Departamento de Engenharia Eletrotécnica

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1 Departamento de Engenharia Eletrotécnica Estágio no Departamento dos Sistemas Auxiliares SAX I 4 da PT Comunicações Relatório de Estágio apresentado para a obtenção do grau de Mestre em Instalações e Equipamentos em Edifícios Autor António Manuel Dias da Silva Santos Orientador Doutor Victor Daniel Neto dos Santos Professor Adjunto ISEC Supervisor na empresa Engenheiro António Correia Simões Caldeira PT Comunicações S.A. Coimbra, Dezembro, 2011

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3 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações AGRADECIMENTOS AGRADECIMENTOS À minha esposa e aos meus filhos pelo apoio incondicional e incentivo sem o qual não teria sido possível a realização deste mestrado. Ao orientador Doutor Victor Santos e ao supervisor na empresa Engenheiro António Caldeira pelas suas sugestões e comentários. À empresa Portugal Telecom, por ter tornado possível a realização deste estágio e ao Engenheiro João Gonçalves, pelo seu empenho e disponibilidade no tratamento burocrático. Aos colaboradores do SAX I 4, pela sua disponibilidade e cooperação. António Manuel Dias da Silva Santos i

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5 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações RESUMO RESUMO O presente relatório de estágio debruça-se sobre as atividades desenvolvidas no âmbito do estágio curricular, parte integrante do plano de estudos do Mestrado em Instalações e Equipamentos em Edifícios. O referido estágio teve lugar nas instalações do departamento dos Sistemas Auxiliares I 4 (SAX I 4) que pertence à Direção Operações Cliente Infraestrutura (DOI) da Portugal Telecom Comunicações (PTC). As áreas de intervenção deste departamento englobam ações de manutenção preventiva e corretiva em diferentes equipamentos e sistemas, nomeadamente em: sistemas de corrente alternada (instalações elétricas de baixa tensão, grupos de socorro e UPS); sistemas de corrente contínua (retificadores AC/DC e baterias); sistemas de climatização (ar condicionado e free cooling); alarmes e telegestão dos sistemas auxiliares. Além das funções de manutenção, fazem parte das funções deste departamento, a aceitação, instalação e comissionamento de equipamentos. A alimentação dos sistemas de telecomunicações é tipicamente em corrente contínua, obtida a partir da rede elétrica, utilizando para o efeito os sistemas de retificação por tiristores ou os sistemas constituídos por fontes comutadas, descritos no Capítulo 4. Em instalações com um elevado número de equipamentos de telecomunicações é necessário proceder ao arrefecimento das instalações. As necessidades de climatização dependem da área a climatizar, da carga térmica interior e da influência das condições climatéricas exteriores. Este assunto, foi igualmente objeto de análise no trabalho efetuado. O desenvolvimento efetuado nos componentes eletrónicos permitiu a construção de fontes comutadas com baixa volumetria, elevada potência e elevado rendimento. Foi realizado um teste de campo, presente no Capítulo 5, entre a tecnologia de retificação a tiristores, usada nas instalações de Buarcos e Mealhada e a tecnologia de fontes comutadas usada em Tavarede e Coimbra Mercado, com o intuito de analisar a eficiência de cada uma delas. Palavras-chave: Sistemas auxiliares de telecomunicações; Telecomunicações; Sistemas de alimentação; Sistemas de climatização; Manutenção. António Manuel Dias da Silva Santos iii

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7 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ABSTRACT ABSTRACT This internship report focuses on the activities carried out under the traineeship, part of the curricula of the Mestrado em Instalações e Equipamentos em Edifícios. This internship took place at the Department of Auxiliary Systems I 4 (SAX I 4) that belongs to Operations Management Client Infrastructure (DOI) of Portugal Telecom Comunicações (PTC). The intervention areas of this department include preventive and corrective maintenance actions in diverse equipment and systems, namely: AC systems (rescue groups and UPS), DC systems (AC/DC converters and batteries), HVAC systems (air conditioning and free cooling), alarms and remote auxiliary systems. Despite the maintenance functions this department performs the acceptance, installation and commissioning of new equipment. The supply of telecommunication systems is typically DC, obtained from the power grid, using for this purpose rectifying thyristor or switched mode power supply systems, described in Chapter 4. In installations with a large number of telecommunications equipment it is necessary to cool the facility. The need for air conditioning depends on the area of the facility the heat load and the influence of weather conditions outside. This issue was also object of analysis. The developments in the electronic components have allowed the construction of switching power supply with low volume, high power and high performance. We conducted a field test, present in Chapter 5 that compares thyristor technology, used in facilities of Mealhada and Buarcos and switched mode power supply used in Tavarede and Coimbra Mercado, in order to analyze the efficiency of each. Keywords: Auxiliary systems for telecommunications, Telecommunications, Power systems, Air conditioning systems; Maintenance. António Manuel Dias da Silva Santos v

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9 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ÍNDICE ÍNDICE AGRADECIMENTOS... i RESUMO... iii ABSTRACT... v ÍNDICE... vii ÍNDICE DE FIGURAS... ix ÍNDICE DE QUADROS... xi ABREVIATURAS... xiii SIMBOLOGIA... xv 1 INTRODUÇÃO Objetivos do Estágio Estrutura do Relatório de Estágio EMPRESA DE ACOLHIMENTO História da Empresa O departamento de acolhimento Percurso profissional do estagiário SISTEMAS AUXILIARES DE TELECOMUNICAÇÕES Sistemas de corrente contínua Sistemas de corrente contínua a tiristores Sistema de corrente contínua com fontes comutadas de alta frequência Baterias Sistemas de alimentação CA Sistemas de climatização Sistemas de climatização close control Free cooling Alarmes e telegestão dos sistemas auxiliares ESTÁGIO Manutenção Manutenção preventiva Manutenção corretiva Atividades efetuadas Substituição bateria UPS Acompanhamento de obra (Ensaio quadro de transferência e ligação dos grupos provisórios) Acompanhamento de obra (Substituição do posto de transformação) ENSAIO DE CAMPO Objetivo Metodologia e equipamento utilizado Tratamento e análise dos dados adquiridos Conclusão CONCLUSÕES REFERÊNCIAS ANEXOS António Manuel Dias da Silva Santos vii

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11 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Logótipo da PT (TELECOM, 2011) Figura 2.2 Placa comemorativa da digitalização integral da rede de telecomunicações da PT Figura 3.1 Esquema de um sistema DC com contactor de corte de carga Figura 3.2 Esquema de um sistema DC com contactor de corte de bateria Figura 3.3 Diagrama de blocos de um retificador a tiristores (TECNITROM, 2011) Figura 3.4 Esquema de um retificador trifásico semi-comandado (LANDER, 1997) Figura 3.5 Módulo de potência de um retificador trifásico Figura 3.6 Esquema retificador hexafásico (LANDER, 1997) Figura 3.7 Retificador em funcionamento normal Figura 3.8 Bateria à descarga antes da comutação Figura 3.9 Bateria à descarga após a comutação Figura 3.10 Bateria à carga antes da descomutação Figura 3.11 Esquema de princípio de um circuito básico de retificador comutado (LANDER, 1997) Figura 3.12 Sistema DC controlador e fontes Figura 3.13 Sistema DC com fontes comutadas Figura 3.14 Fontes comutadas 4 kw Figura 3.15 Esquema de potência de uma fonte comutada 48 V 100 A (EFACEC, 1997) Figura 3.16 Esquema de uma bateria de chumbo Figura 3.17 Tensão da bateria em vazio (ECEE, 2011) Figura 3.18 Baterias de vaso aberto Figura 3.19 Baterias tipo AGM Figura 3.20 Esquema QGBT Figura 3.21 Grupos de socorro Figura 3.22 Esquema transferência GES Rede Figura 3.23 Esquema QGBT com inversor e entrada para GES Figura 3.24 Diagrama blocos UPS dupla conversão (MGE UPS SYSTEMS, 2009) Figura 3.25 Climatograma classe 3.1 norma ETSI (ETSI, 2009) Figura 3.26 Esquema elétrico quadro de potência para duas máquinas de ar condicionado Figura 3.27 Esquema do circuito de frio Figura 3.28 Condensadores de ar condicionado Figura 3.29 Interior máquina ar condicionado Figura 3.30 Controlador máquina ar condicionado Figura 3.31 Temperatura do ar (instantâneo) Coimbra/aeródromo período de 2011/07/20 16h a 2011/07/21 16h (Instituto de Meteorologia, 2011) Figura 3.32 Temperatura do ar, Coimbra/Bencanta 1971/2000 (Instituto de Meteorologia, 2011) Figura 3.33 Gráfico temperatura do ar (instantâneo) com janela de condições para free cooling Figura 4.1 Painel de controlo e sinóptico UPS Figura 4.2 Esquema do quadro da UPS Figura 4.3 Bateria UPS Figura 4.4 Esquema interligação QGBT-PT-GES Figura 4.5 Quadro de transferência Figura 4.6 Interruptor motorizado (inversor cascata) Figura 4.7 Unidade comutação UA (Schneider Electric, 2007) Figura 4.8 Diagrama da sequência de operação da UA em modo automático (Schneider Electric, 2007) António Manuel Dias da Silva Santos ix

12 ÍNDICE DE FIGURAS Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações Figura 4.9 Transformador trifásico 1250 kva Figura 4.10 Disjuntor média tensão de corte em vácuo DIVAC Figura 5.1 Sistema DC Coimbra Mercado (armário e fontes) Figura 5.2 Esquema das ligações para um teste genérico de eficiência Figura 5.3 Pinça amperimétrica e analisador x

13 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ÍNDICE DE QUADROS ÍNDICE DE QUADROS Quadro 2.1 Empresas do grupo PT e suas atividades (TELECOM, 2011) Quadro 2.2 Presença internacional da Portugal Telecom (TELECOM, 2011) Quadro 3.1 Tabela de descarga de vários modelos de baterias Marathon (EXIDE, 2009) Quadro 5.1 Medidas AC Buarcos Quadro 5.2 Medidas DC Buarcos Quadro 5.3 Medidas AC Tavarede Quadro 5.4 Medidas DC Tavarede Quadro 5.5 Medidas AC Mealhada Quadro 5.6 Medidas DC Mealhada Quadro 5.7 Medidas AC Coimbra Mercado Quadro 5.8 Medidas DC Coimbra Mercado António Manuel Dias da Silva Santos xi

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15 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ABREVIATURAS ABREVIATURAS AC Alternating Current AGM Absorbed Glass Mat APA Associação Portuguesa do Ambiente APT Anglo Portuguese Telephone Company AVR Automatic Voltage Regulator CN Comunicações Nacionais CPRM Companhia Portuguesa Rádio Marconi CST Companhia Santomense de Telecomunicações CTM Companhia de Telecomunicações de Macau CTT Correios, Telégrafos e Telefones CVT Cabo Verde Telecom DC Direct Current DLP Disjuntor Limitador de Potência DOI Direção Operações Cliente Infraestrutura EPI Equipamento de Proteção Individual ETSI European Telecommunications Standards Institute FTTH Fibre To The Home HCFC Hidroclorofluorocarbono ISEC Instituto Superior de Engenharia de Coimbra MIEE Mestrado em Instalações e Equipamentos em Edifícios MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor MTC Mobile Telecommunications Limited PT Portugal Telecom PTC Portugal Telecom Comunicações António Manuel Dias da Silva Santos xiii

16 ABREVIATURAS Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações QGBT Quadro Geral Baixa Tensão RSU Remote Switching Unit SASC Sistema Automático com Seletor de Coordenadas SAX Sistemas Auxiliares SGI Sistema de Gestão Integrada SGPS Sociedade Gestora de Participações Sociais TDP Teledifusora de Portugal TLP Telefones de Lisboa e Porto TMN Telecomunicações Móveis Nacionais TP Telecom Portugal UPS Uninterruptible Power Supply VPC Volts Per Cell VRLA Valve Regulated Lead Acid xiv

17 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações SIMBOLOGIA SIMBOLOGIA I Corrente elétrica [A] V Potencial elétrico ou tensão elétrica [V] P Potência [W] q Fluxo [m 3 /s] T Temperatura [ºC] η Rendimento António Manuel Dias da Silva Santos xv

