Reguladores centralizados de fluxo: erros e omissões

ELECTRICIDADE E ELECTRÓNICA
acções de formação e iniciativas para aquisição de novas
competências pelas empresas nas áreas da comunicação e
marketing, desenvolvimento do produto, etc.».
Modesto Castro não tem dúvidas: «os resultados do
sector reflectem esse esforço pois a respectiva quota
exportadora passou de pouco significativa no final
dos anos 90 para se encontrar hoje acima dos 60%».
Por fim, realça que «analisar o potencial dos mercados a
explorar, estudar as tendências e investir em desenvolvimento
de produto, através da aposta em novos materiais e eficiência
energética são, actualmente as recomendações para as
marcas que pretendam exportar, tornando-as mais desejadas
pelo mercado internacional».
Dados estatísticos do sector
- 100 Empresas
- 2500 Postos de trabalho
- 45% Micro empresas
- 40% Pequenas empresas
- 15% Médias empresas
- Cerca de 100 milhões € exportações em 2012
[aumento de 25% face a 2011]
- Q uota exportadora ronda os 60% do volume de facturação
- Principais mercados: França, Reino Unido, Alemanha,
Angola, Rússia, Europa de Leste
Reguladores centralizados
de fluxo: erros e omissões
Texto_Alberto Van Zeller [Vice-Presidente do CPI]
Com a crise em que Portugal está mergulhado há alguns
anos, o sobreendividamento de uma grande parte dos municípios e a forte sensibilidade de todos intervenientes no
processo de iluminação pública, para uma maior a eficiência energética, começaram a surgir vários players, novas
e «novas» tecnologias, soluções, etc., todas prometendo
Viou
- menos,
Ventilador
de de
caudal
mais
poupança
energia.
variável (1000-3000 m3/h)
Umas, passam por tirar o que existe e colocar novos
Caudal
3000
1000
equipamento e outras passam por aproveitar o que existe,
Potência eléctrica
100%
<10%
substituindo um ou mais componentes para uma maior
poupança de energia.
Uma das soluções mais apontadas é a instalação de armários reguladores de fluxo.Lisboa - tel. 214 203 900
Vi - Ventilador
de caudal
de
movimento ou
de
luz
- Detector de movimento
ou comutador
de luz
DM - Detector
DM comutador
variável (1000-3000
m3/h)
RC - Regulador
RC - Regulador de caudal de ar
de caudal
de ar
independente da pressão - Série
VFC
independente
da pressão - Série VFC
Caudal
3000
1000
TDF - Difusor rotacional
TDF - Difusor rotacional
Potência eléctrica de100%
<10%
P - Transmissor
pressão
diferencial
P - Transmissor de pressão diferencial
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O Instalador Mar’14 www.oinstalador.com 51
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ELECTRICIDADE E ELECTRÓNICA
Iluminação
São dispositivos que estabilizam e reduzem
a tensão de alimentação ao conjunto lâmpada-reactância, obtendo-se diminuições
de potencia em torno de 40% para reduções
de fluxo luminoso da lâmpada, aproximadamente de 50%.
São normalmente utilizados no início do
circuito de iluminação pública.
Existem dois tipos de tecnologias, os
electromecânicos, que são aqueles que
para realizar as funções de regulação e
estabilização utilizam elementos móveis,
tais como motorredutores, escovas, contactores, etc.
Ao terem elementos móveis, este tipo de
regulador é susceptível de maiores custos
operacionais e mais avarias provocadas
por desgaste e nalguns casos à introdução
de harmónicos na rede.
E os estáticos que para realizar as referidas
funções, só utilizam elementos ou componentes estáticos, isto é, não têm peças móveis, razão pelo que os seus componentes
têm mais duração e o seu funcionamento é
mais fiável.
