Geradores industriais de reserva e sistemas de geradores a diesel exigem uma estratégia coordenada de proteção contra surtos. O projeto de proteção deve considerar todo o caminho da energia de reserva, incluindo o fornecimento da concessionária, a chave de transferência automática (ATS), a saída do gerador, o quadro de distribuição principal e os circuitos de controle eletrônico.
Resposta Rápida
Sim. Sistemas de geradores industriais de reserva geralmente exigem considerações sobre proteção contra surtos. Uma estratégia completa de DPS normalmente inclui:
- Proteção da saída do gerador para o circuito de alimentação do gerador.
- Proteção relacionada à ATS para equipamentos de transferência e condições de comutação.
- Proteção do quadro de distribuição principal para cargas a jusante.
- Proteção de circuitos de controle e comunicação para eletrônicos sensíveis.
O tipo de DPS, a classificação de tensão, a configuração de polos e o método de conexão corretos devem ser confirmados de acordo com a tensão do sistema do gerador, o esquema de aterramento, a conexão do neutro, as condições de curto-circuito e os requisitos do projeto.
A LEEYEE é uma fornecedora especializada em proteção contra surtos e proteção de baixa tensão. A CNSPD é a plataforma da LEEYEE focada em proteção contra surtos para compradores técnicos globais. Este guia foi desenvolvido para fabricantes de geradores, fornecedores de gabinetes de QTA, empreiteiros elétricos e compradores de projetos industriais.
Índice
Por que os geradores industriais precisam de proteção contra surtos?
Um sistema gerador pode sofrer sobretensões transitórias provenientes de diversas fontes. Estes eventos não se limitam a descargas atmosféricas externas. Operações de comutação, variações de carga, ações de transferência e conexões de cabos longos também podem gerar distúrbios elétricos.
Os sistemas geradores modernos também contêm equipamentos eletrônicos sensíveis, incluindo controladores, interfaces de monitoramento, módulos de comunicação e dispositivos de automação. Estes componentes podem exigir proteção adicional, uma vez que são mais sensíveis do que as cargas elétricas tradicionais.
Para fins de seleção técnica, a proteção contra surtos deve ser considerada como parte integrante do sistema de energia de reserva completo, e não apenas como um acessório do gerador.
Arquitetura de proteção contra surtos em geradores para sistemas de energia de reserva
A estratégia de proteção segue normalmente o caminho elétrico do sistema. O objetivo é controlar a energia do surto, reduzir o estresse de tensão nos equipamentos e proporcionar uma coordenação de proteção adequada entre as diferentes partes da instalação.
Arquitetura típica de proteção contra surtos para geradores. O arranjo final depende do projeto elétrico e do sistema de aterramento da instalação.
Onde o DPS deve ser instalado em um sistema de gerador?
O local de instalação do DPS depende do equipamento que necessita de proteção e dos possíveis pontos de entrada de surtos. Um único local de instalação do DPS pode não oferecer proteção completa para todo o sistema de energia de emergência.
| Localização | Objetivo da Proteção | Confirmação Necessária |
|---|---|---|
| Lado de entrada da concessionária | Proteção da alimentação de entrada e equipamento de manobra | Arranjo de serviço e sistema de aterramento |
| Lado de saída do gerador | Proteger o circuito de saída do gerador | Tensão do gerador, fases, disposição do neutro |
| Gabinete da chave de transferência automática (ATS) | Proteger o equipamento de transferência e a interface de comutação | Estrutura e método de instalação da ATS |
| Quadro de distribuição principal | Proteger cargas conectadas | Sensibilidade da carga e requisitos de coordenação |
Seleção do Tipo de DPS para Geradores: Tipo 1, Tipo 2 e Proteção de Sinal
A seleção do DPS depende das condições de instalação, do nível de exposição e do objetivo de proteção. O tipo de DPS não deve ser selecionado apenas pelo fato de o equipamento ser um gerador.
| Área de Aplicação | Consideração típica de DPS | Confirmação do Comprador |
|---|---|---|
| Conexão de energia principal do gerador | O Tipo 1 ou Tipo 1+2 pode ser considerado dependendo das condições de instalação | Confirme a proteção contra descargas atmosféricas externa e os requisitos do sistema |
| Quadros de distribuição e ATS | A proteção de Tipo 2 pode ser considerada para proteção a jusante | Confirmar a coordenação e o local de instalação |
| Controlador do gerador e circuitos de comunicação | Pode ser necessário um DPS de sinal dedicado | Confirme o tipo de interface e o método de cabeamento |
De acordo com a norma IEC 61643-11, os requisitos de seleção e teste de DPS dependem da aplicação pretendida e das características do dispositivo. A configuração final deve ser verificada para a instalação específica [1].