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19 CAPÍTULO 1 1 INTRODUÇÃO A convergência entre as tecnologias de informação e as redes de comunicações verificada nos últimos anos teve um forte impacto em diversas áreas, nomeadamente na educação, na saúde, no comércio e no entretenimento, modificando radicalmente a forma como vivemos. O crescimento explosivo verificado no número de utilizadores das redes de comunicações móveis e de internet é sem dúvida exemplo do sucesso obtido por tais sistemas e tecnologias. O fornecimento desses serviços de telecomunicações só foi possível com a introdução de novos equipamentos de rede em instalações que, até à data, acolhiam somente os sistemas convencionais de comutação e transmissão de voz. O projetista das instalações de telecomunicações depara-se agora com o desafio de configurar os sistemas de energia para que estes suportem novas cargas com diferentes requisitos. Os sistemas de telecomunicações atuais são alimentados em corrente contínua. Estes sistemas de energia são constituídos por um conversor AC/DC e por um conjunto de baterias em paralelo que permitem o funcionamento dos sistemas de telecomunicações em caso de falha da fonte primária de energia. Os sistemas de alimentação instalados nas infraestruturas de telecomunicações da PTC dividem-se basicamente em duas tecnologias distintas: retificação por tiristores e fontes comutadas, as quais serão objeto de estudo neste relatório de estágio. Os sistemas auxiliares reúnem um conjunto de equipamentos cujo objetivo é garantir a continuidade da alimentação elétrica aos equipamentos de telecomunicações, bem como condições de humidade e temperatura especificadas pelos seus fabricantes para o seu correto funcionamento. As instalações que abrigam o equipamento de rede, geralmente, incluem também outros sistemas auxiliares, como a iluminação e o equipamento de ar condicionado, que devem estar disponíveis de forma a aumentar a fiabilidade da operação dos equipamentos de telecomunicações. Estes sistemas conseguem tolerar breves interrupções de energia, sem que ocorram consequências nefastas sobre o equipamento de telecomunicações. 1.1 Objetivos do Estágio O presente relatório de estágio enquadra-se na componente de Projeto/Estágio/Dissertação do plano de estudos do curso de Mestrado em Instalações e Equipamentos em Edifícios (MIEE), 2ª edição, ministrado pelo Instituto Superior de Engenharia de Coimbra (ISEC). A sugestão da opção estágio foi sugerida pelo responsável da 1ª Edição, Doutor Fernando José Pimentel Lopes e pelo responsável da 2ª Edição, Doutor Gilberto Cordeiro Vaz, sugestão acolhida com agrado por parte do relator. O estágio decorreu nas instalações do departamento dos Sistemas Auxiliares I 4 (SAX I 4), da PTC situadas em Coimbra, onde o relator exerce a sua atividade profissional. O departamento António Manuel Dias da Silva Santos 1

20 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações SAX I 4 tem como área de operação os grupos de redes PTC de Arganil, Coimbra, Figueira da Foz, Mealhada e Pombal. O referido estágio decorreu entre 2 de Novembro de 2009 e 17 de Julho de A orientação do estágio por parte do ISEC, ficou a cargo do Doutor Victor Daniel Neto dos Santos, ficando a supervisão por parte da PTC a cargo do Eng.º António Correia Simões Caldeira. O objetivo principal do estágio compreendeu a aplicação e desenvolvimento em contexto profissional das noções teóricas lecionadas no âmbito do Mestrado em Instalações e Equipamentos em Edifícios. As tarefas desenvolvidas durante o período de estágio abrangem ações de manutenção dos sistemas auxiliares de telecomunicações (sistemas de alimentação DC; sistemas de alimentação AC e sistemas de climatização). Como objetivo secundário, realizou-se um estudo comparativo relativo à eficiência das tecnologias utilizadas nos sistemas DC: sistemas com retificação por tiristores e os sistemas constituídos por fontes comutadas. 1.2 Estrutura do Relatório de Estágio A primeira fase do trabalho contempla a apresentação da empresa de acolhimento do estágio. Assim, no Capítulo 2 são descritas as empresas do grupo Portugal Telecom, as suas áreas de atividade bem como as participações em empresas internacionais, para além disso é apresentada uma breve resenha histórica sobre a empresa desde os seus primórdios até aos dias atuais. Neste capítulo é também apresentado o departamento de acolhimento onde decorram as atividades descritas no presente relatório e as suas áreas de intervenção. O Capítulo 3 apresenta o resultado de um trabalho de pesquisa sobre o estado da arte relativo aos diversos sistemas de alimentação existentes nos sistemas auxiliares, instalados nas infraestruturas de telecomunicações da PT na área do SAX I 4. O Capítulo 4 tem como objetivo descrever as diversas tarefas realizadas no departamento durante o período de estágio, nomeadamente: a manutenção dos sistemas auxiliares e da instalação, aceitação e comissionamento de equipamentos. É igualmente descrito, um conjunto de procedimentos que são efetuados no âmbito da manutenção preventiva e corretiva aos equipamentos. São também apresentadas as tarefas efetuadas durante o acompanhamento de obra nomeadamente: ensaio do quadro de transferência; ligação dos grupos provisórios e substituição do posto de transformação. No Capítulo 5 é realizada uma análise do rendimento dos sistemas de alimentação DC de duas tecnologias diferentes: retificadores a tiristores e fontes comutadas. O ensaio realizado tem por objetivo quantificar a energia que se pode poupar decorrente da troca de tecnologia com base na análise dos rendimentos dos equipamentos instalados. Por último, no Capítulo 6, são apresentadas as conclusões do trabalho efetuado durante o estágio. 2

21 CAPÍTULO 2 2 EMPRESA DE ACOLHIMENTO A Portugal Telecom (PT), é uma empresa que engloba todos os segmentos do setor das telecomunicações. É um operador de telecomunicações global que se assume como sendo uma das entidades nacionais com maior projeção nacional e internacional. Do seu portefólio constam os serviços de telecomunicações fixas, móvel, dados, multimédia e distribuição no continente e ilhas do sinal analógico e digital de televisão terrestre. Para tal, dispõem de uma extensa rede de telecomunicações suportada em diversos meios de transmissão tais como: o tradicional cabo de cobre de pares simétricos, fibra ótica e rede rádio. De realçar a sua rede de fibra ótica recentemente distinguida pela FTTH Council Europe com o prémio de inovação na área de Deployment and Operation of FTTH Networks. Esta rede, conhecida como rede de nova geração, permite que a fibra ótica chegue até à casa dos clientes, estando previsto que no final de 2011 cerca de 1,6 milhões de casas estejam ligadas por fibra ótica (FTTH, 2011). Uma das prioridades da PT é a procura de soluções inovadoras que permitam responder com êxito aos desafios que se colocam aos cidadãos e empresas, contribuindo desta forma para o desenvolvimento da sociedade de informação. Nesse sentido, celebrou vários acordos e parcerias com empresas de referência de diversos setores, com o objetivo da melhoria dos produtos disponibilizados aos seus clientes. O grupo PT é constituído pelas empresas: Figura 2.1 Logótipo da PT (TELECOM, 2011). Quadro 2.1 Empresas do grupo PT e suas atividades (TELECOM, 2011). Empresas PT Comunicações PT Prime TMN PT II PT PRO PT Inovação PT Sistemas de Informação PT Contact PT Compras Atividade principal Comunicações fixas, Internet e portais Negócios empresariais Comunicações Móveis Nacionais Investimentos Internacionais Assessoria administrativa e gestão empresarial Investigação e desenvolvimento Sistema de informação Telemarketing Negociação e compras António Manuel Dias da Silva Santos 3

22 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações A PT detém as seguintes participações internacionais. Quadro 2.2 Presença internacional da Portugal Telecom (TELECOM, 2011). País Brasil Angola Cabo Verde São Tomé e Príncipe Namíbia Macau Timor Leste Empresa Oi, Contax Unitel CVT - Cabo Verde Telecom CST - Companhia Santomense de Telecomunicações MTC - Mobile Telecommunication Limited CTM - Companhia de Telecomunicações de Macau Timor Telecom A PT encontra-se atualmente cotada na bolsa de Nova Iorque e na Euronext Lisboa, sendo uma das empresas mais transacionadas na Euronext Lisboa. 2.1 História da Empresa Os primórdios das telecomunicações em Portugal remontam ao ano de 1877, um ano após Alexander Graham Bell ter inventado o telefone e relatam as primeiras experiências com uma ligação telefónica entre Carcavelos e a Central de Cabo de Lisboa. Em 1882, estabelece-se em Lisboa e no Porto a Edison Gower Bell Telephone Company of Europe Limited com o intuito de explorar a concessão de serviço telefónico. No ano de 1887, a Anglo Portuguese Telephone Company (APT) toma posse desta concessão que detém até ano de 1968, ano em que é criada a Empresa Pública de Telefones de Lisboa e Porto (TLP) (UBI, 2011). No ano de 1904, a rede de telecomunicações estende-se a outros pontos do país, tais como Coimbra, Braga e Setúbal sob a responsabilidade dos Correios, Telégrafos e Telefones (CTT), empresa pertencente ao estado. Em abril desse ano estabeleceu-se a primeira ligação entre Lisboa e Porto existindo à data uma única linha. Em 1922, é concedida à Marconi s Wireless Telegraphy Company a concessão da exploração da rádio telegrafia e telefonia sem fios. Passando esta concessão para a Companhia Portuguesa Rádio Marconi (CPRM) quando esta foi fundada em 1925 (FUNDAÇÃO, 2011). A partir de 1923, a rede do estado e a rede da APT tiveram uma forte expansão, sendo que nos finais da década de 20 os CTT cobriam cerca de 360 localidades. No ano de 1930, a APT montou as primeiras centrais telefónicas automáticas, prescindindo do trabalho das telefonistas. Nestes primeiros cinquenta anos assistiu-se a um crescimento vertiginoso do parque telefónico quer em zonas urbanas quer rurais (UBI, 2011). O ano de 1987, fica marcado pelo início da digitalização (passagem da comutação eletromecânica para comutação digital), sendo as primeiras centrais digitais instaladas em Lisboa (central de Carnide) e Aveiro, processo que teve a sua maior implementação nos primórdios da década de 90 e terminou em 15 de Outubro de 1999 com a colocação ao serviço da central digital da Bemposta no concelho de Abrantes, documentado na placa comemorativa da Figura 2.2. que assinala a digitalização integral da rede de telecomunicações da PT. 4

23 CAPÍTULO 2 Figura 2.2 Placa comemorativa da digitalização integral da rede de telecomunicações da PT. Em 1991, é criada a Teledifusora de Portugal (TDP) com o intuito de explorar as infraestruturas de teledifusão. No ano de 1992, é criada a holding estatal Comunicações Nacionais (CN) com o intuito de gerir as participações estatais no sector das comunicações nomeadamente, CTT, TLP, CPRM e TDP. Nesse ano os CTT passam a dedicar-se em exclusivo ao serviço de correio, passando a sua participação nas telecomunicações para a então criada Telecom Portugal, SA (TP) (FUNDAÇÃO, 2011). Com a criação da TP a rede de telecomunicações nacionais fica dividida por três operadores: Os TLP exploram as comunicações telefónicas de Lisboa e Porto; a TP explora o restante das comunicações nacionais e as ligações internacionais para a Europa e bacia do Mediterrâneo, ficando a cargo da CPRM o restante das ligações intercontinentais. Em 1994, nasce a Portugal Telecom, SA (PT) fruto da fusão das empresas TP, TLP e TDP da holding estatal CN. Em 1995, a PT integra o remanescente da participação da CPRM que era detida pela CN e dá-se a dissolução da CN. Inicia-se então, o processo de privatização da PT que se dividiu por cinco fases nos anos de 1995, 1996, 1997, 1999 e Em 2000, a empresa muda o seu objetivo social para Sociedade Gestora de Participações Sociais, passando a denominar-se Portugal Telecom, SGPS, SA. 2.2 O departamento de acolhimento O departamento SAX I 4 pertence à Direção Operações Cliente Infraestrutura (DOI) da PTC, responsável pela manutenção e operação da rede de telecomunicações da PT. O departamento SAX I 4 tem como incumbência a manutenção e operação dos sistemas auxiliares instalados nas infraestruturas de telecomunicações da PT na sua área geográfica de atuação que inclui os grupos de redes de Abrantes, Arganil, Caldas da Rainha, Castelo Branco, Coimbra, Covilhã, Idanha-a-Nova, Leiria, Mealhada, Figueira da Foz, Pombal, Proença-a-Nova e Torres Novas. Os recursos humanos encontram-se sedeados em Caldas da Rainha, Castelo Branco, Coimbra, Covilhã, Leiria e Torres Novas. O local do estágio é em Coimbra, embora a sua área de atuação englobe a área geográfica dos grupos de redes de Arganil, Coimbra, Figueira da Foz, Mealhada e Pombal. António Manuel Dias da Silva Santos 5