Como referi anteriormente, a missão principal destes armários é a de estabilização
e redução de tensão, mas cada fabricante
tenta introduzir diferentes funções complementares, como por exemplo curvas em
rampa de distintas formas para a ligação
a frio ou a quente, protecções ou dispositivos de segurança, elementos de manobra,
medida, telecontrolo, etc.
As maiores vantagens destes dispositivos
de redução são a estabilização de tensão
e desta forma aumentamos a vida útil das
lâmpadas e mantemos o consumo estável,
principalmente em redes instáveis. Com
as lâmpadas de sódio alta pressão, uma
subida de tensão de 10% corresponde a um
aumento de potência de 25%.
Por outro lado ao serem instalados no início da linha e junto a aparelhagem de corte
ou manobra, permitem uma intervenção
única, relativamente fácil, sem que se precise de uma intervenção em cada um dos
pontos de luz associados ao circuito.
A experiência em Portugal nos últimos
anos de aplicação, destes aparelhos é bastante negativa, por várias razões, sendo a
maior a de ausência de manutenção.
A grande maioria deles está em Bypass,
não reduzindo coisa nenhuma.
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O Instalador Mar’14 www.oinstalador.com
Não é minha intenção neste artigo, escalpelizar o principio de funcionamento dos
diversos tipos de reguladores ou as características construtivas de cada um mas sim
alertar os decisores de alguns dos estudos
de «eficiência energética» que me têm
chegado à mão com recurso a contas mal
feitas, por desconhecimento seguramente,
em que conseguem extrair destes reguladores verdadeiros milagres de eficiência e
poupança de energia.
Que fique claro que os reguladores são
uma das soluções possíveis entre muitas
outras para uma redução de energia e em
alguns casos a mais sustentável, tendo em
conta as circunstâncias do circuito em que
vai intervir no entanto, é necessário que essas utilizações se justifiquem com critérios
reais e comparações correctas para que o
decisor possa decidir qual a solução mais
rentável e sustentável para a sua instalação
de iluminação pública.
Com base na experiência em vários países
que há muito instalam este tipo de dispositivos e se está a pensar em adquirir este
tipo de sistemas para o seu sistema de IP
deve ter presente o seguinte:
1. Em Portugal a tensão nominal é
de 230 V e se o circuito estiver bem
dimensionado e tudo a funcionar correctamente, a sua poupança, para uma
passagem aio nível reduzido prevista
à meia-noite, não ultrapassará os 25%,
na melhor das hipóteses, repito.
2. Deverá certificar-se se a rede está bem
dimensionada, qual o factor de potência real e se tem fases equilibradas.
3. Não se esqueça que uma lâmpada de
vapor de sódio alta pressão e dependendo do fabricante, não deverá ser
sujeita a uma redução inferior 180 V,
normalmente andará num intervalo
entre os 187 V e os 183 V, para um
sistema de rede de alimentação/balastro/ lâmpada de 230V. Para as de
vapor de mercúrio são 195 V.
4. Daqui resulta, que para o cálculo das
poupanças, deve considerar as quedas
de tensão admissíveis porque senão
correrá o risco de algumas luminárias
do fim de linha não acenderem.
5. Tenha presente que uma lâmpada
vapor de sódio alta pressão envelhece porque a tensão de arco deste tipo
lâmpada vai subindo 2 V por cada
1000 horas de funcionamento a que
acresce outros factores que podem
conduzir a um incremento maior da
tensão de arco, como as variações
de tensão, mau posicionamento do
tubo de descarga no ref lector, o mau
dimensionamento da luminária
quanto à garantia de uma correcta
temperatura de funcionamento da
lâmpada, que pode levar a que esta
tensão de arco suba muito rapidamente, levando a um encurtamento
da vida útil da mesma.
6. Acontece que esta subida implicará
que, em caso de instalar um regulador, este ao entrar no nível reduzido,
as lâmpadas do final de linha vão se
apagando, obrigando a ter que elevar
a tensão do nível de redução e consequentemente a menores poupanças.
