Instalação Elétrica como um Objetivo
É importante entender que a instalação elétrica não é só um conjunto de quadros cabos e disjuntores. Ela existe para um propósito simples que é trazer energia a cargas elétricas.
E para isso, precisa de uma infraestrutura dedicada com especificidades que variam de acordo com o cada tipos de carga. Já comentamos sobre classificação de cargas críticas aqui.
Vamos agora entender que essa instalação vai naturalmente gerar necessidades de otimização.
Projeto e Redundância
Redundância é a capacidade de suportar falhas.
Um bom projeto, considera que instalações estão sujeitas a falhas, mas possui estratégias para que mesmo quando uma falha ocorra, os prejuízos sejam mitigados ou eliminados.
As redundâncias são consideradas sempre horizontalmente, isto é: um UPS pode ser redundante de um outro UPS, mas não se considera que um UPS é redundante de um Gerador por exemplo.
Assim, segue algumas estratégias de redundância:
Para transformadores
• Evitar transformadores únicos
• Substituir por mais transformadores em paralelo com potência reduzida
• Utilizar estratégias em N+1
Apesar de não ser uma redundância automática, isso permite operações e manobras rápidas para reestabelecimento da energia. Nota-se que normalmente a potência nominal de projeto é sobredimensionada. Ao preparar redundâncias, pode-se aliviar esse sobredimensionamento!
Para Geradores
• Evitar geradores únicos
• Substituir por mais geradores em paralelo-redundante com potência reduzida
• Utilizar estratégias em N+1
• Integrar sistemas de sincronismo para múltiplos geradores e rede
• Possuir QTAs com Bypass Manual
A principal lógica de redundância de um gerador ocorre nos QTAs (ATS). Utilizar estruturas robustas como QDGs em CCMs representa um ganho de confiabilidade elevado.
Para UPS
• Evitar UPSs únicos
• Evitar UPSs standalone (monolítico) ou modular centralizado
• Utilizar UPSs modulares descentralizads
• Utilizar estratégias N+1
• Utilizar bancos de bateria redundantes
• Utilizar UPSs com barramentos para baterias independentes
UPSs e suas baterias são os sistemas mais sujeitos a falhas de todos os anteriores, é onde se merece investir maior atenção. É muito comum encontrar sistemas UPS com falsa redundância (com potência “redundante”, mas sem capacidade de tolerar falha!).
Quadros de Entrada, Saída e Bypass para UPS devem permitir manobras manuais, e transferências sem interrupção, mesmo caso o UPS seja descomissionado completamente. Não devem ser utilizadas chaves rotativas, e devem ser evitadas chaves telecomandadas que não permitam manobra local.
Para Quadros
• Identificar se permitem parada para manutenção ou se nunca podem ser desligados!
• Utilizar estratégias adequadas de circuito duplo quando se justificar
Atenção para não criar complexidade desnecessária, cara e de difícil manutenção!
Para Estabilizadores
• 99% dos casos: não usar!
Estabilizador é tecnologia obsoleta e tem utilidade apenas para casos MUITO específicos, mas não relacionados a CONFIABILIDADE energética
Para STSs
• 99% dos casos: Não usar!
STS é uma tecnologia utilizada para contornar problemas de UPSs de baixa qualidade. A melhor solução é projetar o UPS corretamente. UPSs adequados (em N+1) terão confiabilidade superior a sistemas com STS (mesmo sendo em 2N)!
A presença de STSs são indicativos para erros de projeto.
Integração
Quando falamos de integração, estamos falando também de monitoramento e automação.
O primeiro ponto é monitorar os pontos críticos, em ordem de prioridade:
1) UPSs
2) Baterias para UPS
3) Geradores
4) QTAs dos Geradores e Rede (ou QGBT)
5) Baterias para Geradores
6) Transformadores críticos [Opcional]
7) Quadros críticos [Opcional]
8) Transformadores comuns [Opcional]
9) Quadros comuns [Opcional]
Em seguida, realizar automações, como por exemplo:
Automações entre UPS e Gerador
• Sinal “Gerador está Ligado” para UPS:
o Bloqueio de recarga de bateria
o Bloqueio de by-pass (a depender da qualidade de energia do gerador)
• Sinal “UPS está sem redundância” para Gerador:
o Partir o Gerador (sem transferir)
Automações entre UPS com quadros de UPS:
• Sinal “Bypass externo fechado” para UPS
o Transferência forçada do UPS para by-pass estático
• Sinal “Seccionadora Saída Aberto” para UPS (para sistemas paralelos)
o Desconecta o gabinete UPS do paralelismo
Automações entre UPS e Transformadores (evitar inrush):
• Automação para partida de transformadores de saída do UPS de forma não simultânea.
Automações entre UPS e cargas de TI:
• Sinal “Bateria do UPS chegando ao fim!”
o Cargas iniciam processo de desligamento programado
Sistemas UPSs, por conceito, não devem usar toda a capacidade de sua bateria, mas caso ocorra, é melhor que os desligamentos sejam feitos controladamente invés de que aconteça de forma abrupta.
Automações entre UPS e Quadros por nível de prioridade
• Sinal “Nível restante de bateria”:
o Quadros menos prioritários desconectando primeiro para estender a autonomia aos quadros mais prioritários.
Autonomia
A autonomia deve estar nos Geradores e não no UPS!
As baterias do UPS não devem ser dimensionadas com o objetivo de armazenar energia para longos períodos. Vale mais a pena investir em gerador confiável! Fica mais barato, ocupa menos espaço e é mais simples!
Conclusão
Todas as Sinergias de otimizações são opcionais. Mas não as realizar traz custos técnicos e financeiros.
As otimizações devem ser todas justificadas, seja para sua implementação, mas também para sua ausência! Se a instalação não está otimizada e sem justificativa, isso é um erro grosseiro.
