A resposta é a resposta padrão: depende. Nesse artigo, vamos explorar as funcionalidades da STS, suas aplicações, vantagens e desvantagens.
Static Transfer Switch – O que é
Static Transfer Switch é um dispositivo capaz de transferir a alimentação entre duas fontes distintas.
A transferência é feita em Break-Before-Make (desconectar antes de conectar). Apesar disso, o tempo de interrupção é de pouquíssimos milissegundos, assim mesmo as cargas mais sensíveis não são afetadas e continuam alimentadas normalmente.
Essa transferência só é capaz de agir tão rapidamente porque funciona através de componentes eletrônicos e estáticos (daí o nome!).
O unifilar de uma STS é o seguinte:
O diagrama acima mostra que uma STS é composta por tiristores em anti-paralelo para cada uma das fases e neutro de cada fonte. Além disso conta com 5 Disjuntores (ou seccionadoras) para manobras e proteção.
Atenção: Existem variantes no mercado de STS sem os dispositivos de proteção interno, isso significa que os 5 disjuntores precisam obrigatoriamente ser projetados, dimensionados e instalados externamente. Projetos que não incluem essas proteções nem de forma interna nem externa, estão objetivamente errados.
É vantajoso que os dispositivos estejam internos a STS pois estes poderão ser MONITORADOS pela própria controladora da STS
E para que serve? Como usa?
Primeiramente, deve-se conectar duas fontes A e B que devem estar sincronizadas
Então a STS vai monitorar ambas as fontes e sempre verificar se elas estão disponíveis, ou seja, com tensão e frequência dentro da tolerância.
Uma das fontes é configurada como prioritária e a carga então fica conectada a essa fonte em regime normal.
Se em algum momento, a fonte prioritária sair da tolerância, a STS transfere automaticamente para a outra fonte. Para isso, a fonte alternativa precisa já estar sincronizada!
Quando a fonte prioritária voltar para a tolerância, a STS transfere de volta de acordo com a sua configuração.
Então, em resumo, sua aplicação é: Na existência de 2 fontes sincronizadas, garantir que a carga fique alimentada em eventual falha em uma das fontes
Importante: A STS não faz o sincronismo ativamente, ela apenas verifica se a fonte alternativa está sincronizada
No contexto de Energia Crítica
Em um sistema com redundância 2N (toda a infraestrutura dobrada), idealmente pensamos que a carga será alimentada através de duas fontes independentes:
Acontece que muitas cargas possuem fonte única. Então para tentar aproveitar as vantagens de um sistema 2N, utiliza-se uma STS nessa forma:
A STS passa a ser essa interface que converte o sistema 2N para uma única saída.
É claro que esse efeito vem com algumas desvantagens que também precisam ser exploradas
- A STS passa a ser um ponto único de falha.
- Sistema de sincronismo passa a ser obrigatório.
- Sistema de sincronismo passa a ser ponto único de falha.
- O UPS da fonte alternativa precisa seguir a forma de onda da fonte principal invés de seguir o próprio by-pass, ou seja, seu próprio by-pass perde funcionalidades reduzindo sua confiabilidade
Com matemática…
Quando UPSs são de baixa/média disponibilidade em relação a STS:
Disponibilidade da fonte A: 99,99% (4 noves)
Disponibilidade da fonte B: 99,95% (3 noves) – redução por ser Slave
Disponibilidade da STS: 99,999% (5 noves)
A disponibilidade total vai ser dada por:
STS_ok AND (FonteA_ok OR FonteB_ok)
=99,9999%*(1-(1-99,99%)*(1-99,95%))
= 99,998995%
Aproximadamente 5 noves
Nota: esse sistema deveria ser considerado 4 noves. Porém, vamos fazer uma aproximação para fins didáticos.
Quando UPSs são de alta disponibilidade:
Disponibilidade da fonte A: 99,9999999% (9 noves)
Disponibilidade da fonte B: 99,99999% (7 noves) – redução por ser Slave
Disponibilidade da STS: 99,9999% (6 noves)
A disponibilidade total vai ser dada por:
STS_ok AND (FonteA_ok OR FonteB_ok)
=99,999%*(1-(1-99,9999999%)*(1-99,99999%))
= 99,999000%
5 noves
Veja que nesse caso, a STS se tornou o gargalo!
Em ambos os casos, a confiabilidade do sistema, se aproximará da confiabilidade da STS
Conclusão
A STS é uma estratégia que aumenta a confiabilidade quando estamos utilizando UPSs de baixa confiabilidade (UPS Standalones por exemplo), mas se torna um gargalo quando estamos utilizando UPSs de alta confiabilidade (UPS modulares descentralizados por exemplo).
Assim, para projetos existentes com UPS standalone, a STS pode ser uma estratégia de aumentar a confiabilidade.
Mas a melhor estratégia para projetos novos em relação a CONFIABILIDADE e em relação a CUSTOS, normalmente vai ser investir mais em UPSs e evitar o uso de STS.