7. Resumindo, devido ao envelhecimento da lâmpada, o nível de poupança
não é o mesmo ao longo do tempo,
isto se quiser que todas as lâmpadas
estejam ligadas.
8. Esta é a razão porque as lâmpadas
quando estão no final da sua vida,
entram num ciclo de ligar e desligar a
que se chama relamping.
9. Esta situação, atira-nos para outra questão bastante importante, é que a maioria dos projectos que tenho visto com
utilização de reguladores, apresentam
poupanças de 40% e nalguns casos já vi
de 45%, insisto em regime de redução,
ora isso só será possível se as lâmpadas
forem novas mas como na prática isso
não acontece, essa condição não se verifica. Em boa verdade ao considerarem
este nível de poupança em regime de
redução deveriam incluir nas contas, a
instalação de novas lâmpadas e portanto há que contar com o investimento de
uma intervenção ponto a ponto.
10. Outra situação que deve ter presente, é que deve ser reflectida nas tais
contas que justificam as poupanças, o
rendimento do armário regulador, um
bom regulador andará nos 95%. Não
me lembro de as ter visto nos projectos
que tive conhecimento.
11. Importante lembrar os custos de manutenção associados, mesmo que lhe
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www.eaton.eu
Protecção diferencial digital –
começou uma nova era.
O futuro já começou.
Para nós, a inovação é tradição: em 1957 o segmento Moeller da Eaton desenvolveu o primeiro aparelho de protecção
diferencial e, com isso, começou uma nova era da engenharia em segurança eléctrica. Hoje, a Eaton continua à frente do seu
tempo: a nova gama de protecção diferencial digital da série Eaton xEffect comunica possíveis problemas com antecedência e
estabelece novos padrões em termos de precisão, segurança e continuidade de serviço. Moeller é Eaton.
Verde
Se o sistema estiver a funcionar com uma
corrente de fuga diferencial entre 0 e 30%
da sensibilidade, o LED verde indica que o
estado é o adequado.
Amarelo
O LED amarelo indica uma corrente residual
entre os 30 e 50% da sensibilidade do
diferencial. Antes de toda a instalação
eléctrica ser afectada, podem ser tomadas
medidas preventivas no circuito em falha.
Vermelho
 Ideal para monitorização do sistema graças à
informação preventiva
 Monitorização continua dos processos de fabrico
 Clara indicação do estado dos aparelhos com
LEDs tricolores
 Intervalos maiores entre manutenções
 Tão fácil de instalar como um aparelho diferencial
convencional
Quando o LED vermelho se acende, a
corrente de fuga já é superior a 50% da
sensibilidade do diferencial. Portanto, o
sistema está num estado crítico - o RCCB
digital só dispara se a corrente diferencial
continuar a aumentar.
Veja o nosso video no YouTube “xEffect – Digital MCBs from Eaton”
Mais informações em www.eaton.eu
A nova Série Digital xEffect
O Instalador Mar’14 www.oinstalador.com 53
ELECTRICIDADE E ELECTRÓNICA
Iluminação
atirem com valores de 80/100 mil horas sem intervenção. Se for um sistema electromecânico, haverá desgaste
dos contactos do contactore, bobines
de chamada, etc. e estes componentes
não duram 80 mil horas. Se for um
estático, carregado de condensadores
electrólitos entre outros componentes, não durarão este n.º de horas isto
para não falar de possíveis fenómenos
transitórios na linha.
12. Dificilmente se conseguirá retornos
financeiros para armários com potências inferiores a 10 KVA porque os
sistemas de controlo e comunicação
[no caso de haver] é o mesmo para
qualquer potência.
13. Na Europa não há uma norma
específica para reguladores
de f luxo apesar de alguns países
terem criado uma para
o seu mercado. O exemplo disso
é a Espanha em que a AENOR
certifica com marca ENEC, armários regulados sob a norma EA0033
de 2008. A maioria dos armários
comercializados em Portugal são
daquele países e poderá exigir esta
certificação a reguladores fabricados
em Espanha
14. Em Portugal, a EDP fez uma
especificação interna dedicada
aos reguladores de f luxo,
a DMA-C71.400/N de Julho 2011.
