sexta-feira, 3 de julho de 2015

Porque é recomendável utilizar trafo-isolador em no-break´s modernos

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Falei em outro tópico sobre as novas tecnologias de no-breaks que reduziram tamanho, peso e aumentaram a eficiência energética entre outros. A grande maioria destes equipamentos vem para operação normal em 220 Vac o que facilita o uso em 220V/220V padrão de fábrica ( imagem 3 ).
Um aspecto também comentado se refere a sensibilidade elétrica como todo equipamento eletrônico e continuando neste tema vamos acrescentar um importante item e os porquês.
Tipo Toroidal largamente utilizado nos dias de hoje pelo tamanho e peso.
Dados também da Wikpedia Trafo-Isolador.

A configuração básica mostrada vem de uma longa pesquisa dos fornecedores, chegando até os dias de hoje, nos chamados no-break´s trifásicos modulares.
Alguns fatores agridem fortemente a nova tecnologia sendo preciso medidas adicionais para que ela suporte ás condições inóspita de nossa rede elétrica, também, deveremos observar os tipos de carga.
Como vimos no exemplo, os transistores de potencia do inversor praticamente estão conectados a saída de carga aumentando muito a eficiência, no entanto, com condicionais a ser levado em conta. Por exemplo;
Carga indutiva na saída não é recomendada, pois, podem gerar sobre-tensões reversas sobre a potencia . Isso pode danificar estes componentes, embora tenham diodos de proteção. Não é só isso, a possibilidade de interação com potenciais referenciados em outras alimentações oriundas de cabos de comando/remotas/aterramentos etc., gerando correntes indesejadas e danosas.
Exemplo:
Nesta configuração abaixo, já mostra 2 no-breaks de 12 kVA em paralelo redundante na parte superior. Em baixo, o trafo-isolador de entrada e os dois bancos de baterias, ocupando uma área de aproximadamente 70 cm 2. Uma coisa nem pensada no passado recente, dois no-breaks, bancos de baterias e trafo-isolador neste pequeno espaço e nesta potencia. Tem mais ainda, são encaixáveis nos Racks de informática podendo reduzir ainda mais o espaço útil utilizado do ambiente.
Vamos ás considerações:

A) Alimentação em 220 V fase/fase;
- Em tese não tem nenhum problema considerando que todas as fontes conectadas a este potencial sejam isoladas. No entanto, existem casos principalmente em conexões ligada a comunicações remotas ou telecomunicações, em que as fontes tenham proteção para um potencial muito alto, limitando  a diferença entre terra e neutro.

-Estações de rádio em que o equipamento esteja referenciado em outro terra de proteção.

- Rede de automação fabril em que no campo existam outros potenciais e ou aterramentos.

- Regiões em final de linha sujeitas a muitos transitórios, o trafo isolador é uma impedância a mais em série com a linha além de fonte de isolação galvânica..

- Locais sujeitos a sobre-tensões por chaveamento de máquinas de grande porte e acionamentos de bancos de capacitores, por exemplo, (o mesmo citado no item anterior).

B) Saídas em potenciais diferentes.
Considerando também uma alimentação 220V fase/fase, o trafo isolador pode ser colocado na saída do inversor modulando o enrolamento secundário para o potencial desejado ou ainda, reajustando a tensão de saída para que o potencial secundários seja o desejado.
Resolve o problema das cargas que de alguma forma estejam interagindo com outros potenciais, no entanto permanecem as sensibilidades da tensão de alimentação na entrada, exigindo a inclusão de Supressores e DPS, por exemplo.
  
C ) Equipamentos trifásicos;
È muito comum, considerando a subestação muito próxima, o uso de auto–trafos para compatibilizar tensões, no entanto  (Estes equipamentos trabalham, na potencia com tensões de 380 V até 440 Vac), quando ela tem origem na rede de alimentação da concessionária  convencional sempre é recomendável o uso de trafo-isolador na entrada.
 Como foi dito acima, a isolação galvânica além de limitar  a interferência dos ruídos elétricos vai isolar o novo neutro da rede elétrica. Estes benéficos serão transmitidos a toda eletrônica do no-break, fornecendo também uma alimentação muito mais estável e segura ao consumidor. Se tiver blindagem eletrostática é mais um ponto a favor, pois vai barrar os ruídos de RF e de alta freqüência oriundos externamente.