24 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações As áreas de intervenção do departamento SAX I 4 são: Sistemas de corrente alternada doravante designados por Alternating Current (AC): Instalações elétricas de baixa tensão; Grupos de socorro; Uninterruptible Power Supply (UPS). Sistemas de corrente contínua comummente designados por Direct Current (DC): Retificadores; Baterias. Sistemas de climatização: Ar condicionado close control ; Free cooling. Alarmes e telegestão dos sistemas auxiliares. A correta manutenção dos sistemas auxiliares visa a continuidade de serviço, condição imprescindível na qualidade do serviço de telecomunicações. Fazem parte das funções do departamento além das funções de manutenção, a aceitação, instalação e comissionamento de equipamentos. 2.3 Percurso profissional do estagiário A empresa e o departamento de acolhimento do estágio, têm a particularidade de ser o local onde o relator exerce a sua atividade profissional. O seu percurso profissional na empresa iniciou-se no ano de 1991 como eletrotécnico, exercendo funções na área técnica de exteriores de transmissão. No ano de 1993, mudou para a área técnica da conservação dos sistemas auxiliares. No período compreendido entre os anos de 1993 a 1998, a sua área de atuação estava focalizada nas infraestruturas de telecomunicações por feixes hertzianos e nas infraestruturas de distribuição do sinal de televisão por teledifusão. De 1998 até ao presente passou a englobar também as infraestruturas de telecomunicações fixas. De 1998 a 2001, exerceu a função de supervisor do departamento e de 2001 a 2003, a função de coordenador do departamento. No ano de 2010 foi colocado como Técnico Superior continuando a exercer funções no mesmo departamento. 6

25 CAPÍTULO 3 3 SISTEMAS AUXILIARES DE TELECOMUNICAÇÕES Os sistemas auxiliares de telecomunicações englobam um conjunto de equipamentos que têm como objetivo comum, o correto funcionamento dos sistemas de telecomunicações. Para que os sistemas de telecomunicações possam funcionar, é necessário garantir a continuidade da sua alimentação elétrica bem como as condições de humidade e temperatura estabelecidas pelos climatogramas dos equipamentos. Os sistemas auxiliares de telecomunicações instalados nas infraestruturas de telecomunicações podem ser subdivididos em: sistemas de alimentação em corrente contínua; sistemas de alimentação em corrente alternada; sistemas de climatização; alarmes e telegestão dos sistemas auxiliares. 3.1 Sistemas de corrente contínua A alimentação dos equipamentos de telecomunicações é em corrente contínua. A razão de ser em corrente contínua e com a amplitude de 48 V tem a ver com razões históricas. Os 48 V de amplitude prende-se com o facto de que era uma amplitude suficientemente alta para permitir o funcionamento de uma linha telefónica, com um comprimento longo, mas ao mesmo tempo não era perigosa para as pessoas caso estas tocassem nas linhas. Outro facto de ordem histórica, está relacionado com a polaridade da linha telefónica sendo que, o polo que se encontra aterrado (ligado à terra) é o positivo o que torna a tensão da linha telefónica negativa -48 V. A esse valor de tensão, o cobre das linhas telefónicas fica menos vulnerável à deterioração por ação eletroquímica do que se a tensão fosse positiva. Este nível de tensão e a referenciação positiva foram sendo adotados ao longo do tempo e mantiveram-se até aos dias de hoje embora o valor de tensão utilizado apresente algumas diferenças. Uma das vantagens da alimentação ser em corrente contínua prende-se com o facto de que a energia é facilmente acumulável sob a forma eletroquímica em baterias, permitindo desta forma a existência de uma reserva de energia em caso de falha da fonte primária de energia, reserva essa diretamente utilizável sem necessidade de transformação, logo sem perdas associadas. Esta reserva de energia é fundamental para a continuidade do serviço de telecomunicações. Os sistemas de corrente contínua, são os responsáveis pela alimentação dos sistemas de telecomunicações, fornecendo-lhes em permanência a energia necessária ao seu funcionamento. Basicamente os sistemas de energia DC são constituídos por um conversor AC/DC, vulgo retificador, por um bloco de comando e sinalização, por um ou mais bancos de baterias em paralelo e em alguns casos por um contactor de corte da carga ou bateria. O contactor de corte de carga é usualmente designado por contactor de corte de estação. O conversor AC/DC tem como função a retificação da corrente alternada em corrente contínua. O bloco de comando e sinalização efetua a monitorização e a gestão do sistema controlando a tensão, a corrente de carga da bateria, os alarmes e as telesinalizações. António Manuel Dias da Silva Santos 7

26 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações As baterias têm por função a reserva de energia em caso de falta da fonte primária de energia. O contactor de corte da carga tem como função a proteção da bateria de descargas profundas. Caso ocorra uma falta de energia da fonte primária, ou ocorra uma avaria no retificador, a bateria passa a debitar corrente para a carga e a sua tensão vai começar a baixar. Se a falta de energia da fonte primária de energia (corrente alternada) se prolongar, ou a avaria do retificador persistir, a capacidade da bateria vai diminuir e a tensão vai continuar a descer. De modo a evitar a degradação da bateria (sulfatação da bateria), o contactor abre e isola a carga da bateria, esta operação embora proteja a bateria implica a perda de comunicações. O contactor é controlado pelo bloco de comando e sinalização, estando programada a sua abertura para quando a tensão atingir o valor de 44 V, o que corresponde a um valor de tensão por elemento de bateria de 1,83 V (sistemas com 24 elementos de bateria, -54 V). Os sistemas com contactor de corte de carga dispõem de um comando manual que inibe a abertura do contactor, desta forma, é possível evitar a sua abertura quando se realizam operações de manutenção que impliquem a substituição ou parametrização das cartas de comando ou microprocessadores desses sistemas. O contactor de corte da carga ou bateria só é utilizado em sistemas DC de menor capacidade Contactor corte carga Contactor corte bateria 24 elementos 24 elementos C A R G A B A TERIA C A R G A B A TERIA Figura 3.1 Esquema de um sistema DC com contactor de corte de carga. Figura 3.2 Esquema de um sistema DC com contactor de corte de bateria. O nível de tensão utilizado está diretamente relacionado com os níveis de tensão admitidos pelos equipamentos e com o número de elementos da bateria. Os níveis de tensão de funcionamento em regime flutuante passíveis de ser encontrados nos barramentos DC das instalações da área do SAX I 4 são: -56,25 V, para sistemas com baterias de 25 elementos; -54 V, para sistemas com baterias de 24 elementos (os mais frequentes) e -51,75 V para sistemas com baterias de 23+2 elementos (sistemas obsoletos). A tensão é negativa pelo facto de ser o polo positivo que se encontra referenciado à terra e pelos motivos explicados anteriormente. 8

27 CAPÍTULO 3 As tecnologias instaladas dividem-se fundamentalmente em dois tipos: os sistemas de alimentação com retificação por tiristores e os sistemas mais recentes constituídos por fontes comutadas de alta frequência Sistemas de corrente contínua a tiristores Os sistemas de corrente contínua a tiristores são constituídos basicamente por: um transformador abaixador; por um bloco de retificação e regulação constituído por tiristores ou tiristores e díodos; por um bloco de comando e sinalização; por um bloco de filtragem e por uma bateria em paralelo, como se encontra representado na Figura 3.3. a qual representa um diagrama de blocos de um retificador a tiristores. Figura 3.3 Diagrama de blocos de um retificador a tiristores (TECNITROM, 2011). Os sistemas DC instalados na área do SAX I 4 que recorrem à tecnologia de retificação por tiristores são todos trifásicos. O transformador é responsável pelo abaixamento da tensão e em alguns casos pela duplicação das fases no secundário (transformador hexafásicos). Existem dois tipos de ligação dos transformadores instalados neste tipo de equipamentos, consoante o fabricante e a potência do retificador. As ligações mais utilizadas nos transformadores são: do tipo estrela / estrela (Y/y) para sistemas trifásicos e do tipo triângulo / estrela (D/y) para sistemas DC hexafásicos, usados em alguns retificadores com correntes iguais ou superiores a 500 A. O bloco de retificação e regulação, no caso da retificação trifásica é composto por um retificador trifásico semi-controlado em ponte, o qual é composto por três tiristores e por três díodos, ligados conforme indica a Figura 3.4 Esquema de um retificador trifásico semicomandado (LANDER, 1997). António Manuel Dias da Silva Santos 9

28 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações + L1 TR T1 T2 T3 L2 L3 V m édio D1 D2 D3 - Figura 3.4 Esquema de um retificador trifásico semi-comandado (LANDER, 1997). A regulação é efetuada através da variação do ângulo (α) de disparo dos tiristores. O valor médio da tensão de saída, V médio, é dado pela seguinte equação. (1) Figura 3.5 Módulo de potência de um retificador trifásico. No caso dos retificadores hexafásicos recorre-se a uma retificação hexafásica de meia onda, efetuada por seis tiristores com um período máximo de condução de 60º cada, o que corresponde a um sexto de ciclo. + L1 TR T1 T2 T3 T4 T5 T6 L2 V m édio L3 - Figura 3.6 Esquema retificador hexafásico (LANDER, 1997). 10

29 CAPÍTULO 3 Com este tipo de retificação obtém-se um valor de ripple muito baixo. O valor médio da tensão de saída, V médio, é dado pela seguinte equação. (2) Este tipo de retificadores também designados de retificadores modulares existe sob duas formas: retificadores modulares simples ou tipo I e retificadores modulares tipo II. Estas duas formas, permitem a conjugação dos mesmos em três tipos de configuração com dois níveis distintos de tensão. Podemos encontrar sistemas de alimentação DC, constituídos só por retificadores do tipo I, sistemas compostos só por retificadores do tipo II e sistemas constituídos por retificadores do tipo I e do tipo II. Nas instalações do SAX I 4 existem sistemas DC constituídos por dois retificadores do tipo I ou simples, cada um com uma bateria associada de 24 elementos e ligados a um barramento DC comum, com uma tensão de -54 V. Sistemas constituídos por um retificador do tipo I e por dois retificadores do tipo II, ligados a um barramento comum, com uma tensão de -51,75 V e associado a cada retificador tipo II uma bateria de 23+2 elementos. E ainda sistemas DC constituídos por dois retificadores do tipo II, ligados a um barramento comum com uma tensão de -51,75 V, cada um com uma bateria associada de 23+2 elementos. Uma das configurações usuais para sistemas DC de grande capacidade (superiores a 3 x 400 A) é a configuração que engloba um retificador tipo I e dois retificadores do tipo II, ligados a um barramento comum com uma tensão de -51,75 V. Os retificadores do tipo II, são constituídos por um retificador principal, cuja tensão de saída é -51,75 V e por um retificador auxiliar (monofásico ou trifásico), com uma tensão de saída de -4,50 V e cuja corrente máxima é aproximadamente ¼ da corrente do retificador principal. Os retificadores do tipo II, possuem uma bateria de vaso aberto constituída por 23+2 elementos em série. A função do retificador auxiliar é carregar a bateria em série com o retificador principal. O retificador do tipo I, é igual ao retificador principal do tipo II e estão ligados em paralelo ao barramento de saída, cuja tensão -51,75 V. Este tipo de sistemas tiveram uma larga aplicação no tempo da comutação eletromecânica, pois os equipamentos eletromecânicos eram especificados para trabalharem com uma janela de tensão compreendida entre os -46,5 V e os -54 V. Em funcionamento normal (Figura 3.7), o retificador do tipo I e os retificadores principais dos retificadores tipo II, alimentam as cargas com uma tensão de -51,75 V. As baterias ligadas aos retificadores tipo II carregam pela série do retificador principal com o retificador auxiliar. O díodo de isolamento (D), encontra-se em situação normal inversamente polarizado, impedindo que o retificador principal carregue só os 23 elementos de bateria, mas sim os 25 elementos de bateria em série com o retificador auxiliar. Quando falha a rede o díodo de isolamento fica diretamente polarizado e a carga passa a ser alimentada pelos 23 elementos da bateria (Figura 3.8). A tensão vai continuar a baixar devido à solicitação de corrente à bateria por parte da carga. António Manuel Dias da Silva Santos 11

