El documento habla sobre el equipamiento eléctrico necesario para el diseño de un data center. Explica que según el estándar TIA-942, la infraestructura de soporte de un datacenter debe estar compuesta por cuatro subsistemas: telecomunicaciones, arquitectura, sistema eléctrico y sistema mecánico. Luego, detalla los diferentes temas relacionados al sistema eléctrico de un data center como fundamentos de la energía eléctrica, sistema de puesta a tierra, equipos de protección eléctrica, transformadores de aislam
3. Según el estándar TIA-942, la infraestructura de soporte de un datacenter debe estar
compuesto por cuatro subsitemas como lo son telecomunicaciones, arquitectura,
sistema eléctrico y sistema mecánico.
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4. Martes 9 de abril del 2013 GESTIÓN
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5. TEMARIO
1. FUNDAMENTOS DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
2. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
3. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PARA DATA CENTER
4. EQUIPOS DE PROTECCIÓN ELÉCTRICA DPS
5. TRANSFORMADORES DE AISLAMIENTO
6. SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN ININTERRUMPIDA
7. SISTEMAS DE TRANSFERENCIA AUTOMÁTICA Y GEN SET
8. GESTIÓN DE MONITOREO
7. RESUMEN
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11. La temperatura y vida útil de los equipos
Fuente: Rittal
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12. El data center
Automatic
Transfer Switch
Fire Pump
Controller
Extreme Density
Precision Cooling
Power Distribution
Units
Precision
Cooling
DPS/TVSS Surge
Suppression
Uninterruptible Power
Systems & Batteries
Integrated Racks
RACK
U
2U
Rack
Cooling
2U
1U
1U
1U
2U
2U
4U
33 U
4U
4U
2U
1U
8U
8U
U
U
2U
2U
4U
Cable
Management
Power
Distribution
Unit
KVM
UPS
Rack
Monitoring
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13. Calidad de energía y confiabilidad
Corte de Energía
Microcortes de Tensión
Huecos de Tensión (DIPS, SAGS)
Sobretensiones transitorias
Subtensión
Ruido Eléctrico
Variación de Frecuencia
Interrupciones de tensión
Distorsión Armónica
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16. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PARA EQUIPOS ELECTRÓNICOS
SENSIBLES
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17. Objetivos de la puesta a tierra
Seguridad de las personas
EL OBJETIVO PRINCIPAL DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA ES GARANTIZAR
SEGURIDAD AL PERSONAL DURANTE FALLAS ELÉCTRICAS O DESCARGAS.
Protección de las instalaciones
EN ESTADO ESTACIONARIO, LAS PUESTAS A TIERRA DISMINUYEN LAS TENSIONES DE
OBJETOS METÁLICOS QUE SE ENCUENTRAN INFLUENCIADOS POR INDUCCIONES DE
OBJETOS ENERGIZADOS O POR ESTÁTICA.
Compatibilidad electromagnética
CUANDO SE PRESENTAN LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS, PROPORCIONAN UN CAMINO
SEGURO PARA LA CORRIENTE ELÉCTRICA DEL RAYO, MANTENIENDO LA
EQUIPOTENCIALIDAD DE TODA LA INSTALACIÓN.
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20. Sistema de puesta a tierra
Pararrayos o terminales
de captación
Tierra Sensible
Data Center
Suelo
Tierra de Potencia
Puesta a
Tierra
Para un mismo edificio quedan expresamente prohibidos los sistemas de puesta a tierra que
aparecen en la Figura, según criterio adoptado de la IEC 61000-5-2.
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21. Sistema de puesta a tierra
Pararrayos o terminales
de captación
Tierra Sensible
Data Center
Suelo
Tierra de
Potencia
Puesta a
Tierra
Para un mismo edificio quedan expresamente prohibidos los sistemas de puesta a tierra que
aparece en la Figura, según criterio adoptado de la IEC 61000-5-2
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22. Sistema de puesta a tierra
Tierra Sensible
Data Center
Tierra de
Potencia
Pararrayos o terminales
de captación
Conductores
Equipotenciales
sugeridas para
edificios altos
Bajantes
Conexiones
Puesta a
Tierra
Suelo
Para un mismo edificio los sistemas de puesta a tierra tendrán que aparecen como en la
Figura, según criterio adoptado de la IEC 61000-5-2.
