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Nem sempre a culpa é da distribuidora

De forma intuitiva qualquer evento de qualidade da energia notado ou mesmo registrado pelas equipes de operação e manutenção nas plantas industriais ou prédios comerciais e serviços é devido a falhas de fornecimento da distribuidora local. Talvez a maioria das VTCDs (variações de tensão de curta duração) e das interrupções de fornecimento até seja, contudo, em alguns casos, a causa está mesmo dentro de casa.

A qualidade da energia está intimamente relacionada à potência de curto-circuito na alimentação das cargas. Quanto maior for a potência de curto-circuito, melhor será a regulação de tensão verificada na instalação. Ao contrário, quanto maior for a impedância da fonte vista pela carga, o sistema tenderá a ser mais instável, com efeitos na regulação de tensão. Essa situação de alta impedância de fonte contribuirá para aumentar as distorções harmônicas de tensão na alimentação na carga e os afundamentos de tensão devidos ao consumo instantâneo de energia reativa de cargas e acionamento que possuam essas características.

Tal constatação foi verificada em uma instalação de prédio de serviços com sistema central de climatização composto por chillers e acessórios (central água gelada-CAG) localizado na cobertura de um edifício. 

Para o entendimento da situação foram efetuadas medições elétricas com instrumento classe A com taxa de aquisição de 256 amostras por ciclo e integração de valores eficazes a cada ½ ciclo no ponto de conexão com a distribuidora e no ponto de instalação da carga (CAG na cobertura). 

Apesar de o fornecimento da distribuidora apresentar regularidade e conformidade ao Módulo 8 do Prodist nos quesitos das tensões em regime permanente, distorções de tensão e mesmo VTCDs, o mesmo comportamento não foi verificado na medição junto à carga na cobertura do edifício.

As figuras que se seguem ilustram os fatos registrados: 

  • As Figuras 1a e 1b ilustram o comportamento das tensões e correntes no Quadro Geral de Baixa Tensão (QGBT), junto ao ponto de conexão com a distribuidora. A área indicada (pontilhada) na Figura 1a indica afundamentos de origem externa (distribuidora).
Figuras 1a e 1b – Regime permanente tensão e corrente no QGBT.
  • As Figuras 2a e 2b ilustram o comportamento da tensão e da corrente no painel geral de alimentação do chiller (CAG). O que se observa nos registros de tensão na alimentação do chiller é que, devido aos picos de corrente por conta das sucessivas partidas dos compressores, ocorrem simultaneamente os afundamentos de tensão que atingem o grau de imunidade da instrumentação de outras cargas auxiliares alimentadas pela mesma fonte causando por vezes o desligamento. A indicação pontilhada na Figura 2a é a mesma da Figura 1a e os outros afundamentos de tensão verificados são de origem da carga (razões internas). A Figura 3 indica o registro da potência reativa consumida pelo chiller nas sucessivas partidas, simultâneas e relacionadas aos picos de corrente e afundamentos de tensão.
Figuras 2a e 2b – Comportamento da tensão e da corrente na alimentação do chiller.
Figura 3 – Potência reativa consumida pelo chiller.

Conclusões e recomendações

  1. As medições apontaram para picos de potência reativa devido às partidas diretas dos compressores dos chillers, ocasionando afundamentos de tensão no barramento da CAG (VTCD); 
  2. Os eventos ocorrem em regime transitório ocasionando desligamento de cargas auxiliares alimentadas no mesmo barramento dos chillers;
  3. Soluções de correção estão relacionadas à implantação de acionamentos adequados nos chillers ou compensação estática de energia reativa com tempo de resposta adequado no barramento de alimentação;
  4. Tudo indica que a instalação de um trafo elevador não trará bons resultados devido à sua própria impedância, podendo trazer ainda sobretensões em regime sem pico de corrente da carga;
  5. Solução paliativa pode considerar a reavaliação da imunidade das cargas auxiliares alimentando seus controles com UPS auxiliar se assim for permitido por elas com eventual operação em tensão abaixo do limite nominal, exposto a falhas eventuais.

Autor:

Por José Starosta, diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp e da SBQEE. jstarosta@acaoenge.com.br

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