Duvida - estabilizar corrente e tensão num edificio

[gemini]

Boas tardes.
Como é aprimeira vez que me foi colocada esta questão, decidi abrir o tópico, pois embora já tenha lido os tópicos de como Calcular Bateria de Condensadores, e o outro relativo aos Harmónicos, nao fiquei esclarecido.

Então é assim:

Como certamente saberão, hoje em dia os edifícios de serviços têm uma enorme quantidade de máquinas e recursos electrónicos e informáticos. Ora isto faz com que exista uma grande quantidade de harmónicos na rede eléctrica do edifício, provocados por todos estes aparelhos em conjunto (computadores, impressoras, fotocopiadoras, faxes, etc.).

Deste modo, gostaria de saber, na vossa opinião, qual o melhor procedimento a seguir para proteger uma instalação deste género (e as máquinas) contra picos de corrente e faltas de energia, e estabilizar a corrente e tensão num edifício deste género. A instalação de uma UPS por computador, por exemplo, não se revela particularmente eficaz, de modo que seria melhor pensar numa solução global para todo o edifício, preferencialmente.

Neste caso, adianto mais algumas informações que poderão ser úteis:
- Potência contratada á EDP 41,4 kVA (3x60 A)
- Tarifa BTN Simples
- Edifício com 3 pisos (R/C, 1º e 2º andar)
- Cerca de 100 Computadores, 10 fotocopiadoras, 30 impressoras, 10 faxes, entre outros aparelhos
- Só cargas monofásicas

Como acham ser a melhor solução a adoptar, tendo em vista o correcto funcionamento de todos os aparelhos, garantido o fornecimento de energia em boas condições a toda a instalação?
1- colocar um banco de condensadores? se sim, por piso ou global?
2- apostar em UPS? de carácter individual, por piso, ou global?
3- outra solução?

Aproveitando os dados do tópico dos harmónicos, fiz os cálculos para uma bateria de condensadores, mas nem sei se batem certo:

Pot. contratada: 41,4 kVA 3x60 A
supõe-se FP=cos(phi)=0,7

60/0,7=85,7 A

Pot Aparente: S = 0,692 x 85,7 = 59,30 kVA -> P = 0,692 x 85,7 x 0,7 = 41,5 W

cálculo da bateria para compensação total a 100%

S^2 = P^2 + Q^2 -> Q = sqrt( S^2 - P^2 ) =sqrt( 59,3^2 - 41,5^2 ) = 42,35 kVAr


Portanto......se fosse instalada um banco de condensadores de, p.ex, 50 kVAr na entrada da instalação, será que ela se apresentava em boas condições de funcionamento, permitindo que todas as máquinas funcionassem bem, sem falhas? Sem ocorrência de abaixamentos ou sobretensões?!? Sem problemas de corrente?

Peço ajuda aos mais entendidos....e obrigado

[Checkmat]

Boas

Em relação á correcção do factor de potência, estamos a falar de tarifas BTN simples, logo a EDP não cobra energia reactiva, colocar Bateria de Condensadores para corrigir o factor de potência acho pouco provável (nunca irias amortizar o dinheiro da bateria pois não pagas a reactiva!).

Em relação aos harmónicos, aí sim, de certeza que tem bastante, pois os principais causadores destes são precisamente material de escritório (PC´s, impressoras, fax´s, fotocopiadoras, etc), se a instalação tiver cortes impestivos a origem é destes mesmos harmónicos, agora, para solucionar estes problemas está na colocação de filtros, mas é um processo muito complexo..... aconselho a colocares 1º um analisador de energia, depois com os resultados é melhor contactares um fornecedor desses filtros e eles que vejam a melhor solução (o que normalmente fazem).

Um abraço

[gemini]

Pois...quanto aos condensadores e á questão da Eenrgia Reactiva eu já sabia disso...mas só falei no assunto devido aos "entendidos" que andam lá no edificio terem insistido nessa questão...

Provavelmente é o que farei, entrar emcontacto com quem possa insatlar filtros de harmonicos, pra ver se eles apresentam solução...

Mais alguma consideração pessoal? tudo é bem vindo

[Mário]

Boas

Instalar uma UPS na saída de cada quadro (em cada piso ), e ter separado os circuitos de equipamento informático das outras cargas.

