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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS SÃO JOSÉ
CURSO DE ENGENHARIA DE TELECOMUNICAÇÕES
MARCUS VINICIUS BUNN
RELATÓRIO FINAL
Orientador: Prof. Pedro Armando da Silva Jr.
FLORIANÓPOLIS
DEZEMBRO DE 2012
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1- Analisador CW-240 ...................................................................................... 5
Figura 2- Gráfico da potência ativa na Subestação ..................................................... 6
Figura 3 - Gráfico das correntes na Subestação ......................................................... 6
Figura 4 - Quadros de cargas analisados ................................................................... 8
Figura 5 - Gráfico Potência QD9 ................................................................................. 9
Figura 6 - Gráfico das correntes QD9 ......................................................................... 9
Figura 7 - Gráfico da potência QD8 ........................................................................... 10
Figura 8 - Gráfico das correntes QD8 ....................................................................... 10
Figura 9 - Gráfico da potência QD7 ........................................................................... 11
Figura 10 - Gráfico das correntes QD7 ..................................................................... 11
Figura 11 - Gráfico da potência QD3 ......................................................................... 12
Figura 12 - Gráfico das correntes QD3 ..................................................................... 12
Figura 13 - Gráfico da Potência QD1 ........................................................................ 13
Figura 14 - Gráfico das correntes QD1 ..................................................................... 13
Figura 15 - Potências máximas ................................................................................. 14
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 4
3 MEDIÇÕES NA SUBESTAÇÃO ............................................................................... 5
4 MEDIÇÕES NOS QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO .................................................. 7
4.1 Medição no QD9 ............................................................................................... 9
4.2 Medição no QD8: ........................................................................................... 10
4.3 Medição no QD7: ........................................................................................... 11
4.4 Medição no QD3: ........................................................................................... 12
4.5 Medição no QD1: ........................................................................................... 13
5 CONCLUSÃO ......................................................................................................... 15
1 INTRODUÇÃO
Acidentes naturais ou de origem humana podem comprometer a
disponibilidade da rede de energia comercial. Tais acontecimentos acarretam em
prejuízos pela interrupção no processo de produção, na perda de dados e de
informações.
Na falta de energia há a necessidade de um sistema emergencial que
seja acionado mediante tal acontecimento, mantendo a alimentação elétrica
enquanto o sistema não retorna ao seu funcionamento normal.
Mediante a isto foi lançado um edital pelo IFSC para a compra de três
geradores de emergência, um deles com possibilidade de destino para o Campus
São José. Sendo necessário, portanto, um estudo para analisar o sistema elétrico
do Campus de modo a avaliar os perfis das cargas e as propostas de circuitos a
serem atendidos por um destes geradores.
O presente relatório tem como objetivo demonstrar as atividades
elaboradas durante o estudo e apresentar seus resultados.
5
3 MEDIÇÕES NA SUBESTAÇÃO
` Primeiramente foi necessário um estudo e adaptação com o equipamento
que iríamos utilizar. O equipamento em questão é um analisador de energia da
empresa Yokogawa, modelo CW-240, mostrado na imagem seguinte.
Figura 1- Analisador CW-240
Provando-se um equipamento eficaz e de fácil utilização, foram iniciadas
as coletas de dados. Inicialmente não se tinha conhecimento se o gerador poderia
alimentar todo o campus, o que ocasionaria na não seleção de circuitos especiais.
As medições seriam realizadas por uma semana, visando encontrar o perfil da carga
total da edificação. No entanto, estava acontecendo no campus uma amostra
científico cultural, tornando esta uma semana atípica aos padrões de demanda de
energia. Além disso, nos primeiros dias das medições uma forte onda de calor
atingiu todo o estado. O aumento da temperatura ambiente foi responsável pelo
acionamento de vários condicionadores de ar, elevando a potência demandada.
Sendo necessário, portanto, continuar as medições por mais alguns dias, totalizando
um período próximo há três semanas.
Os resultados das medições estão apresentados nos gráficos a seguir.
6
6
Figura 2- Gráfico da potência ativa na Subestação
Figura 3 - Gráfico das correntes na Subestação
208,7
0
50
100
150
200
250
25/11 27/11 29/11 01/12 03/12 05/12 07/12 09/12 11/12 13/12
P(k
W)
Potência Ativa
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
25/11 27/11 29/11 01/12 03/12 05/12 07/12 09/12 11/12 13/12
I(A
)
Correntes
I1
I2
I3
7
7
Antes de se analisar os resultados, algumas colocações são necessárias.
Para melhor apresentação no gráfico os valores das potências estão apresentados
em kilowatts. A potência do gerador a ser adquirido é de 100 kVA / 80 kW.
Percebe-se que no dia 7 de dezembro de 2012 obteve-se a leitura da
maior potência, ultrapassando os 200 kW, mais precisamente 208,7 kW. Isto excede
em mais que o dobro da capacidade da potência fornecida pelo gerador.
Observando com mais detalhes, mais de 50% da área do gráfico se encontra acima
da linha dos 80 kW, o que por sua vez, já supera os limites do gerador, pois ele
estaria trabalhando acima de sua potência máxima.
Em caso de emergência o gerador deveria ser utilizado para alimentar
apenas alguns circuitos específicos, visto que não teria a capacidade de alimentar
todo o campus.
4 MEDIÇÕES NOS QUADROS DE DISTRIBUIÇÃO
Para identificar de quais quadros partem os alimentadores das principais
cargas foram consultadas as plantas e diagramas do projeto elétrico do campus.
