40 MVA para unidades em paralelo  Saída de tensão – – – – BT : 380..480 V, 50/60 Hz MT : Até 24 kV, 50/60 Hz Variação de tensão : +/- 1% Variação de frequência : +/- 1%
  • 10. Diesel + UPS x DRUPS
  • 11. Menor Custo Total de Posse (TCO) Perdas totais < 3% DRUPS Sistema UPS estático  Benefícios do sistema DRUPS – – – – – – Eficiência energética (sem conversão de potência) Confiabilidade (poucos componentes) Eficiência na ocupação do espaço Baixa manutenção Favorável ao meio ambiente (sem baterias) Longa vida útil (>25 anos) Perdas totais > 8%
  • 12. Sequência de partida  t1 :Rotor externo energizado com sequência invertida – Rotor interno atinge -1800 RPM – Rotor externo atinge 360 RPM  t2 :Diesel parte automaticamente – Alimentação AC do rotor externo é desligada  t3 :Alimentação DC é ligada – t4 :A frequência é ajustada em 60,1 Hz com auxílio do regulador de velocidade do diesel e com o regulador de frequência  t5 :Alimentação DC é desligada – Rotor externo é alimentado com tensão AC com sequência direta – Rotor interno acelera até 5400 RPM  t6 :Disjuntor Q1 é sincronizado – Diesel é desligado
  • 13. Modos de operação do sistema
  • 14. Modo concessionária Reator e gerador funcionam como filtro ativo. Acoplamento indutivo armazena energia cinética
  • 15. Transferência para o modo Diesel Falha na rede, Q1 abre e a energia cinética armazenda no rotor interno e usada para gerar potência para as cargas. O motor diesel parte e assume o suprimento de potência.
  • 16. Modo Diesel O rotor externo é novamente energizado. A velocidade do motor diesel é controlada eletronicamente, garantindo saída constante.
  • 17. Retorno para o modo concessionária A energia da rede é restabelecida. O DRUPS sincroniza Q1, o diesel faz a sequência de parada e a embreagem desengata.
  • 18. Registro da falha da concessionária