Gestão de Energia

Cinco formas de combater as falhas de energia

A maior parte do tempo, o fornecimento de energia do seu edifício ou fábrica flui. Tudo funciona sem interrupções: luzes, computadores e linhas de produção ou processos. Ocasionalmente, pode ocorrer uma falha causada por um problema no serviço, como uma interrupção ou outro tipo de irregularidade na rede de transmissão ou distribuição elétrica. Com sorte, essas interrupções são poucas e dispersas. Se sua instalação for crítica, com certeza você terá algum tipo de fornecimento de energia de backup, como um nobreak, para continuar operando durante as interrupções.

Se você acha que tudo está indo bem e que a equipe que gerencia sua infraestrutura não precisa se preocupar, não se engane. Há aspectos ocultos relacionados ao fornecimento e aos equipamentos da infraestrutura que poderiam colocar em risco a confiabilidade de sua empresa. Diferentemente dos eventos externos que podem ser atribuídos à rede elétrica, os riscos dos quais estou falando se apresentam na “borda” da cadeia de suprimento, de onde a eletricidade chega a sua instalação e a cada carga que a consome.

Esses riscos podem não ser evidentes. Geralmente, não há sinais externos de falhas que estejam prestes a ocorrer. Sem as ferramentas de detecção adequadas, é frequente perceber que houve alguma coisa errada só quando a falha aparece e os sistemas desligam. Isso faz com que as equipes de operações e manutenção de suas instalações devam se esforçar para determinar a causa do problema e restabelecer os sistemas no menor tempo possível. Essa pode ser uma experiência estressante e demorada, se você não tiver as informações necessárias.

Os sistemas de gestão de energia são projetados para oferecer essas informações. Eles realizam uma análise microscópica do seu sistema de distribuição de energia, monitorando cada componente da infraestrutura em tempo integral. Alertam sua equipe quando algum risco surge e oferecem as informações e ferramentas de análise necessárias para isolar os problemas sem demoras e restabelecer o funcionamento dos componentes. Alguns dos mais novos sistemas do mercado vão ainda mais longe, ajudando você a evitar completamente os riscos. Vamos analisar cinco exemplos de ameaças comuns e o modo em que estas novas soluções podem ajudá-lo a lidar com elas de maneira eficiente.

Manter os equipamentos sob controle

Durante o comissionamento de um novo sistema de gerenciamento de energia em uma das maiores estações de tratamento de águas residuais do mundo, perceberam que um disjuntor de interconexão de uma subestação estava fechado entre dois alimentadores de entrada do sistema de transmissão. Normalmente, isso ocorre quando o alimentador de entrada ativo falha; mas não era o caso. Além disso, um fusível queimado foi descoberto na outra entrada, anulando ,assim, a redundância pretendida com as duas entradas. Essa situação poderia ter impactado muito negativamente na capacidade da estação de tratamento de águas residuais.

Se o sistema de gerenciamento de energia tivesse sido instalado antes, teria sido possível detectar e resolver o problema rapidamente. Os sistemas de gerenciamento de energia oferecem essa possibilidade, pois eles integram um esquema completo do sistema de distribuição de energia da instalação, com todas as entradas, linhas de distribuição, alimentadores, subalimentadores e cargas definidas. Os dispositivos conectados são utilizados para monitorar de maneira precisa e contínua todas as condições em cada ponto crítico, incluindo o status dos dispositivos de proteção e de comutação, como os disjuntores de interconexão. Se qualquer mudança de status inesperada for detectada, um alarme alertará o pessoal, onde quer que esteja, para que possa localizar imediatamente o problema e evitar uma situação crítica.

Manter a qualidade da energia sob controle 

Para fabricantes de semicondutores, as distorções elétricas podem ter um enorme impacto na confiabilidade e na qualidade de produção. Os sistemas de gerenciamento de energia podem analisar a qualidade do fornecimento em toda a planta e classificar os eventos em função das curvas de tolerância padrão da indústria (por exemplo, CBEMA/ITIC, SEMI-F47). Se um evento ultrapassar os níveis aceitáveis de tolerância, por exemplo, uma queda de tensão abaixo de 80% e de mais de 50 m de duração, a equipe de operações será alertada. Os especialistas podem decidir se o risco é tão grande que justifique a aplicação de um processo que poderia resultar na degradação da qualidade do produto final e, por sua vez, em desperdiço de tempo, materiais e dinheiro.