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26. Malla de alta frecuencia
MALLA DE ALTA FRECUENCIA:
Amortigua interferencias por propagación aérea hasta una determinada frecuencia:
-Para operar no requiere PT
-Baja impedancia del loop (bucle)
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27. Las señales de interferencia en equipos
en altas frecuencias
XL60Hz = 2πƒL = 377 L
XL5MHz = 2πƒL = 31,416.000 L
XL10MHz = 2πƒL = 62,832,000 L
L: Reactancia inductiva
SIN MALLA
CON MALLA
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45. Tensión
¿Qué son las sobretensiones transitorias?
Sobretensión de
origen Atmosférico
Sobretensión
de maniobra
Tiempo
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46. ¿Qué son las Sobretensiones Transitorias?
NEMA
Los Picos de Tensión o Transitorios son breves picos de sobretensión o
perturbaciones en una onda de energía que pueden dañar, degradar y
hasta destruir los equipos eléctricos y electrónicos dentro de cualquier
casa, edificio comercial o instalaciones de una fabrica.
IEEE (Emerald Book)
Las sobretensiones pueden tener muchos efectos sobre los
equipos que van desde efectos indetectables hasta sacar de servicio
cualquier equipo.
UNDERWRITERS LABORATORIES
Determina que la naturaleza imprevisible de las fluctuaciones hace que
sea difícil suprimirlos; nunca se sabe cuándo, cuánto tiempo o cuán
poderosos serán estos.
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47. Las perturvaciones y fallas pueden tener un origen externo
o como sucede más a menudo puede ser de origen interno
(perturvaciones generadas por nuestros propios equipos)
Las soluciones ante estos problemas varian dependiendo de
un análisis previo
Protección y Captura
de Rayos
Una mayor confiabilidad en nuestra infraestructura, estará
acompañado en saber identificar de forma oportuna todos
estos posibles problemas
Protección de fallas
entrantes través de las
líneas de Distribución
Equipos de
Computo y
Comunicaciones
Línea Telefónica
Equipos de
Computo
Sala de
Servidores
Líneas
de Control
Línea
distribución
en Media
Tensión
Central Telefónica
Fuentes de
Inducción
Sala de
Impresoras
Tablero de
Distribución
Sub Estación de
Transformación
Captura de fallas
provenientes de lado de
fuerza
Puesta a Tierra de
Potencia
Diseño de Conductores
equipotenciales
Dispositivo de Protección TVSS
Baja Impedancia del
Sistema a Tierra
aplicando Cemento
Conductivo
UPS,
Estabilizadores,
Baterías
Buena Condición de
sistema de Puesta a
Tierra
Potencial
a Tierra
Unidad de
Computo
Remota
Multiaterramiento de
las Tierras
Sub distribución
Disipación correcta de la
energía de falla en el
Sistema a Tierra
Dispositivos de Protección para Comunicación.
Electrodos de Puesta a Tierras
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48. Porcentaje de eventos que afectan
al suministro eléctrico
Variación de Tensión
11.0%
Cortes y Apagones
0.5%
Ruido y Sobretensiones Transitorias
88.5%
Fuente: IBM
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49. Efecto de Sobretensiones Transitorias
en Infraestructura Electrónica y Equipos
Informáticos
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50. Daño o quiebre de aislamiento
Daño Acumulativo
Integrado de Tarjeta Electrónica de PLC
Fuente: Fuerza aérea de los estados Unidos
Falla Catastrófica
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51. ¿Qué causa el daño en los semiconductores?
Voltaje
Corriente (I2T)
Ruptura o quiebre dieléctrico
Calentamiento excesivo
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52. Protección de UPS no incluye DPS
DPS
DPS
DPS
SECTION 8.6.5 UPS Protección contra sobretensiones
Se recomienda tanto el circuito de entrada del UPS y los circuitos de
derivación (incluyendo el bypass de mantenimiento) deberían estar equipados
con dispositivos de protección contra Sobretensiones.