No-break´s modulares de 120 Kva. Para operação em paralelo redundante
Trafo-Isolador D/Y 440V/380 Vac.
Para a rede, o trafo-isolador serve como uma impedância limitando os picos de corrente e ruídos do chaveamento (harmônicos) na potencia do retificador refletido na rede.
A configuração Triangulo (Primário) / Estrela (Secundário) oferece vantagens elétricas importantes na sua aplicação;
1- Desbalanceamento da corrente de carga secundária se refletira no primário com mais equilíbrio.
2- Se por acaso, ocorrer um desnível de tensão na entrada, na saída secundária a tendência será de mais equilíbrio também.

Nota:
Esta configuração apresenta um defasa mento elétrico entre o primário e o secundário de 30 graus elétricos, portanto, alguns cuidados para quem lida com no-break´s.
 A primeira seria alimentar o circuito de by-pass do mesmo trafo-isolador utilizado na alimentação do no-break.
A Segunda, não tendo isso, alimentar com outro trafo-isolador D/Y com o neutro referenciado no mesmo aterramento que serve ao trafo de alimentação do no-break.
Sem estas condições o no-break não sincronizará com a rede via by-pass além de flutuações de potencias entre os dois terras quando não equalizados.
O diagrama pode ser ao contrario, alimentação de entrada primária no Triangulo e saída na Estrela como secundário, unindo-se o comum no terra gerando o neutro isolado.
Trafo-isolador trifásico  comercializado no mercado nacional.
Outra consideração, embora isso seja também uma carga em série na linha e por consequência uma alteração no fator de potencia, os benéficos compensam tudo com aumentando da segurança elétrica.

“No-breaks de tecnologias antigas costumavam vir com dois trafos-isoladores para completar o duplo conversor, o de entrada e o de saída no inversor”.
Nos dias de hoje nem sempre isso é necessário, mas sempre deveremos ver as especificidades dos locais e das cargas.
No-break antigo ASEA de 200 KVa, tinha cerca de 7 metros de comprimento e dois trafos isoladores.
Porque estamos falando nisso?

Acompanhando o quadro de manutenções corretivas, tem se observado que em alguns locais tem ocorrido um índice maior de corretivas e reparos importantes de módulos e circuitos de potência, comumente todos interligados. Quando se vai analisar “o por que” disso sempre se encontra anormalidades na instalação, tipo de rede alimentadora, falta de proteção contra sobre-tensões e tipos de cargas.

Eu sempre cito uma instalação de um pequeno no-break de 3 Kva em que o índice de falhas era tão alto que foi necessário trocar a tecnologia. Mesmo assim o novo equipamento também voltou apresentar as mesmas falhas do anterior. Isso nos levou a concluir que era algo externo e foi resolvido com um filtro RF/MFI duplo PI que nós mesmos projetamos e instalamos no local. Também tenho observado que alguns dos equipamentos produzidos para o mercado brasileiro, já vem equipados com filtros desses para a entrada e saída adicionados com varistores.
Filtro RF/MFI + Varistores produzido para sanar o problema citado acima..
Com um mercado competitivo em que cujos custos são importantes para se ter um preço final bom, sempre é deixado de lado adição de trafos-isoladores que vai acabar encarecendo o produto final. Entende-se bem isso, mas ás vezes vale a pena o uso da ética e recomendar para certos tipos de instalação como foi dito acima, adição de trafos-isolador e supressores tipo DPS ou nos casos mais críticos filtros tipo RF/MFI/Supressores de surto. Fica aí a minha dica para aumentar a confiabilidade e a segurança funcional destes novos equipamentos  e que se possa usufruir de toda tecnologia disponível. de sensoriamento e supervisão remota.

Não estamos dizendo que não é correto o uso sem trafo-isolador e sim, dizendo que precisamos identificar quando é necessário analisando os aspectos elencados acima e seus benefícios correspondentes.

Assuntos Correlatos:




Todas as imagens mostradas neste tópico foram retiradas da internet onde estão disponíveis para o público em geral.


J.A.

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