30 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações Retificador tipo II Retificador tipo II R etificador Principal R etificador A uxiliar R etificador Principal R etificador A uxiliar C C D D C A R G A 23 elem. 2 elem. B A TERIA C - C ontactor D - D íodo C A R G A 23 elem. 2 elem. B A TERIA C - C ontactor D - D íodo Figura 3.7 Retificador em funcionamento normal. Figura 3.8 Bateria à descarga antes da comutação. Chegada a tensão aos -47 V, é dada ordem de fecho pelo monitor de tensão ao contactor (C), que coloca em série com os 23 elementos da bateria os 2 elementos da bateria adicionais elevando a tensão para -51,5 V (Figura 3.9). Desta forma, é obtida uma maior autonomia sem que o nível da tensão aos terminais da carga saia dos valores especificados. Quando retorna a rede, o retificador principal arranca fornecendo energia à carga e aos 25 elementos da bateria e elevando a tensão até aos -53,5 V (Figura 3.10), ao atingir este patamar de tensão o bloco de comando, dá ordem de abertura ao contactor e desce a tensão do retificador principal para -51,75 V. Após uma temporização de dois minutos arranca o retificador auxiliar que em série com o retificador principal carrega os 25 elementos da bateria com uma tensão total de -56,25 V. Retificador tipo II Retificador tipo II R etificador Principal R etificador A uxiliar R etificador Principal R etificador A uxiliar C C D D C A R G A 23 elem. 2 elem. B A TERIA C - C ontactor D - D íodo C A R G A 23 elem. 2 elem. B A TERIA C - C ontactor D - D íodo Figura 3.9 Bateria à descarga após a comutação. Figura 3.10 Bateria à carga antes da descomutação. O bloco de comando e sinalização controla e monitoriza todos os parâmetros essenciais para correto funcionamento do retificador. Disponibiliza informação sobre o funcionamento do 12

31 CAPÍTULO 3 retificador através de informação visual (LED s, voltímetros e amperímetros) e permite a ligação de alarmes e informações remotas através de contactos de relés livres de potencial. O bloco de filtragem tem como finalidade o alisamento da forma de onda à saída do bloco de retificação. Para tal, recorre à colocação de um conjunto de condensadores em paralelo com o barramento e indutâncias em série com o barramento (malha LC), com isto pretende-se minimizar o ripple, ou seja tornar plana a forma da tensão. A bateria colocada em paralelo com a carga serve de reserva de energia em caso de falha da fonte primária de energia, funcionando também como filtro Sistema de corrente contínua com fontes comutadas de alta frequência Os sistemas de corrente contínua com fontes comutadas são atualmente os mais utilizados em sistemas de telecomunicações. O grande desenvolvimento dos componentes eletrónicos nas últimas décadas, possibilita uma grande densidade de potência, permitindo a construção de equipamentos com baixa volumetria, grande potência e rendimento elevado. As fontes comutadas, são essencialmente a conjunção de um conversor AC/DC com um conversor DC/DC. A exploração da capacidade de comutação dos dispositivos semicondutores, permite maximizar a eficiência, sendo possível frequências de trabalho de aproximadamente 40 khz utilizando transístores de potência e 200 khz utilizando MOSFET S. D ispositivo eletrónico de com utação L AC R etificador não controlado C1 D C2 C arga T ensão à saída do retificador parcialm ente filtrada T ensão à saída do dispositivo de com utação T ensão à saída do filtro LC Figura 3.11 Esquema de princípio de um circuito básico de retificador comutado (LANDER, 1997). A tensão de saída é controlada pela frequência de funcionamento do dispositivo de comutação em função do duty cycle. Como a frequência de funcionamento é elevada, o filtro de saída pode ter valores baixos de capacidade (C2) e indutância (L), minimizando o tamanho dos componentes. Os sistemas constituídos por fontes comutadas recorrem à colocação em paralelo de várias fontes de igual potência e características que debitam corrente para um barramento comum, onde se encontram ligadas as cargas. Estas fontes, para um melhor desempenho e otimização das condições de carga das baterias, são comandadas por um módulo micro-processado António Manuel Dias da Silva Santos 13

32 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações conhecido por módulo de comando. Este regula o nível de tensão de saída das fontes comutadas em função da temperatura das baterias, controla a corrente máxima de carga das baterias (corrente de limitação), reparte a corrente total de igual forma por cada fonte e gere todas as condições de alarme, possibilita também a telegestão via RS232 e ou Ethernet. As fontes comutadas utilizadas também podem trabalhar autonomamente, permitindo a regulação da tensão de saída e a limitação da corrente de saída. O número de fontes comutadas a colocar em paralelo depende da potência parcial da fonte, da potência da carga instalada e das baterias instaladas no sistema, sendo que a soma das potências parciais das fontes, tem de ser superior à soma da carga da instalação mais dez por cento da corrente nominal de cada bateria. Para questões de dimensionamento, dever-se-á ter em conta a perspetiva de crescimento da carga da instalação e eventual redundância. A título de exemplo, o dimensionamento de uma instalação com uma carga de 2,725 kw (54,5 V, 50 A), cujo sistema de alimentação é constituído por fontes comutadas de 1 kw e por duas baterias de 100 Ah (54,5 V 25ºC) é realizado da seguinte forma: Potência para a carga 2725 W Potência para carregar as baterias 1090 W = 2 x 100 x 0,1 x 54,5 Potência total 3815 W O número de fontes necessário é dado pelo quociente entre o valor da potência total e a potência da fonte. Assim sendo, para o sistema apresentado teriam de ser instaladas no mínimo quatro fontes de 1 kw. Em relação às potências das fontes comutadas, nas instalações da PT na zona do SAX I 4 existem fontes com potências compreendidas entre os 250 W e os 5 kw. Esta panóplia de potências permite o arranjo em sistemas, que permitem alimentar instalações com potências instaladas de dezenas de watt até milhares de watt. Figura 3.12 Sistema DC controlador e fontes. 14

33 CAPÍTULO 3 Figura 3.13 Sistema DC com fontes comutadas. Figura 3.14 Fontes comutadas 4 kw. A tecnologia utilizada neste tipo de equipamento varia consoante a potência pretendida e o fabricante, embora a base do principio de funcionamento seja a de um conversor do tipo abaixador (step-down ou buck ou forward). As fontes comutadas que equipam os sistemas DC da área do SAX I 4 são alimentadas com uma tensão de 230 V AC. R Ly2 LB DB D oa Lo F N R Ly1 RS + LO SSLESS SN N U B ER + C 1a S1a + Co V E + PE - SB + C 1b S1b D ob V E - INRUSH LIMIT C IR C U IT D IO D E B R ID G E C U R R EN T SH U N T O U TPU T R ELA Y EMI FILTER AND TRANSIENT SUPRESSION CIRCUITS BOOSTER CIRCUIT HALF BRIDGE DC-DC CONVERTER HF POWER TRA N SFO R M ER OUTPUT RECTIFIER AND FILTER EMI FILTER Figura 3.15 Esquema de potência de uma fonte comutada 48 V 100 A (EFACEC, 1997). 3.2 Baterias As baterias são parte integrante dos sistemas de corrente contínua e servem para a reserva de energia sob a forma eletroquímica quando existe falha da fonte de energia principal ou seja da energia proveniente da rede de energia elétrica. As baterias encontram-se ligadas em paralelo com os sistemas de alimentação DC, servindo também de amortecedor e filtro a eventuais oscilações de tensão. As baterias utilizadas nas instalações de telecomunicações são baterias estacionárias ácidas de chumbo. Foram inventadas em 1860 por Planté sendo as primeiras baterias recarregáveis para uso comercial. Constituídas na sua versão original por duas placas de chumbo mergulhadas num eletrólito de ácido sulfúrico, possuem uma força eletromotriz de 2,041 V. Embora a sua relação peso energia seja baixo, o chumbo é um material barato e o processo de fabrico é António Manuel Dias da Silva Santos 15

34 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações relativamente simples o que se traduz num preço de fabrico relativamente baixo. A sua constituição pouco se alterou desde a sua invenção, sendo constituída por um vaso contendo ácido sulfúrico, onde se encontram submersas duas placas de liga à base de chumbo separadas por um material isolante mas poroso. A placa positiva é constituída por uma grelha de chumbo de forma quadrangular, que é empastada com um material ativo, dióxido de chumbo PbO 2. A placa negativa é constituída por uma grelha de chumbo de forma quadrangular, cujo material ativo é o chumbo Pb. O eletrólito é composto por uma solução de ácido sulfúrico H 2 SO 4 cuja densidade é aproximadamente 1,24 kg/l quando carregada (no caso de baterias estacionárias). O separador é fabricado num material isolante e micro poroso resistente à ação do ácido, que permite o fluir dos iões, mas impede a migração das partículas sólidas. O vaso ou caixa serve de depósito ao eletrólito, placas e separador, geralmente construído em polietileno ou polipropileno. Confere rigidez e proteção mecânica ao conjunto e serve de elemento fronteira com o exterior, onde são colocados dois terminais, o polo positivo e o polo negativo. Figura 3.16 Esquema de uma bateria de chumbo. As reações químicas na superfície das placas ou elétrodos introduzem eletrões na placa de Pb, e criam um défice de eletrões na placa de PbO 2. O sistema atinge o equilíbrio quando a energia necessária para depositar ou remover um eletrão é igual à energia gerada pela reação. (3) A diferença de potencial nas condições T = 298 K e uma mole de eletrólito ácido é igual a: 0, ,685 = 2,041 V. (4) 16

35 CAPÍTULO 3 Figura 3.17 Tensão da bateria em vazio (ECEE, 2011). Quando a bateria se encontra carregada, a placa negativa encontra-se coberta por uma camada externa de sulfato de chumbo bem como de eletrões e a placa positiva por uma camada externa de iões positivos. Esta concentração de cargas junto às placas, cria um campo elétrico entre os terminais do elemento. Durante a descarga gera-se uma corrente entre os dois polos da bateria. Esta corrente, provoca a dissociação do ácido sulfúrico H 2 SO 4 em sulfato SO 4 e hidrogénio H 2. Na placa positiva os iões sulfato SO 4 combinam-se com o dióxido de chumbo PbO 2 e formam o sulfato de chumbo PbSO 4, o oxigénio O remanescente, combina-se com os iões de hidrogénio H 2, para formar água H 2 O. Na placa negativa, os iões de SO 4 combinam-se com o chumbo Pb e formam sulfato de chumbo PbSO 4. Neste processo, a composição das placas positiva e negativa inicialmente PbO 2 e Pb respetivamente, tendem a transformar-se em sulfato de chumbo PbSO 4, eliminando assim a dissimetria que deu origem à corrente. No processo da descarga, a concentração do ácido sulfúrico diminui. Durante a carga, a corrente de carga flui em sentido inverso ao da descarga, dissocia o sulfato de chumbo PbSO 4 na superfície da placa positiva e negativa, nos seus componentes chumbo Pb e sulfato SO 4 e dissocia a água H 2 O em oxigénio O e hidrogénio H 2. Na placa positiva, os iões de sulfato SO 4 combinam-se com os iões de hidrogénio H 2, para regenerar o ácido sulfúrico H 2 SO 4, os iões de oxigénio O, recombinam-se com o chumbo Pb para restituir o dióxido de chumbo PbO 2. Na placa negativa, os iões de sulfato SO 4 combinam-se com os iões de hidrogénio H 2, regenerando o ácido sulfúrico H 2 SO 4, da mesma forma o chumbo Pb puro reaparece na superfície da placa. No processo da carga a concentração de ácido sulfúrico aumenta. No processo de descarga, o material ativo da placa positiva passa de PbO 2 para PbSO 4, na placa negativa passa de Pb para PbSO 4. No processo de carga, o material ativo da placa positiva passa de PbSO 4 para PbO 2, na placa negativa passa de PbSO 4 para Pb. Estas transformações provocam expansões e contrações da matéria ativa. Isto provoca a António Manuel Dias da Silva Santos 17

36 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações desagregação da mesma, que acaba por cair no fundo da caixa. Ou seja, cada ciclo de carga e descarga provoca a diminuição da vida útil da bateria. A unidade de uma bateria ácida de chumbo é o elemento e a sua tensão nominal são 2 V. No mercado existem baterias ácidas com tensões de 2 V, 6 V e 12 V o que equivale a associação em série de 1, 3 ou 6 elementos respetivamente. O mais usual em instalações de telecomunicações são os de 1 e 6 elementos ou seja 2 V ou 12 V, agrupados em série para perfazer uma tensão total nominal de 48 V. A capacidade de uma bateria expressa-se em Ampere hora (Ah), e indica-nos qual a corrente que a bateria consegue fornecer durante uma hora até atingir uma tensão pré determinada. Em baterias estacionárias é usual referir a capacidade da bateria a 10 horas. O tamanho das placas e o número de placas em paralelo são os dois fatores utilizados no dimensionamento de uma bateria com vista a obter a capacidade desejada. Em instalações de telecomunicações podemos encontrar baterias ácidas de vaso aberto e baterias ácidas seladas ou Valve Regulated Lead Acid (VRLA), também conhecidas como baterias de recombinação gasosa ou por baterias sem manutenção. As baterias de vaso aberto são aquelas em que é possível operar sobre o eletrólito nomeadamente adicionar-lhe água. Este tipo de baterias, é utilizado nas instalações mais importantes da rede de telecomunicações, devido à sua fiabilidade e longevidade. 18 Figura 3.18 Baterias de vaso aberto. As baterias seladas ou VRLA possuem uma válvula que permite controlar a pressão no seu interior, deixando que haja libertação dos gases provenientes da reação química, mas só em casos extremos para manter a integridade da bateria. O facto de serem conhecidas como baterias de recombinação gasosa, tem a ver com o facto de que o oxigénio e o hidrogénio libertados durante o processo de carga sob a forma gasosa recombinam-se, formando água que permanece no interior do elemento por este ser selado. Nas baterias de vaso aberto estes gases são libertados para a atmosfera, o que obriga à reposição do nível de eletrólito através da adição de água.