Vamos ver outro exemplo de operação para a qual o fornecimento de energia é essencial: em um hospital, os equipamentos de diálise começaram a falhar. Os funcionários suspeitavam que era devido a um problema de energia, mas ninguém tinha certeza. Após a instalação de um sistema de gerenciamento de energia, os monitores de qualidade de energia distribuídos e as ferramentas analíticas não levaram muito tempo para revelar um nível alto de harmônicas no sistema de distribuição. A origem do problema era um conjunto de variadores de velocidade que tinha sido instalado pouco antes para aumentar a eficiência energética. Se o sistema de gerenciamento de energia tivesse sido instalado antes, essa situação poderia ter sido detectada de maneira proativa, e não reativa, e todos os problemas teriam sido evitados.

Chegando à raiz de um problema de energia 

Vamos imaginar uma planta industrial com um grande motor que, toda vez que é ligado, causa uma queda de tensão no sistema de distribuição de energia. Por sua vez, as quedas de tensão causam, esporadicamente, o mau funcionamento dos equipamentos e falhas em outras partes da planta. Os sistemas de gerenciamento de energia podem realizar uma análise eficiente da causa raiz quando esse tipo de eventos agudos crônicos ocorrem.

Estas soluções trabalham com dispositivos inteligentes conectados em todo o sistema de distribuição de energia, captando e registrando os diferentes tipos de eventos de energia que ultrapassam os limiares predefinidos. Podem ser medidores independentes ou funções de medição incorporadas em disjuntores inteligentes. Todos os dados são continuamente carregados em um aplicativo analítico central.

Alguns dos mais novos sistemas de gerenciamento de energia correlacionam automaticamente os dados de todo o sistema, incluindo eventos de mudança de status e formas de onda registradas. Além disso, o alarme sincronizado temporalmente e a agregação de eventos revelam mais rapidamente a propagação de uma perturbação elétrica. Assim, a origem da falha nos equipamentos ou a interrupção na rede elétrica podem ser isoladas imediatamente, permitindo determinar a resposta adequada e solucionar o problema para evitar ocorrências futuras.

Prevenção de incêndios e falhas de equipamentos elétricos 

A Associação Internacional de Testes Elétricos (NETA) afirmou que, segundo uma das principais seguradoras, em torno de 25% de todas as falhas elétricas importantes são devidas à existência de conexões soltas ou com defeito (por exemplo, corroídas). Esse não é um número que possa ser ignorado. O problema das conexões com defeito é que elas podem provocar o esquentamento de equipamentos ou do cabeamento, e o esse esquentamento provoca incêndios. Realizar análises anuais de infravermelhos pode ajudar a identificar esse tipo de problemas, mas, hoje, existem novas tecnologias para ajudar as equipes de infraestrutura a conhecerem o status dos pontos de conexão importantes de maneira contínua.

Sensores de temperatura sem fio são instalados em locais como barras coletoras e onde disjuntores e transformadores são conectados. Os sensores transmitem dados para o aplicativo central de gerenciamento de energia, que monitora permanentemente os sistemas, procurando aumentos de temperatura anormais nos condutores. Assim, as irregularidades podem ser detectadas de maneira precoce e os riscos de incêndios e falhas podem ser mitigados. A abordagem de manutenção preditiva permite aumentar o tempo médio entre falhas (MTBF) de cada painel elétrico, bem como economizar o tempo e o custo de testes anuais de infravermelhos.

Aumentar o desempenho e prolongar a vida útil dos disjuntores 

A operação confiável dos disjuntores é crucial para a segurança de pessoas e equipamentos. Para que esses dispositivos operem de maneira apropriada, com frequência, são realizados trabalhos de manutenção programados em cada dispositivo. No entanto, hoje existem disjuntores e aplicativos para gerenciamento de energia inteligentes que oferecem o tipo de funções analíticas necessárias para adotar uma abordagem mais proativa e baseada em condições concretas.

A inteligência integrada em cada disjuntor permite registrar uma grande variedade de parâmetros, como o número de disparos e o perfil de corrente de interrupção de cada um deles. Os parâmetros mensurados são continuamente carregados no aplicativo de análise, onde um algoritmo os combina com dados sobre as condições ambientais do disjuntor, como temperatura, umidade, presença de gases corrosivos, sal, etc. O resultado é uma visão mais completa da condição e do desgaste do disjuntor. Essas informações ajudam a identificar problemas de desempenho e a prolongar a vida útil dos disjuntores; além disso, pode reduzir os custos de manutenção, permitindo que a realização de trabalhos de manutenção preditiva em vez de programada.

EcoStruxure™ Power da Schneider Electric é uma arquitetura unificada de distribuição e gerenciamento de energia, que abrange os dispositivos conectadose inclui as funções analíticas necessárias para maximizar o tempo produtivo, monitorando as condições dos equipamentos e a qualidade da energia, isolando rapidamente os riscos e aplicando estratégias de manutenção baseadas em condições concretas.


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