Cump.
Mário

[ohmico]

Penso ter percebido que a questão levantada pelo GEMINI se prende com problemas de quedas e ou falhas de tensão.

Não percebo porque é que tem logo de se partir para a criação de fantasmas tipo correcção do factor de potência e eventuais harmónicas.

Não seria mais aconselhável começar por verificar o que é que o fornecedor de energia está a entregar ao cliente? (Potência e tensão)

Relativamente às harmónicas, a instalação tem conversores de frequência para motores de CC? tem aparelhos de soldadura CC? deduzo que não, portanto leva a crer que o caminho dificilmente será por aí.

Há sempre uma tendência muito grande para começar por complicar e os harmónicos estão muito na moda.

[Checkmat]

Boas

Ohmico desculpa discordar um pouco da tua opinião, é certo que conversores de frequência para motores, aparelhos de soldadura são causadores de harmonicos que não tiverem filtros adequados, mas, em edificios de serviços também existe grande quantidade de harmónicos, deveremo-nos preocupar com eles? Se existir cortes impestivos como já disse acima, sim teremos de ter especial atenção neles.

Compensação do factor de potência, também de certeza absoluta que é baixo, possivelmente na ordem dos 0.5 ou menos, mas não se paga devido ao tarifário, agora, se aumentarmos esse cosy, atraves da colocação de balastros electrónicos na iluminação por exemplo, aumentamos o cosy consequentemente baixamos a energia consumida, isso é de certeza

Um abraço

[Duzia12]

Isso dos condensadores não economiza energia activa quase nada, tem de ver nas facturas sa EDP se paga reastiva e se justifica o investimento

[ohmico]

Peço desculpa por insistir e por, no meu anterior comentário, não ter sido suficientemente claro.

O GEMINI importa-se de apresentar claramente o problema com que se debate?.

Tem um problema concreto ou está só a pedir opinião sobre correcção do factor de potência e harmónicas?

[rebelocruz]

Boas

Acho que deviam esclarecer quais as questões em debate, pois parece-me que andam a falar de muitas coisas e ao fim e ao cabo não falam de nada.

[gemini]

bem...calma amigos

Eu não sei adiantar muito mais áquilo que já dei indicações!!

O edificio em causa realmente é, basicamente, um edificio de serviços, de escritorios!
NÃO paga energia reactiva somente porque esta não é cobrada! Tarifa BTN Simples EDP, com 41,4kVA contratados...

A questão de harmónicos não é só porque está na moda, é porque é uma realidade, e convém explorar essa hipótesse! O facto de ter imensos aparelhos que funcionam com electrónica de potência faz com que se criem harmónicos na instalação:

2.1 - ORIGENS DA “POLUIÇÃO” HARMÓNICA
Grande parte dos problemas que surgem nos sistemas eléctricos tem origem na excessiva distorção das correntes ou tensões junto ao consumidor final. A principal causa deste fenómeno, que pode ser visto como um tipo de poluição do ambiente electromagnético, deve-se à crescente utilização de equipamentos electrónicos alimentados pela rede eléctrica, tais como computadores, impressoras, aparelhos de televisão, balastros electrónicos para lâmpadas de descarga, controladores electrónicos para uma enorme variedade de cargas industriais, etc.
Quase todos os equipamentos electrónicos, com alimentação monofásica ou trifásica, incorporam um circuito rectificador à sua entrada, seguido de um conversor comutado do tipo CC-CC ou CC-CA. Um dos tipos de rectificadores mais utilizados em equipamentos de baixa potência é o rectificador monofásico de onda completa com filtro capacitivo, que possui uma corrente de entrada altamente distorcida, tal como se mostra na Figura 3. O elevado conteúdo harmónico da corrente distorce a tensão nos receptores devido à queda de tensão nas impedâncias do sistema de alimentação.
Os controladores de fase, muito utilizados para controlar a potência em sistemas de aquecimento e ajustar a intensidade luminosa de lâmpadas (dimmers), também produzem formas de onda com conteúdo harmónico substancial e interferência electromagnética de alta frequência. Mesmo as lâmpadas fluorescentes normais contribuem significativamente para os harmónicos na rede, devido ao comportamento não linear das descargas em meio gasoso e ao circuito magnético do balastro, que pode operar na região de saturação.