37 CAPÍTULO 3 As baterias seladas ou VRLA podem ser do tipo gel ou do tipo Absorbed Glass Mat (AGM). As baterias do tipo gel devem o seu nome, ao facto do eletrólito se encontrar sob a forma de gel, devido à adição de sílica. Nas baterias do tipo AGM o separador tem dupla função, pois serve de separador entre as placas e de elemento de absorção para o eletrólito. O separador é feito de micro fibras de vidro absorvente e poroso. Figura 3.19 Baterias tipo AGM. Em termos de manutenção, as baterias de vaso aberto necessitam que lhes seja adicionada água destilada ao eletrólito periodicamente, devido à evaporação resultante dos ciclos de descarga e carga. Em regime de exploração as baterias seladas necessitam de sistemas DC com controlo da tensão em função da temperatura, bem como um maior controlo da limitação da corrente de carga A tensão de uma bateria refere-se sempre à sua tensão nominal, ou seja ao número de elementos vezes a tensão nominal, sendo que em regime de funcionamento é necessário elevarmos essa tensão para garantir que a bateria esteja completamente carregada. Chamamos a essa tensão, a tensão flutuante a qual varia consoante o tipo de bateria: aberta; VRLA gel ou AGM. Sendo que os fabricantes especificam para cada bateria a tensão ótima de funcionamento em função da temperatura. A título de exemplo a Exide recomenda para a bateria Marathon M12V155FT uma tensão flutuante de 2,27 Volts Per Cell (VPC), para uma temperatura de 25º C, o que corresponde a uma tensão de 13,62 V aos terminais de cada bloco (conjunto de 6 elementos) de bateria. Os fabricantes especificam também a tensão máxima de reforço sendo que, esta tensão é a tensão a aplicar à bateria após uma descarga e destina-se a repor a capacidade da bateria. No caso da bateria mencionada anteriormente, essa tensão é de 2,35 VPC durante 24 horas ou 2,40 VPC durante 12 horas. Caso não se efetue uma carga de reforço a uma bateria após uma descarga, esta vai perdendo autonomia, visto que o seu eletrólito vai perdendo a densidade, dando-se um fenómeno que se chama de sulfatação das placas. O ideal para que uma bateria não perca capacidade é repor António Manuel Dias da Silva Santos 19

38 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações sempre a energia retirada mais 10%, ou seja se retirarmos dessa bateria 100 Ah, de seguida devemos repor 110 Ah. Com isto pretendemos que todo o eletrólito se regenere, aumentando a sua densidade, e que as placas passem do estado de sulfato de chumbo para chumbo (placa negativa) e para óxido de chumbo (placa positiva). No processo de carga, principalmente nas baterias do tipo VRLA deve-se limitar a corrente de carga a 10% da capacidade da bateria, no caso de baterias de vaso aberto este limite passa para 20%. A limitação da carga da bateria, evita que o processo de dissociação da água em hidrogénio e oxigénio durante a carga seja muito rápido, originando a libertação gasosa pela válvula devido ao aumento de pressão interior, acelerando a degradação da bateria por falta de eletrólito. Nas baterias de vaso aberto não é tão gravoso, pois o nível de eletrólito pode ser reposto através da adição de água destilada. Nas baterias de vaso aberto uma das formas de controlar o estado da carga da bateria, é através da medida da densidade do eletrólito. Outra forma de aferir o estado de uma bateria de vaso aberto ou selada, é através da realização de descargas controladas e da comparação dos resultados obtidos com curvas e ou tabelas de descarga do fabricante. Quadro 3.1 Tabela de descarga de vários modelos de baterias Marathon (EXIDE, 2009). Em relação ao local de instalação, as baterias ácidas de vaso aberto necessitam de uma sala própria ventilada. As baterias seladas podem ser instaladas em salas onde existam outros equipamentos. 3.3 Sistemas de alimentação CA Os sistemas de telecomunicações têm como principal fonte de energia, a energia alternada proveniente da rede pública, quer seja em baixa tensão ou média tensão. O facto de ser baixa ou média tensão, depende do valor da potência contratada para a instalação em causa, assim como a disponibilidade por parte do distribuidor de energia. Regra geral o distribuidor de energia fornece em baixa tensão até um limite contratado de 41,4 kva, sendo que, acima deste valor de potência, cada caso é analisado mediante a disponibilidade do distribuidor (regime de baixa tensão especial). Basicamente, o sistema de alimentação em CA, é constituído pela instalação elétrica e os seus componentes dimensionados de forma a garantir um funcionamento coordenado com vista à proteção de pessoas e bens, assim como a obtenção de condições de exploração que minimizem a ocorrência de interrupções, em especial as causadas por efeitos transitórios. 20

39 D escarregadores sobretensão Sistema DC Quadro ar condicionado Geral iluminação, tomadas e serviços auxiliares Iluminação interior 1 a n Iluminação exterior T om adas 1 a n Serviços auxiliares 1 a n CAPÍTULO 3 A função do disjuntor limitador de potência (DLP), é limitar a potência da instalação à potência efetivamente contratada ao fornecedor de energia elétrica. Regra geral é propriedade do fornecedor de energia. Com vista à otimização das condições de exploração, têm sido substituídos pelo fornecedor de energia, a pedido da PT, o DLP com proteção diferencial por DLP sem este tipo de proteção. Este procedimento só é possível uma vez que é instalado a jusante um interruptor diferencial com rearme automático, garantindo desta forma a proteção das pessoas contra contactos diretos. Wh C ontador energia Seccionador de fusiveis D isjuntor DLP Disjuntor limitador de potência Disjuntor diferencial Descarregador sobretensão M Interruptor de corte geral auto-rearm ável L1 L2 L3 N TP Figura 3.20 Esquema QGBT. O interruptor de corte geral auto-rearmável, consiste na associação de um interruptor diferencial com um bloco motorizado, que efetua o rearme do interruptor se este disparar por defeito diferencial. Este dispositivo é bastante útil para a continuidade do serviço, pois evita muitas deslocações às instalações de telecomunicações, devido a disparos intempestivos provocados por sobretensões, regra geral, de origem atmosféricas (trovoadas). Os descarregadores de sobretensões, equipamento de proteção da canalização e dos equipamentos, que em caso de subida da tensão da rede de distribuição acima de um valor de referência, faz o escorvamento à terra dessa mesma tensão. Este escorvamento regra geral provoca a destruição do descarregador e disparo dos dispositivos de proteção diferencial. As instalações de maior importância para a rede dispõem de Grupos Eletrogéneos de Socorro (GES), que servem de reserva em caso de falha da fonte primária de energia. Estes são constituídos por um motor diesel de arranque elétrico ou hidráulico, acoplado a um alternador e a um quadro de comando e transferência. Os motores diesel instalados, recorrem a várias tecnologias e configurações no que concerne ao número de cilindros e à sua disposição que varia de três em linha, até oito em linha e de seis em V, até dezasseis em V. No campo da António Manuel Dias da Silva Santos 21

40 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações alimentação, é possível encontrar motores normalmente aspirados e motores com turbo compressor. Quanto ao tipo de refrigeração, existem motores refrigerados a ar e refrigerados a água. Em relação ao seu sistema de arranque, existem duas versões: arranque hidráulico (óleo) e o tradicional arranque elétrico. Em relação ao sistema de comando da velocidade de rotação, existem sistemas em que a velocidade de rotação é ajustada previamente em função da carga, sendo que, sempre que houver um incremento ou decremento de carga, a frequência da onda sinusoidal aplicada à carga pelo alternador irá baixar ou subir respetivamente. No caso do motor dispor de um sistema automático de regulação de velocidade de rotação, este irá manter uma velocidade de rotação constante nas 1500 rotações por minuto (rpm) atuando sobre o sistema de admissão de gasóleo, garantindo que à saída do alternador a onda sinusoidal tenha uma frequência de 50 Hz, independentemente das variações da carga. 22 Figura 3.21 Grupos de socorro. Os alternadores instalados são do tipo brushless (sem escovas), com excitação por magnetismo permanente e com dois pares de polos, razão pela qual a velocidade de rotação deve ser igual a 1500 rpm, para se obter uma onda sinusoidal de 50 Hz de frequência. O controlo da amplitude da tensão é efetuada por um dispositivo conhecido por Automatic Voltage Regulator (AVR), dispositivo no qual é possível ao operador regular o valor da tensão de funcionamento. Quanto às potências dos alternadores instalados, estas variam de instalação para instalação, existindo alternadores desde os 17,5 kva até aos 1250 kva, na área de atuação do SAX I 4. Os quadros de comando e transferência dos grupos, servem para comando e sinalização dos GES. A sua missão é a automatização do processo de controlo das condições da rede de energia primária, o arranque, a paragem e controlo das proteções do GES, a transferência de carga rede/ges e GES/rede e a sinalização de avarias. Atualmente, os quadros de comando recorrem a autómatos programáveis, permitindo a sua monitorização/controlo remoto, embora

41 D escarregadores sobretensão A o quadro de comando do GES B ypass Cargas não prioritárias D o quadro de comando do GES Sistema DC Quadro ar condicionado C argas prioritárias R E D E G E S C arga CAPÍTULO 3 ainda existam quadros de comando eletromecânicos (relés). A transferência de carga entre a rede e o GES, é efetuada regra geral por contactores comandados pelo quadro de comando. Entre os contactores, existe sempre um encravamento mecânico e um encravamento elétrico, que impede o fecho simultâneo dos contactores, quer por comando elétrico quer por ação manual. E ncravam ento elétrico CR CG C ontactor da rede C ontactor do G E S CR CG E ncravam ento m ecânico Figura 3.22 Esquema transferência GES Rede. Na generalidade, os quadros gerais instalados dispõem de dois barramentos distintos. Um barramento socorrido e um não socorrido, sendo que o barramento socorrido, em caso de corte da fonte primaria ficará alimentado pela energia proveniente do GES. Os quadros estão dotados de um inversor manual, que permite a seleção do tipo de alimentação da instalação. Wh C ontador energia Seccionador de fusiveis Inversor bypass ao grupo D isjuntor DLP Disjuntor limitador de potência Disjuntor diferencial M Interruptor de corte geral auto-rearm ável Barramento não socorrido L1 L2 L3 N D escarregador de sobretensão Barramento socorrido L1 L2 L3 N Figura 3.23 Esquema QGBT com inversor e entrada para GES. António Manuel Dias da Silva Santos 23

42 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações Nas instalações onde existem equipamentos cuja tensão de alimentação seja 230 V AC, e a continuidade de serviço seja indispensável, como por exemplo servidores, a reserva de energia à fonte primária é realizada por uma UPS e respetivas baterias. Este dispositivo, têm a função não só de reserva de energia, mas também garante a qualidade da onda sinusoidal de tensão aos equipamentos em termos de amplitude e frequência. Para tal, recorre ao isolamento entre a tensão da fonte primária e tensão à saída para as cargas por ela alimentadas. Regra geral para este tipo de aplicações recorre-se a uma UPS, com a tipologia do tipo dupla conversão. Na sua forma básica é composta por um bloco de retificação, uma bateria (reserva de energia), um bloco ondulador e um bloco de bypass estático tal com se encontra representado na Figura Figura 3.24 Diagrama blocos UPS dupla conversão (MGE UPS SYSTEMS, 2009). O termo dupla conversão, deve-se a o facto de que estamos perante duas conversões, numa primeira fase uma conversão AC/DC, seguida uma conversão DC/AC. Em funcionamento normal, o retificador carrega a bateria e alimenta o ondulador que por sua vez alimenta as cargas prioritárias. Em caso de falha de energia, o retificador pára e o ondulador passa a ser alimentado pela bateria. O bloco do bypass estático, é alimentado diretamente pela tensão da rede, a sua função é manter a tensão à sua saída sincronizada (em fase e amplitude), com a tensão de saída do ondulador e caso ocorra uma avaria no ondulador suportar a carga. Sendo que, a transferência de carga do ondulador para o bypass ocorre sem corte. O bloco de bypass manual de manutenção serve unicamente para operações de manutenção. 3.4 Sistemas de climatização Todos os equipamentos de telecomunicações e eletrónicos para um correto funcionamento e durabilidade, necessitam de condições ótimas de temperatura e humidade. Existem normas que classificam os locais em classes mediante as suas condições ambientais. Uma das mais usuais em telecomunicações, é a norma EN do European Telecommunications Standards Institute (ETSI), do qual a PT é membro. Os equipamentos de 24

