As empresas estão ativamente buscando maneiras de reduzir o consumo de energia, reduzir o desperdício e melhorar a eficiência operacional. Mas uma das oportunidades mais fundamentais, a proteção contra queda de tensão, é frequentemente negligenciada. Ela não apenas ajuda a garantir operações confiáveis, mas, quando aplicada corretamente, pode contribuir para o cumprimento das metas de sustentabilidade. Falaremos mais sobre a importância da proteção contra queda de tensão mais adiante neste blog. Também discutiremos os fatores a serem considerados ao avaliar uma solução. Agora, vamos examinar o que é realmente a proteção contra queda de tensão.
Entendendo a proteção contra queda de tensão
As quedas de tensão, também conhecidas como dips, são reduções breves nos níveis de tensão. Essas quedas podem ocorrer devido a distúrbios na grade, mudanças repentinas de carga ou falhas de equipamentos. Embora muitas vezes passem despercebidas, o número de quedas de tensão que ocorrem é maior do que o número de interrupções totais de energia. Se não forem reduzidas, as quedas de tensão podem levar a tempo de parada não programada, aumento de sucata e danos aos equipamentos.
Os sistemas de correção de queda de tensão podem detectar essas variações de tensão transitórias e responder rapidamente para estabilizar os níveis de tensão dentro de limites aceitáveis. Em muitas indústrias, o uso de um sistema de correção de queda de tensão terá um impacto financeiro e de sustentabilidade positivo.
Benefícios do uso da proteção contra queda de tensão
- Menos tempo de parada não programada: As quedas de tensão podem interromper os processos de fabricação, o que pode levar a tempo de parada não programada de produção caro e a problemas de qualidade do produto. Essas interrupções também podem reduzir a eficiência operacional. A aplicação da proteção contra queda de tensão ajuda a maximizar o tempo de fabricação e minimizar o tempo de espera para reinicializações de linha.
- Redução de sucata: Muitas vezes, desligamentos inesperados devido a quedas de tensão podem levar a materiais danificados ou inutilizáveis. Essas quedas podem aumentar a produção de resíduos de uma instalação ou exigir mão de obra adicional para retrabalho. Se for um produto de alto valor, como um wafer semicondutor, um evento de queda de tensão pode ter um impacto financeiro significativo.
- Maior confiabilidade dos equipamentos: Ao confirmar níveis de tensão estáveis, os sistemas de correção de queda de tensão ajudam a salvaguardar equipamentos sensíveis contra danos e falha prematura. Isso estende sua vida útil e reduz os custos de manutenção.
Uma proteção contra queda de tensão mal implementada pode aumentar os custos operacionais e prejudicar as metas de sustentabilidade. Existem vários fatores a serem considerados ao avaliar sistemas de correção de queda de tensão e otimizar os resultados de sustentabilidade. Esses fatores incluem:
1. Seleção de equipamentos de redução com eficiência energética: A eficiência energética dos equipamentos de redução de queda de tensão desempenha um papel crucial em operações sustentáveis. Ao avaliar dispositivos de redução, considere a eficiência de conversão, o consumo de energia em espera e o uso geral de energia. Selecione dispositivos com classificações de alta eficiência e baixos requisitos de energia em espera para minimizar o desperdício de energia. Tome como exemplo um sistema de correção de queda de tensão de 1 MW. Apenas um ponto percentual de melhoria na eficiência energética economiza 87600 kWh em um ano — o equivalente a oito residências nos EUA. Sem mencionar a economia de mais de USD 10000,00 em custos de energia.
Dependendo do tipo de equipamento de redução de queda de tensão e do ponto de operação em que é usado, as eficiências gerais podem variar de menos de 80% a mais de 99%. Além disso, as perdas no equipamento de redução de queda de tensão aparecem como calor residual. Dispositivos de baixa eficiência exigem resfriamento adicional para remover esse calor da instalação, aumentando o consumo de energia. A escolha de equipamentos de redução de queda de tensão com eficiência energética tem um impacto significativo na sustentabilidade de uma operação.