O DPS deve ser instalado antes ou depois da chave de transferência automática (ATS)?
Não existe uma resposta universal que se aplique a todos os projetos de geradores. A configuração correta depende se o objetivo é proteger a alimentação de entrada, a saída do gerador, o equipamento de transferência ou as cargas a jusante.
As decisões de proteção da ATS devem considerar tanto a operação normal da rede elétrica quanto a operação do gerador de emergência.
Para a confirmação do projeto, os engenheiros devem revisar:
- Caminhos de suprimento da rede elétrica e do gerador.
- Arranjo de comutação da ATS.
- Método de aterramento e equipotencialização.
- Nível de proteção exigido para o equipamento conectado.
Coordenação de DPS no lado do gerador e no lado da rede elétrica
Um sistema de gerador de reserva opera em diferentes estados:
- Energia da rede pública alimentando a carga.
- Gerador que fornece energia de emergência.
- ATS realizando a transferência entre fontes de energia.
A estratégia de DPS deve considerar todas as condições operacionais. Um projeto de proteção que considere apenas uma fonte de energia pode deixar outra parte do sistema exposta.
Proteção para circuitos de controle, monitoramento e comunicação do gerador
Sistemas de geradores industriais frequentemente incluem controladores eletrônicos e funções de monitoramento remoto. Esses circuitos exigem uma avaliação separada, pois a proteção de energia CA não protege automaticamente as interfaces de sinal.
- Portas de comunicação do controlador do gerador.
- Interfaces RS485 ou de comunicação de campo.
- Conexões de monitoramento remoto.
- Cabeamento de sensores e controle auxiliar.
Aterramento, conexão de neutro e seleção de DPS
O esquema de aterramento é um dos principais fatores que afetam a seleção do DPS. Sistemas TN-S, TN-C-S, TT, IT e outros arranjos de sistema podem exigir diferentes modos de proteção.
A conexão do neutro do gerador e o método de comutação do neutro da chave de transferência automática (ATS) devem ser confirmados antes de finalizar a configuração do DPS.
Coordenação de UPS, gerador e DPS
Instalações críticas frequentemente combinam geradores com sistemas UPS. O gerador, a ATS, a entrada da UPS e as cargas sensíveis devem ser considerados como uma cadeia de proteção de energia coordenada.
A revisão do projeto deve confirmar:
- Sequência da fonte de alimentação.
- Arranjo de transferência.
- Requisitos de entrada do UPS.
- Sensibilidade do equipamento.
Aplicações típicas de geradores industriais
| Aplicação | Principal preocupação com a proteção |
|---|---|
| Energia de reserva para data center | Coordenação de gerador, ATS, UPS e eletrônicos sensíveis |
| Energia de emergência hospitalar | Operação de transferência confiável e proteção de carga crítica |
| Sistema de backup para fábricas industriais | Cargas de motor, painéis de controle e equipamentos de automação |
Antes de solicitar um DPS para gerador: lista de verificação do fabricante (OEM) e do projeto
- Tensão e frequência do sistema.
- Configuração de fase.
- Arranjo de saída do gerador.
- Sistema de aterramento.
- Método de conexão do neutro.
- Configuração da ATS.
- Posição de instalação do DPS.
- Tipo de DPS e modo de proteção.
- Informações sobre curto-circuito.
- Normas e certificados exigidos.
- Requisitos de etiqueta, embalagem e documentação do OEM.
Fluxo de trabalho de confirmação de projetos e OEM para fabricantes de geradores, fornecedores de ATS e integradores de sistemas elétricos.
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Um gerador de reserva precisa de um SPD?
Muitos sistemas industriais de geradores de reserva exigem consideração quanto à proteção contra surtos. O requisito final depende do projeto da instalação, da sensibilidade do equipamento e das normas de projeto aplicáveis.
Um único DPS pode proteger tanto a energia da rede elétrica quanto a do gerador?
Nem sempre. Os caminhos de energia da rede e do gerador podem criar requisitos de proteção distintos. A arquitetura completa do sistema deve ser analisada antes da seleção.
Qual tipo de DPS é utilizado em sistemas de geradores?
O tipo de DPS apropriado depende das condições de instalação, dos objetivos de proteção e das normas aplicáveis. Soluções do Tipo 1, Tipo 1+2 ou Tipo 2 podem ser consideradas, dependendo do projeto.
O aterramento do neutro do gerador afeta a seleção do DPS?
Sim. A conexão do neutro e o arranjo de aterramento são fatores importantes que devem ser confirmados antes de selecionar o método de conexão do DPS.