As cargas mais significativas foram identificadas, juntamente com seus
respectivos quadros de distribuição. A tabela abaixo apresenta a discriminação das
cargas por alimentador, localizado no quadro de distribuição geral da subestação.
8
8
Alimentador Cargas
QD9
• Sala dos Servidores
• Equipamentos rede RNP
• Iluminação
QD8
• Cantina
• COINF – Lado1
• Iluminação
QD7
• Orientação de turno
• Biblioteca;
• Guarita.
• Iluminação
QD3
• Sala dos professores
• COINF- Lado 2
• Iluminação
QD1
• Cozinha
• Direção
• Coordenação
• Iluminação
Figura 4 - Quadros de cargas analisados
Escolhidos tais circuitos, tornou-se necessário a leitura dos perfis de cada
carga, visando avaliar sua demanda e se o gerador teria capacidade para alimentar
todas elas. As medições nos circuitos foram realizadas durante 24 horas e as
leituras obtidas em cada quadro estão apresentadas a seguir. Em cada gráfico de
potência se destacada o valor da potência máxima no período de medições.
9
9
4.1 Medição no QD9
Figura 5 - Gráfico Potência QD9
Figura 6 - Gráfico das correntes QD9
8,99
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11/12 16:00 11/12 22:00 12/12 4:00 12/12 10:00 12/12 16:00
P (
kW
)
Potência
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
11/12 16:00 11/12 22:00 12/12 4:00 12/12 10:00 12/12 16:00
I(A
)
Correntes
I1
I2
I3
10
10
4.2 Medição no QD8:
Figura 7 - Gráfico da potência QD8
Figura 8 - Gráfico das correntes QD8
12,84
0
2
4
6
8
10
12
14
12/12 12:00 12/12 18:00 13/12 0:00 13/12 6:00 13/12 12:00 13/12 18:00 14/12 0:00
P(k
W)
Potência
0
5
10
15
20
25
30
35
12/12 12:00 12/12 18:00 13/12 0:00 13/12 6:00 13/12 12:00 13/12 18:00 14/12 0:00
I(A
)
Correntes
I1
I2
I3
11
11
4.3 Medição no QD7:
Figura 9 - Gráfico da potência QD7
Figura 10 - Gráfico das correntes QD7
14,37
0
2
4
6
8
10
12
14
16
13/12 12:00 14/12 12:00 15/12 12:00 16/12 12:00 17/12 12:00
P(k
W)
Potência
0
5
10
15
20
25
30
13/12 0:00 14/12 0:00 15/12 0:00 16/12 0:00 17/12 0:00 18/12 0:00
I (A
)
Correntes
I1
I2
I3
12
12
4.4 Medição no QD3:
Figura 11 - Gráfico da potência QD3
Figura 12 - Gráfico das correntes QD3
29,8
0
5
10
15
20
25
30
35
17/12 0:00 17/12 12:00 18/12 0:00 18/12 12:00 19/12 0:00 19/12 12:00 20/12 0:00
P(k
W)
Potência
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
17/12 0:00 17/12 12:00 18/12 0:00 18/12 12:00 19/12 0:00 19/12 12:00 20/12 0:00
I(A
)
Correntes
I1
I2
I3
13
13
4.5 Medição no QD1:
Figura 13 - Gráfico da Potência QD1
Figura 14 - Gráfico das correntes QD1
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
19/12 12:00 19/12 18:00 20/12 0:00 20/12 6:00 20/12 12:00
P(k
W)
Potência
0
5
10
15
20
25
30
35
19/12 12:00 19/12 18:00 20/12 0:00 20/12 6:00 20/12 12:00
I(A
)
Correntes
I1
I2
I3
17.8
14
14
Somando-se tais valores, encontramos qual será a potência máxima que
os circuitos poderão exigir do gerador, e por sua vez, saber se o gerador tem
capacidade para alimentá-los.
Seguem os valores:
Quadro Potência máxima (kW)
QD9 8,99
QD8 12,84
QD7 14,37
QD3 29,8
QD1 17,8
TOTAL 83,8
Figura 15 - Potências máximas
Cabe destacar que alguns quadros de distribuição estão com as correntes
de fase desbalanceadas, necessitando que se faça uma revisão no sistema para
que não haja operação do disjuntor por sobre corrente em uma das fases.
15
15
5 CONCLUSÃO
As medições nos quadros de distribuição dão uma ideia de quais cargas
poderão ser alimentadas pelo gerador. A potência somada de todas elas supera a
potência fornecida pelo mesmo, sendo necessário fazer uma escolha das cargas
prioritárias. De forma provisória, sugere-se, considerando que o gerador seja de
80 kW, que as cargas a serem alimentadas prioritariamente sejam as destacadas na
tabela a seguir:
Quadro Cargas Potência máxima (kW)
QD9
� Sala dos Servidores
� Equipamentos rede RNP
� Iluminação
8,99
QD8
� Cantina
� COINF – Lado1
� Iluminação
12,84
QD7
� Orientação de turno
� Biblioteca
� Guarita
� Iluminação
14,37
QD3
� Sala dos professores
� COINF- Lado 2
� Iluminação
29,8
Total 66,00
Figura 16 - Quadros de cargas a serem alimentados p elo gerador.
Um gerador de emergência irá trazer uma grande segurança ao campus.
Situações que antes exigiam a interrupção das aulas, a falta de iluminação e a
queda da rede de computadores serão solucionadas. Sugere-se que se faça uma
adequação nos quadros de distribuição e alimentadores de forma que, além das
cargas prioritárias, todo o sistema de iluminação seja atendido pelo gerador de
emergência.