2. Usar uma abordagem direcionada para a aplicação da proteção contra queda de tensão: Aplicar a proteção contra queda de tensão apenas onde é necessário também é importante para a sustentabilidade. As instalações podem tentar eliminar seus problemas de queda de tensão aplicando um grande sistema de correção de queda para ajudar a proteger a maior parte da instalação. Isso poderia resolver o problema. No entanto, cada watt de energia que flui através de um sistema de correção de queda de tensão contribuirá para as perdas de energia dentro do sistema. Uma abordagem mais sustentável é direcionar apenas os equipamentos sensíveis às quedas de tensão. Por exemplo, uma instalação pode ter um motor de 1 MW que possui um painel de controle de 10 kW. O próprio motor é robusto para a maioria das perturbações de tensão, enquanto o painel de controle provavelmente é sensível a elas. Aplicar um sistema de correção de queda de tensão com 99% de eficiência ao motor e ao painel de controle resulta em 10.1 kW de perdas no sistema de correção de queda. Em contraste, se o motor for deixado desprotegido e apenas o painel de controle for protegido, as perdas devido ao sistema de correção de queda são reduzidas para 100 W.
Recomenda-se realizar avaliações completas da qualidade da energia para identificar equipamentos críticos e processos sensíveis que exigem proteção contra queda de tensão. O uso de esquemas de proteção direcionados evitará a implantação desnecessária de dispositivos de redução em toda a instalação. Isso pode otimizar recursos e reduzir o consumo de energia.
3. Otimização do armazenamento de energia: Os módulos de armazenamento de energia usados para proteção contra queda de tensão, sejam baterias, capacitores, volantes, etc., todos têm perdas associadas. Quanto mais energia for armazenada, maiores serão as perdas. Mais de 90% dos eventos na grade elétrica são quedas de tensão que duram 2 s ou menos. Grandes quantidades de energia armazenada não são necessárias para resolver a maioria dos problemas em uma instalação. Escolha opções de armazenamento de energia que correspondam à energia necessária para mitigar quedas de tensão sem dimensionamento excessivo. A gestão eficiente do armazenamento de energia é essencial para sistemas sustentáveis de correção de queda de tensão.
4. Identificar tecnologias que oferecem longa vida útil: Reduzir o lixo eletrônico é parte integrante da gestão sustentável de ativos. É importante selecionar dispositivos de proteção contra queda de tensão com projetos robustos, alta confiabilidade e vida útil operacional estendida. Ao escolher esses dispositivos, você reduz a frequência de substituições de componentes. Priorize componentes com opções de materiais sustentáveis e recicláveis para minimizar o impacto ambiental durante os processos de descarte ou reciclagem. Por exemplo, compare baterias de chumbo-ácido que têm uma vida útil de apenas 3–4 anos com alguns sistemas baseados em capacitores que operam por 15 anos ou mais. Não apenas a última é uma opção mais sustentável, mas também reduz o custo total de propriedade do sistema de correção de queda de tensão.
Ao considerar soluções, veja a linha de produtos DySC® da Allen-Bradley®. Este corretor de queda de tensão da Rockwell Automation é uma opção sustentável para proteção contra queda de tensão. A maioria dos modelos tem eficiências energéticas superiores a 99%. Há uma ampla gama de produtos de 250 W até 2 MW. As instalações podem aplicar o tamanho certo para atender às suas necessidades de proteção. Os produtos DySC oferecem várias opções de armazenamento de energia para permitir que os clientes selecionem a quantidade certa de armazenamento de energia para atender aos requisitos. Além disso, para a maioria das quedas de tensão, o corretor de queda DySC pode usar a energia existente na grade sem a necessidade de energia armazenada. Por fim, os capacitores de armazenamento de energia no corretor de queda DySC são projetados para durar a vida útil do produto sem nunca precisar de substituição.
A proteção contra queda de tensão é uma necessidade para empresas que devem aumentar a eficiência operacional. Ao investir em sistemas de proteção avançados, os fabricantes podem aumentar a confiabilidade dos equipamentos. Eles também podem minimizar o tempo de parada não programada, contribuindo para um futuro mais sustentável. Adotar essas soluções inovadoras não apenas beneficia o meio ambiente, mas também fortalece a competitividade e a resiliência em um cenário energético em evolução.