15. Para o caso de armários que não
estejam homologados pela EDP ou
apresentação certificado ENEC,
que ao menos cumpram partes da
EN60439, «conjuntos de aparelhagem de baixa tensão», as normas
associadas à compatibilidade electromagnética EN55015, EN60555
P2 e EN61000.3.2 respeitante a
perturbações na rede [harmónicos
e limites] e ainda a EN61547 sobre
requisitos de imunidade electromagnética.
Como complemento, apresento um exemplo de cálculo das poupanças com a introdução de armários reguladores de fluxo.
EXEMPLO DE CÁLCULO
Localização Geográfica: Lisboa 38º 43´ N 9º 08´ W
Assumimos que a iluminação é controlada por um relógio
astronómico, modificando alvorada e ocaso diários, sendo
ligada e desligada com o pôr-do-sol e o nascer do sol, respectivamente.
Horas totais ano de iluminação: 4308 horas
Assumimos que a iluminação está programada para, diariamente, às 0h00 passar a funcionar num nível reduzido. Com
este programa os horários de funcionamento anuais serão
distribuídos da seguinte forma:
Horas/ ano em potência nominal: 1727
Horas/ ano em potência reduzida: 2581
Assumimos que a instalação tem 162 lâmpadas de 150W,
com 54 lâmpadas uniformemente distribuídas em cada fase.
O regulador apropriado seria um com potência nominal de
30KVA, e 95% de rendimento e tensões de saída (nominais
e reduzidas) adequadas às tensões nominais dos balastros
associados às lâmpadas.
Nota: Há muitos anos que os fabricantes de balastros
electromagnéticos, para certificá-los com a marca «ENEC»,
desenham e fabricam estes mesmos balastros para tensões
de rede de 230V. Portanto, para um correcto funcionamento
das lâmpadas, as tensões de saída do regulador devem ser de
230V em nível nominal e de 183V em nível reduzido, acrescendo a correcção necessária para compensar a queda
de tensão ao longo da linha.
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Em muitas ocasiões, para obter maiores poupanças, alguns
fabricantes de reguladores fixam a tensão de saída nos 220V
e 175V, quando a tensão nominal da rede é de 230V. Embora
esta prática possa conduzir a uma maior poupança no regime
máximo, quando se passa ao regime de tensão reduzida a
vida destas lâmpadas será diminuída, provocando uma troca
de lâmpadas mais frequente e maiores custos operacionais.
Tenha em mente que deste modo, o fluxo luminoso emitido
pelas lâmpadas é menor do que o nominal.
A potência consumida pelo conjunto de lâmpada (150W)
e balastro quando este está a funcionar à tensão nominal
é de 168W no primeiro nível e 101W no nível reduzido.
Se incrementamos a tensão de saída do regulador em 3% para
compensar as quedas de tensão, e como supusemos
que as mesmas se repartem uniformemente ao longo da linha,
podemos admitir que metade das lâmpadas funcionará com
uma sobretensão de 3% e a outra metade à tensão nominal.
Com uma sobretensão de 3% a potência consumida pelo conjunto balastro e lâmpada é de 175W, no primeiro nível
e 105W no nível reduzido.