43 CAPÍTULO 3 telecomunicações são especificados pelos fabricantes, para funcionar em condições ambientais especificadas pela norma atrás mencionada. Figura 3.25 Climatograma classe 3.1 norma ETSI (ETSI, 2009). As instalações de telecomunicações estão dotadas de sistemas de climatização que permitem o controlo da temperatura e humidade, proporcionando aos equipamentos de telecomunicações instalados, ótimas condições de funcionamento. Na generalidade das instalações, devido à carga térmica instalada, a necessidade de arrefecimento é preponderante ao longo do ano, embora em algumas instalações existem períodos temporais em que esta necessidade não se manifesta. Na prática, só se efetua o controlo da temperatura máxima e da humidade máxima, uma vez que, caso a temperatura desça não se promove o aquecimento, e caso a humidade baixe não se humidifica. As potências dos sistemas de climatização instalados variam consoante a área a climatizar, a carga térmica e a influência das condições exteriores (exposição solar, localização geográfica, temperatura e humidade) Sistemas de climatização close control Os sistemas de climatização garantem as condições de temperatura e humidade ideais para o regular funcionamento dos equipamentos. Tal como o seu nome indica, estes sistemas funcionam em circuito fechado, ou seja não fazem renovação de ar. Existe uma panóplia de máquinas com potências compreendidas entre ao 4 kw e os 40 kw de potência de arrefecimento: Com um ou dois compressores, com ventilação do tipo overflow, underflow e displacement. Regra geral, o comando das máquinas é micro processado, existindo no entanto também algumas máquinas com controlo mecânico. António Manuel Dias da Silva Santos 25

44 Alim entação C om ando Tom ada M áquina 1 M áquina 2 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações As salas onde se encontram os equipamentos de telecomunicações estão equipadas com uma, duas ou três máquinas, consoante a sua área e sua carga térmica. Nos casos em que existe mais do que uma máquina, estas funcionam em regime redundante (uma em funcionamento outra em reserva), com rotatividade semanal. Regra geral existe um quadro de potência comando e rotatividade. Este quadro, fornece a alimentação às máquinas e controla a rotatividade, gere a telesinalização de alarmes e a entrada em funcionamento da máquina que se encontra em reserva, caso a temperatura da sala suba. A entrada em funcionamento da unidade de reserva em complemento da unidade que se encontra em funcionamento, é despoletada caso seja ultrapassada a temperatura pré programada no termóstato de entrada da segunda máquina (colocado no quadro de comando), quer seja por avaria, quer seja por falta de capacidade da unidade que está em funcionamento. A rotatividade é controlada por um interruptor horário. L1 L2 L3 N Interruptor corte geral TP 3x Figura 3.26 Esquema elétrico quadro de potência para duas máquinas de ar condicionado. Existem alguns sistemas mais recentes em que as unidades estão ligadas entre si em rede, dispensando o controlo do quadro de comando e rotatividade. Os sistemas de climatização instalados recorrem a máquinas, cujo circuito de frio funciona segundo o ciclo de compressão vapor. O circuito de frio na sua versão básica, é composto por: um compressor; um condensador; um dispositivo regulador de fluído e um evaporador. Compressor Dispositivo mecânico responsável pela compressão do fluído frigorigéneo. No processo eleva a temperatura e a entalpia do fluído frigorigéneo. Os compressores instalados nas unidades de ar condicionado da área do SAX I 4 são do tipo hermético. Relativamente ao modo de compressão, existem compressores alternativos (máquinas antigas) e compressores scroll (máquinas recentes). O fluído frigorigéneo entra no compressor no estado gasoso e sai do compressor no estado gasoso. 26

45 Baixa pressão Alta pressão CAPÍTULO 3 Condensador Permutador de calor, dispositivo onde se dá a condensação do fluído frigorigéneo (passagem do estado gasoso para o estado líquido). Nesta mudança de fase, dá-se a libertação de calor latente do fluído frigorigéneo para o ambiente. Na sua essência um condensador é um permutador de calor. Liberta calor do fluído para o local onde se encontra (exterior), constituído basicamente por tubo de cobre alhetado, por um ventilador axial e uma estrutura que suporta todo o conjunto e lhe confere rigidez mecânica. As alhetas, servem para aumentar a superfície de contacto e o ventilador para garantir um maior escoamento de ar (convecção forçada) pela superfície alhetada, para a otimizar a troca de calor. Dispositivo colocado no exterior. Dispositivo regulador de fluído frigorigéneo Dispositivo destinado a provocar um abaixamento de pressão do fluído frigorigéneo e controlar o sobreaquecimento. Existem basicamente dois tipos de reguladores de fluído nas máquinas instaladas na área do SAX I 4: os tubos capilares (máquinas com baixas potências) e as válvulas de expansão. O fluído frigorigéneo entra no dispositivo regulador no estado líquido e sai do dispositivo regulador no estado líquido. Evaporador Dispositivo onde se dá a evaporação do fluído frigorigéneo (passagem do estado líquido ao estado gasoso). Neste processo de troca de fase, o fluído frigorigéneo absorve calor latente do ambiente. Trata-se uma vez mais de um permutador de calor, cuja função é absorver o calor do local onde se encontra (local a climatizar) transferindo-o para o fluído frigorigéneo. A sua constituição é semelhante à do condensador, difere no tipo de ventilador que regra geral, é do tipo centrífugo e no tipo de estrutura envolvente. Num circuito de frio existem duas pressões de funcionamento alta e a baixa pressão. Dispositivo regulador de fluído ou E vaporador C ondensador Com pressor Tubo capilar Válvula de expansão Figura 3.27 Esquema do circuito de frio. António Manuel Dias da Silva Santos 27

46 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações Figura 3.28 Condensadores de ar condicionado. Os fluídos frigorigéneos predominantes, que se podem encontrar nos circuitos de frio das unidades de climatização são o R22 e o R407C. Sendo o R22 um hidroclorofluorocarbono (HCFC), provoca o empobrecimento da camada de ozono, razão pela qual o seu manuseamento e operação está regulamentado pelo Decreto-lei 152/2005 e posteriormente pelo Decreto-lei 35/2008. Assim sendo é obrigatório que os técnicos que operem este fluído e todos os HCFC, estejam devidamente certificados pela Associação Portuguesa do Ambiente (APA). Figura 3.29 Interior máquina ar condicionado. Figura 3.30 Controlador máquina ar condicionado. 28

47 CAPÍTULO Free cooling Os sistemas de free cooling estão atualmente em grande expansão, devido ao esforço efetuado pela empresa no sentido da diminuição da fatura elétrica. O arrefecimento grátis, recorre ao aproveitamento da baixa temperatura do ar exterior para arrefecimento do ambiente interior. No caso dos sistemas de free cooling instalados basta que, a temperatura exterior no ponto de referência seja inferior a 21º C, para que o sistema tenha condições de funcionamento. Pela análise dos gráficos das figuras seguintes verifica-se que, o número de horas com temperaturas abaixo dos 21º C para a zona de Coimbra é elevado, logo existe um enorme potencial para a utilização do free cooling. Figura 3.31 Temperatura do ar (instantâneo) Coimbra/aeródromo período de 2011/07/20 16h a 2011/07/21 16h (Instituto de Meteorologia, 2011). Figura 3.32 Temperatura do ar, Coimbra/Bencanta 1971/2000 (Instituto de Meteorologia, 2011). A razão dos 21º C está relacionada com a potência instalada, com a temperatura máxima que se pretende no interior da sala e com o volume de ar insuflado pelo ventilador instalado. No caso do sistema de free cooling mais instalado na área do SAX I 4, foi pensado para ser instalado em locais com potência dissipada até 5,4 kw. António Manuel Dias da Silva Santos 29

48 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações Assim, sempre que a temperatura exterior seja inferior à temperatura de referência (21º C), promove-se a entrada do ar fresco do exterior para o interior da sala e a remoção do ar quente do interior para o exterior da sala. Isto permite o arrefecimento da sala sem recorrer à utilização do circuito de frio, logo economizando a energia necessária para o seu funcionamento. Embora o conceito seja simples e de fácil compreensão, para que a sua implementação seja rentabilizada na plenitude, existe uma série de premissas que devem ser levadas em consideração no momento do projeto e da instalação nomeadamente: Não deverá ser instalado em zonas que sejam afetadas por brisas marítimas nem em locais com elevado índice de poluição; A recolha do ar para o interior deverá ser feita de preferência nas fachadas viradas a nascente; Filtragem obrigatória do ar a insuflar na sala; Funcionamento em regime de sobrepressão; A saída do ar deverá ser realizada por grelhas de sobrepressão ou registos motorizados. A versão mais simples deste sistema é composta por uma caixa de ventilação rígida feita em chapa galvanizada, com painéis removíveis para o acesso ao ventilador e filtro, ventilador do tipo radial de pás recuadas (fluxo máximo de 3500 m 3 /h), com motor de regulação eletrónica alimentado a 48 V DC, persiana de supressão, quadro de potência e comando com um autómato e duas sondas de temperatura. O funcionamento de um sistema de free cooling é relativamente simples. As sondas de temperatura são colocadas uma no exterior, acima da caixa da caixa de ventilação, e a outra no interior da sala próximo do teto (local mais desfavorável), aproximadamente no meio da sala e ligadas ao autómato. A caixa de ventilação para recolha do ar fresco da rua, deverá ser instalada preferencialmente numa parede virada a nascente. A persiana de sobrepressão, para saída do ar quente, deve ser colocada preferencialmente na mesma parede da caixa de ventilação e junto ao teto. Quando o autómato detetar na sonda exterior uma temperatura inferior ao valor pré estabelecido, ou seja inferior a 21º C, o autómato coloca o ventilador a funcionar e desliga as máquinas de ar condicionado. Ao funcionar, o ventilador insufla o ar fresco do exterior na sala que fica em sobrepressão. A sobrepressão de ar na sala, força a abertura da persiana e o ar quente junto ao teto (devido ao movimento de convecção), é forçado a sair para o exterior. Desta forma, promove-se o arrefecimento da sala através da insuflação de ar fresco da rua e da remoção do ar quente da sala. Quando a temperatura exterior ultrapassar o valor pré definido de 22,5º C, o autómato ao detetar esse valor através da sonda exterior, promove a paragem do ventilador e liga as máquinas de condicionado. 30

49 CAPÍTULO 3 Figura 3.33 Gráfico temperatura do ar (instantâneo) com janela de condições para free cooling. A sonda interior serve para o autómato controlar a temperatura interior. Caso esta desça abaixo de um valor pré estabelecido e o ventilador esteja a funcionar, desliga o ventilador. Caso a temperatura interior suba acima de um valor pré estabelecido e o ventilador esteja a funcionar, desliga o ventilador e promove o arranque da máquina de ar condicionado. O valor da potência do sistema é dado por: (5) Sendo o valor da potência (P) em kw, o fluxo (q) medido em m 3 /s, 1,2 um coeficiente de rácio do ar e Δt a diferença entre a temperatura interior e a temperatura exterior. 3.5 Alarmes e telegestão dos sistemas auxiliares Os alarmes são uma ferramenta imprescindível para a garantia da continuidade do serviço, sendo obrigatório o seu ensaio nas rotinas efetuadas. Todos os equipamentos dos sistemas auxiliares instalados dispõem de saídas de alarme. Saídas essas por meio de contactos inversores secos (livres de potencial) de relés. Estes contactos, estão ligados dum lado aos 0 V e do outro estão ligados aos pontos de alarme disponibilizados pelos equipamentos de comutação ou transmissão. Em caso de alarme o relé promove o fecho do contacto entre o lado dos 0 V e o lado ligado ao equipamento de comutação ou transmissão. Quando a condição de alarme (0 V) chega ao ponto de ligação, essa informação é enviada pelos sistemas de transmissão, sendo o seu destino final uma aplicação onde são processados os alarmes das várias tecnologias. Esta aplicação é monitorizada permanentemente e caso surja um alarme é gerada uma notificação de avaria, a qual é distribuída ao técnico de serviço da zona, onde ocorreu a falha para resolução da mesma. Caso essa falha surja fora do horário normal de funcionamento dos António Manuel Dias da Silva Santos 31

