Aplicações em Bombas de Combate a
Incêndios: As bombas de combate a incêndios requerem considerações especiais
devido a seu status crítico e requisitos de normas especiais. O Código Elétrico
Nacional da América do Norte (NEC ) contém requisitos de limitação de queda de
voltagem de 15% na partida das bombas de combate a incêndios.
Este limite é imposto de modo que
os motores de partida suportem condições prolongadas com o rotor travado e que os
motores das bombas de combate a incêndios forneçam porque adequado para
acelerá-las até as rotações nominais para que obtenham as pressões e fluxos
nominais. O grupo gerador não precisa ser dimensionado para fornecer indefinidamente
os kVA com o rotor travado do motor da bomba de combate a incêndios. Isto
resultaria em um grupo gerador superdimensionado, o que poderia levar a
problemas de manutenção e confiabilidade de um grupo gerador subtilizado.
Sempre que um motor de partida
com voltagem reduzida for utilizado para um motor de bomba de combate a
incêndio, independentemente do tipo, considere uma capacidade de partida do
gerador através da linha. O controlador da bomba de combate a incêndios inclui
meios de partida da bomba através da linha, sejam eles manuais/mecânicos,
manuais/elétricos ou automáticos, no caso de falha de funcionamento do
controlador.
A capacidade de geração adicional
pode ser controlada, se desejado, através da instalação de controles automáticos
de desconexão de carga em cargas conectadas com baixa prioridade de modo que a
capacidade do grupo gerador em marcha lenta possa ser utilizada para essas
mesmas cargas. Os controles devem ser dispostos para desconectar as cargas
antes de dar partida na bomba de combate a incêndios.
Uma outra opção a considerar é
uma bomba de combate a incêndios acionada por um motor diesel em vez de uma bomba
com motor elétrico. A economia geralmente favorece as bombas acionadas por
motor elétrico. Desta forma, o sistema de proteção contra incêndios e o sistema
de energia de emergência são mantidos inteiramente separados.
Alguns engenheiros e seguradoras
acreditam que isto melhora a confiabilidade de ambos os sistemas. O custo de um
comutador de transferência para a bomba de combate a incêndios deve ser
evitado. O grupo gerador não precisa ser dimensionado para fornecer
indefinidamente os kVA de rotor travado do motor da bomba de combate a incêndios.
Isto poderá resultar em um grupo
gerador superdimensionado, o qual poderá apresentar problemas de manutenção e
confiabilidade por ser subtilizado.
Aplicações em Bombas de Combate a Incêndios
Tolerâncias da Carga de Voltagem
e Freqüência: A Tabela 3-9 resume as tolerâncias de várias cargas a oscilações
de voltagem e freqüência.
Potência Regenerativa: A
aplicação de grupos geradores para cargas acionadas por motor-gerador (MG),
tais como elevadores, guindastes e guinchos, requer a consideração da potência
regenerativa. Nestas aplicações, a descida do carro do elevador ou do guincho é
tornada mais lenta pelo motor-gerador que “bombeia” a energia elétrica de volta
à fonte para ser absorvida. A fonte normal de energia absorve facilmente a
energia “regenerada” por ser uma fonte de energia essencialmente ilimitada. A
energia produzida pela carga simplesmente serve outras cargas reduzindo a carga
atual da rede da fornecedora (principal). Por outro lado, um grupo gerador é
uma fonte isolada de energia que tem uma capacidade limitada de absorção da
potencia regenerativa.
A absorção da potência
regenerativa é uma função da potência de fricção do motor em rotação governada,
da potencia do ventilador, da fricção do gerador, das perdas nos enrolamentos e
no núcleo (a potência necessária para manter a saída do gerador na voltagem
nominal). A potência regenerativa do grupo aparece na Folha de Especificações do
grupo gerador recomendado e normalmente é de 10 a 20% da classificação de
potência do grupo gerador. (O gerador aciona o motor, que absorve energia
através das perdas por fricção.)
Uma classificação de potência
regenerativa insuficiente para a aplicação pode resultar em descida
excessivamente rápida de elevadores e sobre rotação do grupo gerador.
NOTA: Cargas regenerativas
excessivas podem causar rotação excessiva e desligamento de um grupo gerador.
As aplicações mais susceptíveis a este tipo de problema são pequenos edifícios
onde o elevador é a maior carga no grupo gerador.
Geralmente, o problema de
regeneração pode ser resolvido assegurando-se de que existam outras cargas
conectadas para absorver a potência regenerativa. Por exemplo, em pequenos
edifícios onde o elevador é a maior carga, a iluminação deve ser transferida
para o gerador antes da transferência do elevador. Em alguns casos, podem ser necessários
bancos de carga auxiliares com controles dos bancos de carga para ajudar a
absorver as cargas regenerativas.
Fator de Potência da Carga (FP):
Indutâncias e capacitâncias em circuitos de carga de CA podem fazer que o ponto
em que a onda senoidal da corrente passa através de zero fique adiantado ou atrasado
em relação ao ponto em que a onda de voltagem passa através de zero.
Cargas capacitivas, motores
síncronos superexcitados, etc., causam o avanço do fator de potência, onde a
corrente fica adiantada em relação à voltagem. O atraso do fator de potência,
onde a corrente fica atrasada em relação à voltagem, são os casos mais comuns e
resultam da indutância no circuito. O fator de potência é o co-seno do ângulo
que a corrente adianta ou atrasa em relação à voltagem, onde um ciclo senoidal
completo é de 360 graus.
Geralmente, o fator de potência é
expresso na forma decimal (0,8) ou como uma porcentagem (80%). O fator de
potência é a razão entre kW e kVA. Conseqüentemente:
kW = kVA x PF
Note que grupos geradores
trifásicos são classificados para cargas com FP 0.8 e grupos geradores
monofásicos para cargas com FP 1.0. Cargas que causam fatores de potência mais
baixos que aqueles para os quais os geradores são classificados poderão fazer
que se recomende um alternador ou um grupo gerador maior para alimentar a carga
corretamente.
As cargas reativas que provocam o
aumento do fator de potência podem ser problemáticas, causando danos aos alternadores,
às cargas ou ao equipamento de proteção.
As fontes mais comuns de aumento
do fator de potência são sistemas UPS levemente carregados que utilizam filtros
de harmônicos na entrada da linha ou dispositivos de correção do fator de
potência (bancos de condensadores) utilizados com os motores. As cargas que
aumentam o fator de potência devem ser evitadas com grupos geradores.
A capacitância do sistema
torna-se uma fonte de excitação do gerador e a perda do controle de voltagem
poderá tornar- se um problema. Comute sempre os condensadores de correção do
fator de potência ligando e desligando o sistema com a carga. Consulte Cargas
que Aumentam o Fator de Potência na seção Projeto Elétrico.
Cargas Monofásicas e
Balanceamento das Cargas: As cargas monofásicas devem estar distribuídas tão uniformemente
quanto possível entre as três fases do grupo gerador trifásico, a fim de utilizar
plenamente a capacidade do gerador e limitar o desbalanceamento de voltagem.
Por exemplo, um desbalanceamento de carga monofásica de apenas 10% pode exigir
a limitação da carga trifásica balanceada para não mais de 75% da capacidade
nominal.
Para ajudar a evitar
superaquecimento e falhas prematuras de isolamento em motores trifásicos, o
desbalanceamento de voltagem deve ser mantido abaixo do limite em 2% aproximadamente.
Consulte Cálculo do Desbalanceamento Permitido em Cargas Monofásicas na seção Projeto
Elétrico.
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