Com estes dados podemos calcular:
A. Consumo da instalação sem sistema de regulação:
168W x 162 lâmpadas x 4308 horas = 117246,52 kWHano
B. Consumo da instalação com regulação:
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ELECTRICIDADE E ELECTRÓNICA
Iluminação
1.- Perdas no regulador de 30KVA (5%)
1500W x 4308 horas …………………………1352,4 kWHano
2.-Potência no nível máximo:
81 Lâmpadas x 175W.x 1727 horas……...…24480,22 kWHano
81 Lâmpadas x 168W.x 1727 horas….…...…23501,01 kWHano
3.- Potência no nível reduzido:
81 Lâmpadas x 105W x 2581horas…...…….21951,40 kWHano
81 Lâmpadas x 101W x 2581horas……....….21115,16 kWHano
TOTAL………………………………..............92400,19 kWHano
Poupança: 117246,52 – 92400,19 = 24846,33 kWHano (21,2%)
DADOS PARA CÁLCULOS
Tabela de sobrepotências por sobretensões na rede
Lâmpada
70W.
100W.
150W.
250W.
Vn.
83W.
116W.
168W.
278W.
Vn+3%
87W.
121W.
175W.
290W.
Vn+5%
91W.
128W.
185W.
306W.
Vn+7%
94W.
132W.
191W.
316W.
Vn+10%
100W.
140W.
202W.
335W.
Nota: Estes dados são meramente indicativos e os valores são médios, tendo sido obtidos no ensaio de várias lâmpadas com
diferentes graus de envelhecimento.
ELEIÇÃO DA POTÊNCIA NOMINAL DO REGULADOR PELO Nº MÁXIMO DE LAMPÂDAS DE VAPOR DE
SÓDIO ALTA PRESSÃO INSTALADAS NA FASE DE MAIOR CARGA
Factor de potência ³ 0,9
Potência
nominal
reastat
15 kva.
22,5 kva.
30 kva.
45 kva
Potência das lâmpadas instaladas
400 W
250 W
150 W
100 W
70 W
10
16
21
32
16
25
33
50
27
41
54
82
39
59
78
119
55
82
109
165
Nota: se o factor de potência for inferior a 0,9, o número máximo de lâmpadas admissível por fase constante na tabela anterior
deve ser multiplicado por esse fator de potência.
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ELECTRICIDADE E ELECTRÓNICA
Iluminação
Exemplo:
Para um equipamento de 30KVA e com um fator de potência (“cos j“) igual ou superior a 0,9, o número máximo de
lâmpadas de 150W admissível em cada fase será 54. Se o fator
de potência fosse 0,72, o número máximo de lâmpadas por
fase para o mesmo equipamento seria 54 x 0,72 = 38,8, isto é
38 unidades.
Algumas considerações de carácter geral
1 - As poupanças dependerão em grande medida do regime de
funcionamento elegido para uma instalação concreta, ou seja,
da quantidade de horas/ano que o equipamento regulador
fizer funcionar a instalação de iluminação em nível reduzido.
Nalguns casos dá-se uma determinada poupança sem especificar que essa poupança se refere exclusivamente ao período
de funcionamento em nível reduzido, confundindo o utilizador/decisor que consumirá e pagará pela totalidade das horas
de funcionamento.
2 - Numa instalação de iluminação em que a tensão da rede
seja inferior à tensão nominal do balastro, como o regulador
tenderá a estabilizar dita tensão nas horas de funcionamento
no regime máximo nível, o sistema tenderá a um consumo
superior ao de funcionamento sem regulador.
3 - Se a tensão de saída do regulador for inferior à tensão
de funcionamento do balastro, durante o regime de máximo nível a instalação consumirá menos do que a potência
nominal, à custa de uma emissão menor de fluxo, sofrendo
uma utilização abusiva. Dizer-se que o regulador tem uma
maior capacidade de poupança não é verdade. Neste caso, ao
funcionar em regime de nível reduzido, uma tensão inferior à
adequada unida a uma provável queda de tensão dará lugar,
sem dúvida, a uma diminuição da vida útil das lâmpadas
mais afastadas do início de linha.
Gráfico que exemplifica a relação de variação da potência
com a variação da tensão
Exemplo de armário regulador de fluxo
Exemplo da curva da tensão de arco e sua evolução num
lâmpada vapor de sódio alta pressão
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