50 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações serviços só são alvo de notificação e distribuição as avarias com a classificação de maiores e com a classificação de críticas. As avarias dos sistemas auxiliares estão classificadas nesta aplicação com três graus de prioridade: menores; maiores e críticas. A prioridade de uma avaria está relacionada com o impacto que esta pode ter em termos da continuidade de funcionamento dos sistemas de telecomunicações, mas também a importância da instalação para a rede de telecomunicações. São exemplo de avarias críticas: tensão DC baixa ; temperatura alta e avaria do grupo. A telegestão é uma ferramenta muito útil que nos permite remotamente verificar o funcionamento dos equipamentos, alterar configurações, efetuar alguns ensaios e efetuar a aceitação de alarmes, evitando por vezes que um técnico tenha que se deslocar ao local para realizar um qualquer procedimento. O departamento possui vários sistemas ligados por telegestão. O acesso a esses sistemas processa-se por duas formas: nos sistemas mais recentes por Ethernet e nos sistemas mais antigos através da rede interna dedicada via acesso RS232 comunicação série. 32

51 CAPÍTULO 4 4 ESTÁGIO Embora o local de estágio coincida com o local onde o relator exerce a sua atividade profissional, houve uma chamada de atenção por parte do supervisor designado pela empresa de acolhimento para os procedimentos e normas de Qualidade, Ambiente, Saúde e Segurança no Trabalho. Uma vez que a PTC pauta o exercício da sua atividade pelas melhores práticas, constituídas no seu sistema de gestão integrado (SGI), razão pela qual se sujeitou à apreciação de entidades externas devidamente acreditadas que lhe concederam um conjunto de certificações. A PTC foi a primeira empresa de telecomunicações a obter a certificação ambiental, segundo o normativo ISO14001, em Janeiro de Detém desde Março de 2004 a certificação em Qualidade pelo novo referencial normativo ISO 9001:2000. Obteve em Dezembro de 2006 a certificação no normativo NP 4397:2000 / OHSAS 18001:1999 (Segurança e Saúde no Trabalho), razão pela qual os seus colaboradores estão empenhados no cumprimento das regras de segurança e higiene no trabalho, nomeadamente no que concerne ao uso dos Equipamentos de Proteção Individual (EPI). A primeira fase do estágio foi dedicada à recolha de informação sobre as tecnologias aplicadas aos equipamentos cuja competência de manutenção recai sobre o departamento de acolhimento do estágio. De referir que embora nos equipamentos com a mesma valência a tecnologia utilizada pouco varie, existe dentro de cada valência uma grande panóplia de equipamentos de diversas marcas. 4.1 Manutenção A parte central da atividade do departamento é a manutenção dos sistemas auxiliares, embora as suas funções incluam também a instalação, aceitação e comissionamento de equipamentos. A manutenção tem como objetivo principal manter e assegurar as perfeitas condições de funcionamento dos equipamentos. Com isto pretende-se que os equipamentos funcionem sem problemas durante o tempo útil para o qual foram projetados evitando avarias indesejadas, quebras de serviço e custos associados. Uma correta manutenção reduz os custos operacionais, permite um planeamento financeiro, assim como uma eficaz gestão de riscos. Basicamente podemos dividir a manutenção em preventiva e corretiva Manutenção preventiva A manutenção preventiva é realizada com o objetivo de reduzir a probabilidade de ocorrência de falhas. O departamento dispõe de planos de manutenção preventiva programada, que visam a manutenção dos equipamentos e das suas perfeitas condições de funcionamento. Os planos de rotinas são definidos com periodicidades atribuídas mediante a importância e impacto da instalação para a rede de telecomunicações e a especificidade dos equipamentos existentes nas instalações. Por especificidade dos equipamentos entende-se por exemplo, a existência ou não de GES e/ou a existência de baterias de vaso aberto, o que obriga a planos de rotinas com António Manuel Dias da Silva Santos 33

52 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações maior periodicidade. As periodicidades definidas são trimestrais, quadrimestrais, semestrais e anuais. Nas manutenções preventivas programadas existe um conjunto de procedimentos que devem ser efetuados, nomeadamente a realização de verificações, reapertos, correções, limpeza e ensaios dos seguintes equipamentos: Equipamentos e instalação elétrica incluindo quadros DC: o Inspeção visual; o Verificação de pontos de aquecimento; o Limpeza; o Reapertos (anual). QGBT: o Ensaio da operacionalidade do auto-rearmável. Sistema DC: o Ensaio de descarga; o Verificação da operacionalidade dos alarmes. Baterias: o Verificação de fugas e eventuais derrames; o Verificação do nível do eletrólito e eventual reposição; o Ensaio de descarga. GES: o Verificação de fugas e eventuais derrames; o Verificação dos níveis de água e óleo e eventual reposição; o Verificação do estado de conservação do depósito diário, cisterna e tubagens; o Verificação do funcionamento do sistema de pré-aquecimento; o Verificação do estado das tubagens; o Ensaio em carga; 34

53 CAPÍTULO 4 o Verificação do funcionamento do alternador de carga da bateria; o Verificação do sistema de transferência; o Verificação da operacionalidade dos alarmes. UPS: o Ensaio da operacionalidade do bypass; o Ensaio de descarga; o Verificação da operacionalidade dos alarmes. Ar condicionado: o Verificação de eventuais fugas; o Verificação e limpeza dos filtros e unidades de condensação; o Ensaio de funcionamento das máquinas incluindo unidades de condensação; o Verificação da operacionalidade dos alarmes. Outro grupo de procedimentos a realizar no âmbito das ações de manutenção preventiva programada é a execução de medidas, leituras e anotação dos parâmetros de funcionamento relevantes e eventuais ajustes em modelos. QGBT: o Tensão simples e composta; o Corrente por fase; o Tensão neutro fase; o Medida da resistência da terra de serviço e da terra de proteção. Sistema DC: o Tensão DC no barramento; o Corrente DC total e parciais por retificador. Baterias: o Tensão por elemento ou bloco e total em flutuante; o Medida da densidade dos elementos pilotos (bateria vaso aberto); António Manuel Dias da Silva Santos 35

54 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações o Tensão por elemento ou bloco e total à descarga; o Corrente por bateria à descarga; o Corrente por bateria à carga. GES: o Grupo parado, Tensão aos terminais da bateria de comando e ou arranque; Tensão à saída do carregador de baterias; Nível de combustível no depósito diário e na cisterna caso exista; Pressão do sistema de arranque (sistemas de arranque hidráulico). o Grupo em carga (após 15 minutos de funcionamento), Tensão simples e composta; Corrente por fase; Frequência; Temperatura da água/óleo; Pressão do óleo. UPS: o Tensão simples e composta à entrada; o Corrente por fase à entrada; o Tensão simples e composta à saída do ondulador; o Corrente por fase à saída do ondulador; o Frequência à saída do ondulador; o Tensão da bateria por elemento ou bloco e total em flutuante; o Tensão simples e composta à saída do ondulador à descarga; o Corrente por fase à saída do ondulador à descarga; o Frequência à saída do ondulador à descarga; 36

55 CAPÍTULO 4 o Tensão da bateria por elemento ou bloco e total à descarga; o Corrente da bateria à descarga. Ar condicionado: o Temperatura e humidade por máquina; o Set point de temperatura e humidade por máquina; o Horas de funcionamento por máquina; o Corrente por fase ventilação; o Corrente por fase e por circuito de frio; o Pressões de funcionamento (em caso de dúvida). As medições efetuadas e as leituras dos instrumentos permitem avaliar o estado geral dos equipamentos. As medidas, as leituras, as verificações efetuadas e as eventuais anomalias detetadas são inscritas em folhas conhecidas como modelos de rotina e entregues ao coordenador local para apreciação. Existe igualmente um plano de rotinas anuais para os GES. Estes planos têm por objetivo efetuar a troca do fluído de lubrificação e respetivo filtro, do liquido de refrigeração, do filtro de combustível, limpeza e/ou troca do filtro de ar, verificação e eventual substituição de tubagens. Também os postos de transformação são alvo de rotinas semestrais cuja finalidade é a lubrificação das hastes de manobra, lubrificação das facas dos seccionadores, limpeza e a medida dos valores óhmicos da terra de serviço e da terra de proteção. Contudo mesmo com uma manutenção preventiva eficaz é impossível eliminar a ocorrência de falhas Manutenção corretiva Entende-se por manutenção corretiva, toda a manutenção executada após a ocorrência de uma falha. Devido à existência dos mais variados fatores é impossível a eliminação das falhas, logo a solução passa por uma rápida e eficaz intervenção com vista à resolução das falhas, sem que ocorram perdas de serviço. Para minorar eventuais perdas de serviço devido à ocorrência de avarias, o departamento dispõe de equipas de prevenção com o objetivo de efetuar a resolução das avarias fora do horário normal de expediente, desta forma garante um estado de prontidão elevado e uma rápida intervenção. António Manuel Dias da Silva Santos 37

56 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações 4.2 Atividades efetuadas De seguida passo a descrever algumas das atividades efetuadas no âmbito do estágio no departamento SAX I 4 da PTC Substituição bateria UPS A primeira atividade realizada no âmbito do estágio foi a substituição de uma bateria de uma UPS. A substituição da bateria de uma UPS envolve sempre um determinado risco, pois se no momento da substituição ocorrer uma falha de energia todos os utilizadores ligados nessa UPS ficarão sem energia, originando a perda de serviço. A UPS que foi objeto da manutenção é do tipo online de dupla conversão com entrada trifásica e saída monofásica, com uma potência de 10 kva. A bateria em questão é composta por 18 blocos de 12 V 7 Ah, o que resulta numa tensão flutuante em regime de funcionamento de 243 V. O primeiro passo efetuado foi telefonar para a supervisão de alarmes e informar que se iriam realizar trabalhos. Uma vez que a intervenção iria motivar o aparecimento de alarmes na UPS, evitando-se desta forma a notificação e distribuição da avaria. Após todos os preparativos preliminares tais como: a abertura das tampas de acesso; a disponibilização das ferramentas e aparelhos de medida; a retirada dos novos blocos de bateria das caixas e dos parafusos de aperto dos shunts, deu-se início à operação de troca da bateria (estas ações preliminares visam minimizar o tempo de inoperacionalidade da UPS, uma vez que ao retirar de serviço a bateria, em caso de anomalia na rede a carga fica sem energia). Figura 4.1 Painel de controlo e sinóptico UPS. Uma vez que existe um bypass externo à UPS, o procedimento efetuado foi colocar a UPS em bypass estático carregando na tecla S2 do painel de controlo, de seguida verificou-se no sinóptico se procedimento foi aceite e executado, verificou-se se a tensão à saída da UPS 38

57 R E D E U P S QUPS 1º andar C ircuito 1 sala 26 C rcuito 2 sala 26 CAPÍTULO 4 (entrada Quadro UPS) estava em fase com a tensão do bypass externo, para tal mediu-se a diferença de potencial à entrada dos seccionadores REDE e UPS, retirou-se o encravamento do seccionador REDE e fechou-se. De seguida abriu-se o seccionador UPS e colocou-se-lhe o encravamento. L1 N TP Figura 4.2 Esquema do quadro da UPS. Desligou-se a UPS no painel de controlo carregando simultaneamente nas teclas S4 e S5, de seguida rodou-se o comutador Q130 para a posição 1, desligou-se o disjuntor F305, isolou-se bateria da UPS retirando os fusíveis F301 e F302 e desligaram-se os disjuntores de alimentação da UPS (retificador e bypass). Devido ao elevado número de blocos de bateria na UPS a tensão contínua em questão é elevada, razão pela qual deverá existir uma atenção redobrada e o uso obrigatório de luvas de proteção elétrica. Figura 4.3 Bateria UPS. O passo seguinte foi desligar os shunts que interligam os blocos da bateria. Como boa prática e para uma maior segurança começou-se por desapertar e retirar o shunt que interliga os blocos 9 e 10 (meio da bateria), de seguida desapertaram-se e retiraram-se todos os outros shunts e retiraram-se todos os blocos das prateleiras. Limparam-se as prateleiras, colocaram- António Manuel Dias da Silva Santos 39