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53. Protección de UPS no incluye DPS
Fuente: Pacifico Seguros
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54. 4. DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES TRANSITORIAS
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56. IEEE Emerald Book Recomienda una protección en cascada
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57. IEEE Emerald Book Recomienda una protección en cascada
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58. IEEE Emerald Book Recomienda una protección en cascada
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59. IEEE Emerald Book Recomienda una protección en cascada
10,000V
10,000V
10,000V
10,000V
10,000V
10,000V
Celda Principal
Tablero de
Distribución
10,000V
Tablero IT
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60. IEEE Emerald Book Recomienda una protección en cascada
20,000V
2,300V
2,300V
1,000V
1,000V
0V
Celda Principal
I.T. System Shield
Tablero de
Distribución
I.T. System Shield
0V
Tablero IT
I.T. System Shield
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62. Instalación de DPS
IEEE C62.72-2002/2003
Sección 14.1 - "... La destrucción de
los MOV podría expulsar fragmentos de
metal calientes, conductores, gases
ionizados, y humo denso (conductor
eléctrico) y hollín.
Además de los riesgos inmediatos, la
intrusión de tales elementos en el interior
de
los
equipos
de
distribución
eléctrica
puede
dañar
o
comprometer un sistema de Data Center y
el resultado en cascada efecto y serios
daños al equipo.
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65. ANSI - UL1449 3rd edition - cambios importantes
1. Voltaje Suprimido (SVR) contra Voltaje de Protección (VPR)
Este es probablemente el cambio de prueba más importante que convierte a los equipos antiguos en
obsoletos. Las pruebas anteriores eran de 500A / 6000 V.
Las Nuevas pruebas son a 3000 A / 6.000V. Esto es seis veces más energía por evento, que da lugar a
mayores tensiones de falla.
2. Corriente Nominal de Descarga(In)
de hasta 20kA, se incluirá en las especificaciones y las etiquetas del supresor.
Ejemplo:
Tipo 1 puede ser probado a 10kA y 20kA, Tipo 2 de 3kA, 5kA, 10kA y 20kA.
Según CBMA mayoría de los eventos son superiores 3kA.
3. Categorías de Supresor
El nuevo estándar clasifica los supresores en cuatro tipos, según sean o no un componente, y según
dónde se instalen en el sistema de distribución eléctrica.
4. TVSS ahora se conoce como SPD
El término en inglés para los supresores de sobretensiones ya no será “Transient Voltage Surge
Suppressor (TVSS)”, sino “Surge Protective Device (SPD)”.
5. Ampliar su alcance
La 3ra Edición de UL ahora regula los productos supresión diseñados para proteger circuitos eléctricos
de hasta 1000A.
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66. Underwriters Laboratories Inc. (UL) - establece que
los equipamientos eléctricos y electrónicos tienen
de 35% a 40% mayor tiempo de vida si se eliminan
las Sobretensiones Transitorias.
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68. DPS vs Fusible y Breaker (Interruptor )
Breaker & Fusible
Dispositivo de protección contra Sobre corriente
Protege equipos y personas frente a Sobre corriente
DPS (TVSS)
Dispositivo de protección contra Sobre Tensiones
Protege equipos frente a Sobre Tensiones
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69.
30 años de experiencia
ISO 9001-2000 Quality Management System
ISO 17025 UL evaluación
Power Quality Assurance Magazine –
PQ 50 Compañía
Frost & Sullivan nombró a APT –
Proveedor Líder de aparatos trifásicos
Market Engineering Customer Focus Awards
Participamos con grupos UL, IEEE, NEMA
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70. XAS
XAL
Type 1 Surge Protective Device/SPD/TVSS
With surge current levels of 100kA, 150kA, 200kA, 250kA, 300kA,
400kA and 500kA per phase, our XAS Series is the SPD that covers
most current SPD needs. With one replaceable module per unit
containing Large Block 50kA Thermal Protected MOV’s, this units
low cost, reliability, flexibility and robustness is the best solution
for any environment; large or small!
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71. XBS
XBL
Type 1 Surge Protective Device/SPD/TVSS
Our largest, highest kA SPD, the XBS Series utilizes two
separate, dual redundant replaceable modules that work in
parallel. With Large Block 50kA Thermal Protected MOV’s with
surge current levels of 600kA, 800kA and 1000kA per phase,
this unit is for those “Mission Critical” environments.