2.3 - CASOS REAIS DE PROBLEMAS PROVOCADOS POR HARMÓNICOS
Um novo sistema de computação foi instalado num prédio pertencente a uma companhia de seguros. Uma vez ligada a alimentação o disjuntor principal disparou, cortando a alimentação de todo o sistema. Após várias verificações, os engenheiros descobriram que a interrupção tinha sido provocada pelo valor excessivo da corrente no neutro do sistema trifásico. Apesar do sistema estar equilibrado a corrente no neutro tinha um valor igual a 65% do valor das correntes na fase, o que levava ao desarme do disjuntor, já que o relé da corrente no neutro estava ajustado para 50% do valor das correntes na fase. Cabe aqui ressaltar que, num sistema trifásico equilibrado a corrente de neutro deve ser igual a zero. Contudo, quando a corrente está distorcida, contrariamente ao que normalmente ocorre, os harmónicos de corrente múltiplos de 3 somam-se no neutro, em vez de se cancelarem.
Estudos demonstram que as correntes no neutro têm aumentando nos edifícios comerciais. Isto se deve à utilização crescente de equipamentos electrónicos, tais como, computadores, impressoras, fotocopiadoras, aparelhos de fax, etc. Esses equipamentos utilizam rectificadores monofásicos à entrada, que produzem harmónicos de corrente de 3º ordem, tais como o 3º, o 9º e o 15º harmónicos. Para que se evitem problemas de sobreaquecimento dos condutores de neutro, estes devem ser sobredimensionados, ou, melhor ainda, os harmónicos de 3ª ordem devem ser compensados.

Bem, e daí que como Á ENTRADA em termos de tensão está tudo OK (trifásico 3x60A), abri o tópico para tentar perceber o que se poderia passar,o que acham disto, dando desde logo a conhecer as causas dos problemas (interrupções de alimentação, falta de potência, ups constantemente em alarme,..) que eu considerei. Daí ter falado como solução compensação de factor de potência ou filtros de harmónicos.

E tenho em elevada consideração todas as opiniões

[gemini]

Ainda, pelo que já me apercebi e pelo que andei a ver, a melhor solução para isto passaria pela instalação de uma UPS por Quadro Parcial, o mais próximo das cargas não lineares...

...mas também se calhar ficaria economicamente mais viável colocar uma UPS já melhorzita por máquina, só que ai não se resolveriam os problemas não é? julgo eu!

já entrei em contacto com algumas empresas tb pra ver o que eles dizem, e de facto nenhuma apontou a instala~çao de condensadores...

vou dando novidades sempre que tiver!

[rebelocruz]

Boas

Fica aqui um documento para esclarecer algumas duvida do que é a compensação de energia.

[ohmico]

Boas

Fica aqui um documento para esclarecer algumas duvida do que é a compensação de energia.

Continuamos na mesma. Pelo descrito por GEMINI parece haver um problema, mas o que é apresentado é uma série de teorias sobre eventuais correcções de factor de potência e harmónicas.

Para complicar aparece agora um documento que se debruça sobre a correcção do factor de potência e ao mesmo tempo manda umas "bocas" sobre harmónicas.

Para que se chegue a alguma conclusão é necessário, como é evidente, que se perceba de que tipo de disparos estamos a falar, o que é que dispara, quando é que dispara, como está concebida a instalçação, etc.

Será que, nesta altura, já não interessa discutir os disparos que diz acontecerem, mas antes apreciar as soluções que lhe estão a tentar vender?

Não seria melhor apresentar um diagnóstico exacto do que está na realidade a acontecer, para que quem saiba e possa, contribua para o esclarecimento do problema?... ou serei eu que, menos dotado, não consigo entender o que se pretende.

[Checkmat]

Boas

Ohmico lá estás tu do contra

-Da origem destes problemas (harmónicos e factor de potência) já foi discutido e está correcto.
-Existem neste tipo de edificios? Sim, existem....
-Solução, ou melhor então, diagnóstico, também já falei anteriormente em colocar um analisador de energia e fazer uma análise dos resultados obtidos.... Mas, como o tópico é estabilizar corrente e tensão a solução vai passar quase de certeza por isto tudo que temos andado a falar.

gemini fala lá com os entendidos na materia e depois diz se obtiveste resultados, para dissipar estas duvidas todas.....

Um abraço