58 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações se os novos blocos nas prateleiras, verificou-se o estado dos shunts retirados para avaliar se existia corrosão. De seguida começou-se a ligar os shunts entre os blocos respeitando as polaridades, deixando para o final a ligação do bloco 9 com o 10. Após efetuada a ligação mediu-se com um voltímetro e registou-se o valor da tensão de cada bloco e a tensão total sendo que, a tensão por bloco rondava os 12,81 V e a tensão total era igual a 230 V. De seguida iniciou-se o procedimento de arranque da UPS, ligando os disjuntores de alimentação (retificador e bypass), os fusíveis da bateria F301 e F302, o disjuntor F305. Rodou-se o comutador Q130 da posição 1 para a posição 2, esperou-se 30 segundos e rodou-se para a posição 3, carregou-se no botão S3 e o ondulador arrancou. Verificou-se pelo sinóptico que não existiam alarmes e de seguida mediu-se a tensão à saída do ondulador, a tensão total da bateria e a corrente da bateria. O passo seguinte foi a transferência da carga da rede para a UPS. Para tal colocou-se novamente a UPS em bypass estático carregando na tecla S2, verificou-se no sinóptico se o procedimento foi executado, mediu-se no Quadro UPS a diferença de potencial à entrada dos seccionadores REDE e UPS para verificar se as tensões se encontravam em fase. Retirou-se o encravamento do seccionador UPS, fechou-se o seccionador, abriu-se o seccionador REDE e colocou-se-lhe o encravamento. Colocou-se a UPS em funcionamento normal carregando na tecla S3. De seguida mediu-se e anotou-se o valor da tensão aos terminais de cada bloco da bateria, a tensão total da bateria e a corrente de carga da bateria. O próximo passo foi a realização de um teste real à bateria da UPS. Para o efeito desligou-se a alimentação do retificador no quadro de distribuição. Para efetuar um ensaio a uma bateria de uma UPS sempre que seja possível (caso existam duas alimentações distintas retificador e bypass), só se deve desligar a alimentação do retificador deixando a alimentação do bypass ligada, se existir algum problema com a bateria, a carga é comutada automaticamente para o bypass sem corte, ou seja se o sistema detetar que a tensão DC aos terminais de entrada do ondulador desce abaixo de um valor pré determinado dá ordem para a transferência da carga para bypass, pelo que se a linha de bypass estiver desligada a carga fica sem alimentação. Com o corte da alimentação ao retificador, a carga ficou suportada pela bateria que iniciou o processo de descarga, que se prolongou por dez minutos. No final dos dez minutos mediu-se e anotou-se o valor da tensão aos terminais de cada bloco da bateria, a tensão total da bateria, a corrente de descarga da bateria, a tensão e a corrente AC disponibilizada pela UPS às cargas. Após as leituras ligou-se novamente a alimentação ao retificador, que passou a fornecer energia ao ondulador e à bateria iniciando o seu processo de carga. Após o retificador atingir a sua tensão nominal (243 V DC), mediu-se e anotou-se uma vez mais a tensão aos terminais de cada bloco da bateria, a tensão total da bateria e a corrente de carga da bateria. Estas medições de tensão e corrente servem para detetar eventuais desequilíbrios entre os blocos e aferir a seu estado. Posteriormente procedeu-se ao preenchimento de uma ficha de aceitação onde constam todas as medidas efetuadas e os dados relativos à nova bateria para efeitos de cadastro. No final dos trabalhos efetuou-se uma nova ligação para a supervisão de alarmes, para verificar se não existiam alarmes e dar fim dos trabalhos. 40

59 CAPÍTULO Acompanhamento de obra (Ensaio quadro de transferência e ligação dos grupos provisórios) O complexo do Calhabé é composto pelos edifícios do antigo sistema automático com seletor de coordenadas (SASC), torre (bloco B), área técnica (bloco A) e call center. Com o intuito de beneficiar e rentabilizar os espaços o complexo foi alvo de obras. As obras de remodelação envolveram as áreas não técnicas do 1º e 2º piso do bloco A. A remodelação transformou os espaços compartimentados em espaços abertos, salas de reuniões, call center e infraestruturas de apoio. A instalação destas novas valências e respetivas infraestruturas acarretaram um aumento da potência a disponibilizar. Com o intuito de responder às novas solicitações foi necessário remodelar a instalação elétrica. Essa remodelação visou a substituição dos transformadores, dos grupos, do quadro de comando e QGBT. Embora a obra de remodelação da parte elétrica não fosse da responsabilidade do departamento, a manutenção dos equipamentos após o processo de aceitação é da sua responsabilidade. Tendo em conta que a complexidade de algumas intervenções podiam pôr em causa a alimentação elétrica dos equipamentos do edifício, o departamento optou por acompanhar algumas das fases da obra, assim como assistiu aos ensaios funcionais do novo quadro de transferência e dos novos grupos eletrogéneos de socorro. O edifício do Calhabé (bloco A), na sua versão original, possuía dois transformadores herméticos emersos em óleo mineral, cada um com uma potência de 500 kva, com possibilidade de trabalharem em paralelo. Estes eram alimentados em média tensão 15 kv a partir da sala do posto de transformação do edifício do antigo SASC. O sistema de socorro era composto por dois GES cada um com 400 kva de potência e pelo respetivo quadro de comando e potência. Este quadro de comando eletromecânico controlava o funcionamento dos grupos, a transferência de carga entre os grupos e a rede, a sinalização e alarmes. Os grupos podiam trabalhar em paralelo, existindo 4 opções de funcionamento em modo automático. Em caso de falha de rede, nas duas opções (G1 ou G2) arrancava só um dos grupos 1 ou 2 e se a potência pedida pela carga ultrapassasse os 65% da potência nominal do GES por um período de tempo pré determinado, promovia o arranque do segundo grupo, a sua sincronização e a repartição da carga. Caso a potência solicitada baixasse dos 65%, parava o segundo grupo. Nas opções (G12 ou G21) arrancava com os dois grupos ao mesmo tempo faziam o paralelo e tomavam a carga se esta fosse inferior aos 65% atrás referidos, parava o grupo não prioritário. Em qualquer das opções, por avaria de um dos grupos o segundo arrancava e tomava a carga. O QGBT era constituído por três painéis A, B e C pelos quais se fazia a saída para as cargas. Estes painéis tinham a possibilidade de serem interligados por interruptores inter-barras. O jogo de seleção dos interruptores inter-barras permitia que todo o barramento (painel A, B e C) fosse alimentado pelos dois transformadores, por um só transformador (1 ou 2) ou que cada transformador alimentasse uma parte do barramento (transformador 1 painel A António Manuel Dias da Silva Santos 41

60 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações transformador 2 painel B e C), sendo que no painel C se encontravam ligadas as cargas prioritárias. A opção de funcionamento antes da realização das obras era a seguinte: Painel A alimentado pelo transformador 1 e painel B e C pelo transformador 2 e interruptor de bypass ao sector fechado, o que implicava que os painéis B e C estivessem socorridos. Do QGBT saia a alimentação para o bloco A, bloco B e call center, estando as cargas prioritárias do bloco A ligadas no painel C e as não prioritárias no painel B. O bloco B e o call center encontravam-se ligados no painel A. Q G B T IB S B PS Painel A Painel B Painel C M D1 M D2 CR CG B PG IG U tilização 1 a n U tilização 1 a n U tilização 1 a n T1 T2 IN T C G 1 C G 2 Quadro PT D1 Disjuntor motorizado 1 D2 Disjuntor motorizado 2 T1 Transformador 1 C hegada 15 kv PT SA SC T1 500 kv A T2 500 kv A T2 Transformador 2 IBS Inter Barras Sector BPS ByPass Sector CR Contactor Rede CG Contactor Grupo BPG ByPass Grupo G1 Quadro comando e transferência dos GES IG Isolamento Grupos INT Inter barras CG1 Contactor Grupo 1 G2 CG2 Contactor Grupo 2 G 1 G rupo kv A G 2 G rupo kv A Figura 4.4 Esquema interligação QGBT-PT-GES. Na fase inicial da obra foi montado o novo quadro de transferência e interligado com o QGBT antigo no painel A e B. Foram instalados provisoriamente dois GES canopiados 1 um com 1000 kva de potência e outro com 800 kva de potência, ligados a um quadro de transferência que por sua vez se encontrava ligado ao quadro de transferência novo na entrada do disjuntor ENTRADA GES 2. A amostragem da tensão da rede para comando dos grupos era feita a jusante do disjuntor ENTRADA TRANSFORMADOR 1. A instalação destes grupos provisórios tinha como objetivo servir de reserva à rede durante o período de tempo necessário para a realização das obras (desmontagem e remoção dos grupos velhos e respetivo quadro de comando, obras de construção civil necessárias à acomodação dos grupos novos e respetivas infraestruturas, montagem e interligação dos grupos novos). A alimentação normal do quadro será efetuada por dois transformadores a instalar (transformador 1 de 1250 kva e transformador 2 de 630 kva). O transformador 2 alimentará exclusivamente cargas não prioritárias. A alimentação de socorro será efetuada por dois GES 1 Canopiado em canópia GES envolvido por estrutura metálica insonorizada para utilização no exterior. 42

61 CAPÍTULO 4 (GES 1 de 1250 kva e GES 2 de 1000 kva), funcionando o grupo 2 como reserva do grupo 1. O quadro dispõe de três saídas não socorridas alimentadas pelo transformador 2 e de oito saídas socorridas alimentadas pelo transformador 1. Caso ocorra uma falha de energia da rede pública ou uma avaria no transformador 1, estas serão alimentadas pelo GES 1 e caso este falhe serão alimentadas pelo GES 2. No Anexo 1 encontra-se o esquema do quadro de transferência que nos permite ter uma visão geral do funcionamento. Figura 4.5 Quadro de transferência. De forma a realizar a transferência de carga entre a rede normal (rede publica de distribuição de energia elétrica) e a rede socorrida (GES), o quadro possui três conjuntos de inversores (A, B e Cascata). Cada conjunto de inversores é constituído por dois interruptores motorizados com encravamento mecânico e elétrico e por uma unidade de comutação (UA). O encravamento nos inversores impossibilita a ligação simultânea dos dois interruptores, em modo automático e em modo manual. Os interruptores motorizados permitem o encaminhamento da energia elétrica através do seu fecho. As unidades de comutação têm como missão o controlo da abertura e fecho dos interruptores motorizados associados às suas entradas N e R, de uma forma coordenada com a finalidade de fazer o encaminhamento da energia elétrica da fonte disponível para a carga. A UA monitoriza duas fontes de energia distintas: a fonte normal (N) e a fonte de substituição (R) (também designada de fonte de reserva ou substituição). A fonte (N) é prioritária ou seja sempre que está presente é a preferencial para alimentar as cargas. As UA dispõem de um seletor rotativo que nos permite selecionar quatro modos de funcionamento: automático (auto); operação forçada em rede normal N; operação forçada em rede substituição R e stop/manual (neste modo é possível a operação manual dos interruptores). Dispõem também de 5 temporizadores programáveis que permitem ajustar: t1 atraso após falha da rede N, para solicitar o arranque do GES; t2 atraso para desligar o António Manuel Dias da Silva Santos 43

62 Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações interruptor da rede R, após deteção da rede N; t3 atraso para ligar o interruptor da rede R, após deteção da abertura do interruptor da rede N; t4 atraso para ligar o interruptor da rede N, após deteção da abertura do interruptor da rede R e t5 atraso para desligar o GES, após deteção do fecho do interruptor da rede N. Figura 4.6 Interruptor motorizado (inversor cascata). No caso da instalação em causa a UA do inversor A tem como rede N a alimentação vinda do transformador 1 e como rede R a alimentação vinda do GES 1, controla a abertura e fecho dos interruptores motorizados INV A TRF 1 e INV A GES 1 e o arranque do GES 1. A UA do inversor B tem como rede N a alimentação vinda do transformador 1 e como rede R a alimentação vinda do GES 2, controla a abertura e fecho dos interruptores motorizados INV B TRF 1 e INV B GES 2. A UA do inversor Cascata tem como rede N a alimentação vinda do inversor A e como rede R a alimentação vinda do inversor B, controla a abertura e fecho dos interruptores motorizados ENTRADA INV A e ENTRADA INV B e o arranque do GES Figura 4.7 Unidade comutação UA (Schneider Electric, 2007).

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