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72. Un módulo reemplazable individual por fase y niveles de
corriente de 160kA y de 120kA por fase, con luces
indicadoras redundantes para cada fase y alarma audible
con botones del silencio y de prueba.
HP
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73. XDS
The XDS Series utilizes large Block 50kA Thermal Protected
MOV’s with surge current levels of 100kA, 150kA and 200kA
per phase. With line or load side installation flexibility, this unit
is a great fit from the service entrance all the way down to
each distribution and/or branch panel.
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74. XCS
Type 1 Surge Protective Device/SPD/TVSS
The XCS Series utilizes large Block 50kA Thermal Protected
MOV’s with surge current levels of 100kA per phase. With a
compact economical design and line or load side installation
flexibility, this unit can be installed anywhere in any electrical
distribution system.
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75. SPDEE
Type 1 Surge Protective Device/SPD/TVSS
The SPDEE Series utilizes large Block 50kA Thermal Protected
MOV’s with surge current levels of 50kA per mode. The unit is a
perfect replacement to the obsolete surge arrestors. With a small,
compact design and line or load side installation flexibility, this
unit can be installed anywhere in any electrical distribution
system.
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86. UPS (uninterruptible power supply)
tipos y tecnología
•
Monofásicos
– Off Line
– Interactive
– True On Line
Trifásicos
– True On Line
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89. Características de UPS
ON-LINE TRIFÁSICOS
•
New Ratings 20, 45, and 80kVA
•
3 Intellislots + 1 serial port
•
Online Double Conversion
•
SNMP + WEB, Modbus/Jbus
•
THDi <3%, Input PF ≥0,99
•
Ability to support 100% unbalanced loads
•
Parallelable up to 6 units
•
Extremely wide Input V: 205V @<72% load
•
Dual bus compatible
•
Compact Footprint (DxW = 600 x 700 mm)
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90. True on line (normal power flow)
Static Switch Off
Regenerated
UPS Power
Unregulated power Utility
or Genset
Power Flow, from Utility to inverter regulated power
Rectifier ON
Inverter ON
Battery Float
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91. True on line (battery discharging)
Static Switch Off
Regenerated
UPS Power
Unregulated power Utility
or Genset
From battery to INV to Load
Rectifier OFF
Inverter ON
Battery Discharge
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92. True on line (UPS on static bypass)
Static Switch On
Power flow from utility to the load.
Utility Power
Unregulated power Utility
or Genset
TVSS only!!!
Rectifier
Inverter off
Battery
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93. True on line (con bypass interno y externo)
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106. Reducción de puntos únicos de falla
Single UPS
Single electrical distribution panel
Single cable per computer device
Single power supply per server
UPS
A
= Single Point Failure
Electrical
Dist. Panel
Rack 1
Rack 2
Rack 3
Rack 4
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107. Reducción de puntos únicos de falla
Single UPS
Single electrical distribution panel
Single cable per computer device
Dual power supply per server eliminates single point of
failure but increases cabling under the floor.
UPS
A
Electrical
Dist. Panel
Rack 1
Rack 2
Rack 3
Rack 4
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108. Reducción de puntos únicos de falla
Single UPS
Single electrical distribution panel
Smart power strips eliminate excess cabling & improve air
flow under the floor.
UPS
A
Electrical
Dist. Panel
Rack 1
Rack 2
Rack 3
Rack 4
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109. Reducción de puntos únicos de falla
Single UPS
Redundant electrical distribution panel and smart power
strips.
UPS
A
Electrical
Dist. Panel
Rack 1
Rack 2
Rack 3
Rack 4
Electrical
Electrical
Dist.
Dist. Panel
Panel
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110. Reducción de puntos únicos de falla
Redundant UPS
UPS
A
UPS
B
Electrical
Dist. Panel
Rack 1
Rack 2
Rack 3
Rack 4
Electrical
Electrical
Dist.
Dist. Panel
Panel
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124. Definición de un tablero de transferencia
RED COMERCIAL
Falla debida a un sistema de
transferencia no confiable.
