Falha em grupo gerador

mar, 2013

Edição 85 – Fevereiro 2013

Casos e causos

Falha em grupo gerador

Verificação da instalação de um grupo gerador com paradas sucessivas por alarme de baixa tensão, com carga nitidamente baixa

Este artigo é baseado no relatório produzido pela equipe de assistência técnica da empresa portuguesa Grupel, que apresentou as etapas do processo de verificação de uma instalação de grupo gerador de 20 KVA, marca Grupel, modelo GP20IA, com motor Perkins, modelo 404D-22G e alternador Leroy Somer, Modelo LSA 42.2 S5, trifásico, em uma empresa de telecomunicações de Portugal.

 

Figura1

Figura 1 – Grupo gerador com falha na operação.

Um grupo gerador converte energia mecânica em energia elétrica pela indução eletromagnética. De uma forma geral, consiste em um motor e um alternador acoplado montados em uma base comum conjuntamente com baterias, tanque de combustível, painel de controle e silenciador.

 

Objetivo da intervenção

A intervenção no local juntamente com os técnicos da empresa de telecomunicações visou a verificação do problema existente com paragens sucessivas do grupo gerador por alarme de baixa tensão, quando a carga era nitidamente baixa.

 

Instalação

A instalação existente de produção de energia é constituída por um grupo diesel elétrico, com uma potência nominal contínua de 20 kVA. O grupo está ligado a um quadro elétrico geral, como sendo a fonte primária e de onde são alimentadas todas as cargas.

O quadro elétrico alimenta três equipamentos de ar condicionado, três retificadores de corrente para alimentação das baterias de reserva e da BTS.  A instalação do grupo gerador no local atual encontra-se com um bom nível de refrigeração, não sendo obstruído por qualquer objeto alheio a ele, tanto na entrada como na saída de ar. Os gases de escape são canalizados diretamente para o ar depois do silencioso. 

A instalação existente foi verificada quanto às regulamentações locais.

 

Problema

O gerador arranca sem dificuldades e atinge a frequência requerida, assim como a tensão de 400 V entre fases e 231 V entre fase e neutro. Tratando-se de um gerador com regulação da velocidade do motor mecânica, a sua frequência em vazio (sem carga) está situada nos 51,5 Hz – 52 Hz.

O gerador trifásico é de 20 kVA em funcionamento contínuo, com um fator de potência de cos phi de 0,8, o que significa que permite intensidade de corrente de 28,8 ampères. Após alguns minutos em funcionamento e com cargas a 35% da potência nominal, verificou-se que o gerador registrava valores de corrente distribuídas pelas três fases conforme mostra a Figura 2, utilizando um sistema de controle remoto do fabricante de controladores RGK 60, por meio de uma conexão GSM, em que são demonstrados todos os parâmetros de análise do gerador.

O controlador RGK 60 permite analisar parâmetros, valores do display, condições de alarme, etc. O Led na tecla de ajuda acene ajuda acende quando se encontra mensagem de ajuda disponível para consulta, tabelas de alarmes, tabelas de parâmetros, lista de funções e características técnicas.

Utilizou-se igualmente uma pinça amperimétrica, que nos permitiu registrar igualmente os valores da tensão [V] e da intensidade de corrente [A].

 

Tabela 1 – Leituras do gerador em funcionamento e em carga

tabela 

 

figura 4 

Figura 2 – Vista do controle remoto via GSM do controlador RGK 60.

 

Após um período de três minutos, o gerador, sem razão aparente, entrava em alarme de baixa tensão e parava ao final de algum tempo, deixando de alimentar o quadro elétrico e, consequentemente, as cargas, efetuando-se ainda o disparo do disjuntor da estação.

 

Figura 5

Figura 3 – Vista do controle remoto via GSM do controlador RGK 60 com uma avaria.

 

Diagnóstico

A inspeção, por meio de um multímetro e amperímetro, das cargas de cada equipamento mostrou que um dos equipamentos de ar condicionado estava efetuando o disparo do disjuntor quando o seu compressor entrava em funcionamento.

 

Após esta descoberta retirou-se de funcionamento o ar condicionado e o gerador funcionou sem problemas. Foi-se então efetuar uma inspeção nas duas máquinas de ar condicionado. A unidade interior não apresentava nenhuma avaria, mas a máquina exterior registrava um aumento do consumo no arranque do seu compressor. Após a desmontagem da sua carcaça, verificou-se que existia um ninho de ratos no compressor do ar condicionado, o que causava o curto-circuito no equipamento.

 

Curto-circuito é a passagem de corrente elétrica acima do normal em um circuito devido à redução abrupta da sua impedância. Normalmente, o curto-circuito provoca danos tanto no circuito elétrico em que ocorre como no elemento que causou a redução de impedância. 

Um curto-circuito pode ser interno, se for localizado em um equipamento, ou externo, se ocorrer fora do equipamento e na sua instalação. A duração do curto-circuito é variável. O curto-circuito é autoextinguível se a falha for muito curta para disparar a proteção; transiente, se for eliminado após o trip e religação da proteção; permanente, se não desaparecer após o trip da proteção. As causas de curto-circuito podem ser: mecânicas (golpes de máquinas, animais e outros); elétrica (degradação do isolante, sobretensão); humana (erro de operação).

Os efeitos das correntes de curto-circuito são frequentemente graves, quando não são dramáticas. O curto-circuito perturba o ambiente, ocasionando uma queda de tensão brusca, requer a desconexão, pelos dispositivos de proteção apropriados, da instalação. Os equipamentos e as conexões (cabos, linhas, barras, isoladores) sujeitos a curto-circuito são submetidos a um forte esforço mecânico (forças eletrodinâmicas) que pode causar rupturas, e a um esforço térmico, que pode provocar a queima de condutores e a destruição dos isolantes, no ponto da falha, onde frequentemente ocorre arco elétrico, cujos efeitos são destruidores e podem ser propagados muito rapidamente.

Figura 6

Figura 4 – Ninho de ratos.

 

Procedimentos de
reparação

Reunidos todos os elementos necessários, o rato e seu ninho foram retirados e o compressor do ar condicionado foi substituído. Colocado novamente em funcionamento, não foi mais registrada nenhuma anomalia.

 

Referências

pt.wikipedia.org/wiki/Curto-circuito

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABhA4AF/introducao-ao-estudo-dos-curtos-circuitos

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