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Estabilizar a tensão numa área de serviço

Identificação da razão de problemas no arranque das bombas de água.


Numa área de serviço de autoestrada, falhas frequentes foram detetadas nas bombas de água o que obrigou o responsável de manutenção da área de serviço a realizar operações de reparo continuamente. Num certo período essas falhas eram críticas, os fabricantes dos variadores de velocidade e bombas foram consultados. Os fabricantes informaram que não havia problemas com seus equipamentos.

O responsável de manutenção analisou a rede elétrica e observou que a potência de curto-circuito da rede na área de serviço pode não ser suficiente para uma operação estável da bomba.

CONTEXTO
Analisador de energia portátil PQ Box 150 A-Eberle, utilizado durante a despistagem da causa e analise energética.

Após uma análise mais detalhada dos dados de medição e comparação com os dados temporais nos quais as falhas ocorreram, foi possível identificar que, no arranque das bombas, as tensões no ponto de conexão caíram tão baixo que o variador de frequência entrou em modo de falha e acusou 'subtensão' como falha.

DESAFIO
Durante o arranque, as bombas requerem maior potência reativa e ativa até que a velocidade nominal seja atingida. Essa energia é proveniente da rede elétrica. Como a tensão pode ser considerada como uma quantidade determinada, o aumento do consumo de energia causa um aumento no fluxo de corrente. Consequentemente, uma corrente alta causa uma queda de tensão aumentada ao longo de toda a linha.

Para solucionar o problema, várias abordagens foram consideradas:

• Aumento da potência de curto-circuito adicionando um cabo paralelo para reduzir a queda de tensão durante o processo de arranque das bombas.
• Instalação de um sistema UPS para evitar quedas de tensão.
• Estabilização e aumento da tensão através do sistema de estabilização de baixa tensão (LVRSys).

Após um cálculo geral de custos, o LVRSys foi considerado a solução mais económica em um período de vários anos. Embora um sistema UPS seja comparável em termos de custos de aquisição, o sistema UPS, ao contrário do LVRSys, também possui custos anuais de manutenção. Além disso, devido à perda de energia relativamente alta, os custos operacionais são muito altos. Embora o cabo paralelo reduza a dissipação de energia, é uma solução extremamente cara para o problema de estabilidade de tensão.

RESULTADO
Desde o comissionamento, o LVRSys resolve os problemas de baixa tensão e também compensa o desequilíbrio das tensões da linha. Agora, uma tensão estável é garantida na área de serviço, embora quedas de tensão muito rápidas não possam ser compensadas, elas podem ser significativamente reduzidas. Os parâmetros de controlo foram definidos para que as tensões de saída do regulador sejam estabilizadas em 238 V em vez de 230 V. Além disso, o limite de subtensão do variador de frequência aumentou consideravelmente.

Desde que o LVRSys foi instalado, não houve falhas nos componentes eletrônicos de controlo e nas bombas de água.
Muitos dos problemas reportados como falhas nos pórticos, bombas de água e equipamentos de iluminação, podem ser resolvidos com o sistema LVRsys.
As longas distâncias de conexão das cargas a rede elétrica são a causa de problemas de qualidade de energia.

O fornecimento de tensão estabilizada em tempo real, levando em consideração o futuro da rede elétrica, terá um efeito positivo que também prolonga a vida útil das cargas eletrônicas.

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