GRUPO ELECTROGENO
TRANSFER
SYSTEM
Grupo Idóneo, en potencia y
tipo de uso y además
correctamente instalado.
Servicio Eléctrico
Idóneo.
Carga Eléctrica sin
atención.
Pérdidas económicas e incluso
humanas.
Load
Un sistema de emergencia, debe ser totalmente confiable, debe operar
incluso en el peor momento.
124
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125. Transferencia confiable <> TTA certificado
•
•
•
•
TTA: Equipo que transfiere cargas eléctricas de dos fuentes similares mediante
un control automático o manual.
Certificaciones necesarias: ISO 9001:2000, UL 1008, IEC, IBC, etc.
Criterio de elección: El principio de operación y el diseño del equipo debe ser
100% enfocado a los sistemas de trasferencias.
Contingencia: Posibilidad de accionamiento mecánico manualmente operado,
ubicado a primera vista y de mínima complejidad de operación.
COMERC.
CARGA
GRUPO
125
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126. UL 1008 Estándar de Seguridad - ¿Porqué es Importante?
UL1008 : Equipo para transferencia
Automática
• El mayor objetivo de la certificación es la
Seguridad:
• Aislamiento total entre 2 fuentes diferentes
vivas.
• Debe prevenir que en cualquier
circunstancia no se interconecte la Energia
Comercial y la del Grupo
Electrógeno(Transferencia Abierta).
• Construcción & Performance
• El diseño del tablero debe permitir
mantener una temperatura idónea dentro
del gabinete y en los contactos.
• Debe tener gran robustez de operación.
• Debe ser capaz de soportar sobrecorrientes
sin dejar de conducir energia a la Carga.
• Debe tener alta resistencia dieléctrica hacia
fuera del mecanismo de transferencia.
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127. Métodos de transferencia
• Transferencia en Transición Abierta
• Transferencia en Transición Cerrada
• Transferencia en Carga suave (Soft Load)
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128. Transferencia en transición Abierta
Aplicada de forma estándar en las aplicaciones estándares y con carga poco sensible.
Características:
“Abrir antes de Conectar” switching
La carga se encontrará desconectada por un período corto de tiempo.
Ambas fuentes nunca se encuentran conectadas a la vez.
UTILITY
GENERATOR
LOAD
Automatic Transfer Switch: ATS
Generator is Block Loaded
Steady State
Load on
Normal
N
E
L
Load Not
Connected
N
E
L
Load on
Emergency
N
E
L
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129. Transferencia en transición Cerrada
Requiere mecanismo de operación dual en el Sistema de Transferencia.
Requiere que las fuentes “esten en sincronía”
Load on
+/- 5% diferencia de V(v).
Normal
+/- 0.2 Hz diferencia en F(hz)
Sources
Paralleled
+/- 5 grados de diferencia de fase.
E
N
L
E
N
L
Load on
Emergency
Usando un Sistema de Sincronización Pasiva
E
N
L
Después de 100msec de Paralelismo, se
desconecta la fuente insegura o no preferente.
GENERATOR
UTILITY
Filosofía de
Funcionamiento:
“Conectar antes de
abrir”.
LOAD
129
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130. Transferencia en carga suave
Similar a la cerrada – Mas el uso de control activo del Generador
GENERATOR
UTILITY
Tablero de
transferencia en
transición suave
LOAD
Sensado del Voltaje en la
carga.
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131. Transferencia By pass
•
Hace posible que ante un test de transferencia o un mantenimiento
no se desconecte la carga.
Normal
Source
Loads
Bypass
Emergency
Source
BP
BP
^ ^ ^
IS
IS
IS
E
L
N
ATS
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132. Tableros de Transferencia “Respaldo”
Serie 300
T.A.
30 – 3.000 A
Serie 4000
T.A. / T.C. / T.R.
30 – 4.000 A
Serie 7000
T.A./T.C./T.R.
c/s ByPass
Opción Extraíble
30 – 4.000 A
Serie 7000
T.S./Int.
c/s ByPass
200 – 4.000 A
Diseño Estándar “ U.L. 1008 “
Baja Tensión
Red - a - Red
Grupo Electrógeno - a - Grupo. Electrógeno
Red - a - Grupo Electrógeno
N Circuitos - N Prioriades
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