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aulify · Mini-Projecto
UC UC01795 · T. Instalações Elétricas, T. Redes Elétricas
Versão · Aluno

Mini-Projeto · Diagnóstico da qualidade da energia e plano de mitigação para a Unidade Alfa

Da campanha de medição ao relatório de conformidade, à compensação do fator de potência e às soluções para as perturbações
⏱ Duração estimada: 12 horas (≈ 7 aulas) ↗ Referencial SNQ
Índice

Contexto

A Unidade Alfa é uma fábrica de transformação de plásticos por injeção, cliente de média tensão com posto de transformação privativo (15 kV), onde um transformador de 1000 kVA com tensão de curto-circuito de 6 % alimenta a instalação em 230/400 V, 50 Hz. A campanha desta semana foi feita no QGBT, logo a jusante do transformador: é o ponto que mostra o que as cargas sofrem e o que a instalação devolve, e usam-se aí os limites de baixa tensão da EN 50160 como referência interna, porque o ponto de entrega formal está do lado da média tensão, no posto de transformação. A direção queixa-se de três problemas: os variadores de velocidade das injetoras disparam algumas vezes por semana, as lâmpadas do escritório tremem quando a máquina de soldar por pontos da linha de acabamento trabalha, e a fatura de energia reativa é elevada. Não há bateria de condensadores instalada.

És o técnico contratado para diagnosticar a qualidade da energia, elaborar o relatório e propor e dimensionar as soluções. Trabalhas individualmente ou a pares, com os dados de uma campanha de uma semana no QGBT (1008 intervalos de 10 minutos) fornecidos pelo professor e, sempre que possível, com um analisador de qualidade da energia real para repetires a ligação e a validação no laboratório da escola.

Resumo da campanha no QGBT (valores que 95 % dos intervalos não excederam, por fase (L1; L2; L3), salvo indicação):

Parâmetro Valor medido
Tensão fase-neutro (L1; L2; L3) 236,5 V; 238,0 V; 240,2 V (máximo 244 V; mínimo 218 V)
Plt (L1; L2; L3) 0,70; 1,32; 0,80
Desequilíbrio u₂ 1,6 %
THDu 9,9 %
Harmónicas de tensão ordem 3: 2,0 %; ordem 5: 7,2 %; ordem 7: 5,6 %; ordem 11: 2,8 %
Frequência 49,85 Hz a 50,12 Hz
Potência ativa na ponta (média de 10 min) 180 kW com cos φ = 0,81 (máximo 260 kW)

Eventos registados: 7 cavas (três com tensão residual entre 70 % e 85 % e duração inferior a 200 ms; duas com 55 % e 300 ms; uma com 40 % e 480 ms; uma com 20 % e 120 ms) e uma interrupção de 2,5 s. Os disparos dos variadores coincidem com as cavas de 40 % e 20 %.

Requisitos

Funcionais

Não-funcionais

Fases

Fase 1 · Leitura do caso e plano de medição (1h) Ler a queixa, associar cada sintoma a perturbações prováveis, definir os pontos, os parâmetros e a duração da campanha.

Fase 2 · Instrumentação, ligação e segurança (2h) Escolher o analisador (classe A ou S, CAT, canais, sensores), desenhar o esquema de ligação, a lista de EPI e a avaliação de risco; no laboratório, ligar e validar com fasores. Descrever também como se mediria no lado de média tensão do posto de transformação, através dos TT e dos TC existentes: relações de transformação, tensão declarada, segurança e dados a registar no relatório.

Fase 3 · Tratamento dos dados e conformidade (2h30) Comparar cada parâmetro com a EN 50160, classificar os eventos e identificar as não conformidades.

Fase 4 · Compensação do fator de potência (2h30) Calcular a bateria, verificar a ressonância, escolher o tipo de bateria e a reatância de dessintonia, e descrever a instalação e o regulador.

Fase 5 · Soluções de mitigação e plano de instalação (1h30) Propor e justificar medidas para o flicker, as harmónicas e as cavas, com análise de custo-benefício simples, e elaborar a lista de verificação de instalação de cada equipamento escolhido (UPS, reatâncias ou filtro ativo, DPS), com o ensaio e a medição de confirmação.

Fase 6 · Relatório (1h30) Redigir o relatório completo, com resultados, conformidade, diagnóstico, recomendações e plano de medição de confirmação.

Fase 7 · Apresentação e reflexão (1h) Apresentar o relatório à turma, defender as escolhas e responder às perguntas.

Critérios de avaliação

Critério Peso
Plano de medição (BT e MT), instrumentação e segurança 10%
Ligação, validação e leitura dos dados 15%
Análise de conformidade com a EN 50160 e classificação dos eventos 20%
Compensação do fator de potência (cálculo e escolha da bateria) 20%
Soluções de mitigação fundamentadas e plano de instalação 15%
Relatório e apresentação 20%

Erros comuns

Bónus (opcional)

Reflexão

No relatório final, responde: qual das três perturbações (flicker, harmónicas ou cavas) foi a mais difícil de corrigir e porquê? E se tivesses de explicar a um gestor, sem termos técnicos, por que razão a bateria de condensadores standard seria um mau investimento nesta fábrica, o que dirias?