Seção: Tutoriais Infraestrutura

A escolha dos componentes e dispositivos elero-eletrônicos está muito relacionada à área de aplicação. Numa instalação elétrica de energia CC, a fim de facilitar e garantir a interface entre os diversos componentes, existem normas e padrões para a fabricação e operação, que são estabelecidas por entidades privadas ou públicas.

No caso de telecomunicações as internacionais mais conhecidas são a ITU-T, IEEE e ANSI. No Brasil, temos a ABNT e as recomendações da Anatel, que herdou muitas das regras estabelecidas pela antiga Telebrás. Ao final deste trabalho estão citadas as principais referências para aplicação aos sistemas de energia DC. Na seqüência estão apresentados algumas informações gerais a respeitos das características técnicas e funcionais dos componentes descritos no item anterior.

Baterias

Mesmo se tratando do uso para telecom, existem uma série de tipos e arranjos de baterias determinados pela aplicação, tecnologia e custos.

Tipos de baterias segundo a composição do material interno

Alcalinas (Níquel-Cádmio) e Ácidos (Chumbo Ácido).

Tipo de baterias segundo seu aspecto construtivo

Seladas (VRLA - Valve Regulated Lead Acid) e Não-Seladas (FVLA - Free Vented Lead Acid). É mais comum a utilização das seladas pela não liberação de gases ao ambiente e redução de intervenções de manutenção. Quando utilizadas as não-seladas, devido a emissão de gases nocivos, elas devem ser instaladas em salas exclusivas, com sistemas especiais de controle do ar ambiente.

Vida Útil Projetada ou Tempo Médio de Duração

As baterias são fabricadas e devem ter garantia para ter uma vida média de 10 anos, desde que trabalhando em temperaturas adequadas, que normalmente é em torno de 25ºC.

Tensões de Flutuação (Volts)

Tensão na qual a bateria está em plena carga e sem carga conectada. Para uma célula de bateria seladas de 2Vdc, a tensão normal de flutuação é de 2,23 a 2,27 volts.

Capacidade em Ampere-Hora (Ah)

É a capacidade de fornecimento de energia definida em ampére-hora. Existe uma gama muito grande de fornecimentos segundo a capacidade, podendo variar de 50 a 3000 Ah.

Dimensões (cm) e Peso (Kg)

Estes dois parâmetros são importantes para o dimensionamento do espaço em que as baterias estarão instaladas. Uma bateria de um elemento de 2 Vdc, de 100(L)x200(P)x400(A) cm, pode pesar de 20 a 30 Kg.

Banco de Baterias

Nas aplicações em telecomunicações é muito comum a necessidade de grandes autonomias para operações por parte das baterias, que se traduz na definição da capacidade de carga de uma bateria. Um banco de bateria é portanto um arranjo serial de elementos de baterias que permite configurações de grandes autonomias de energia CC.

A dimensão física desses arranjos de baterias é proporcional à necessidade de autonomia de energia. Assim, verdadeiras salas de baterias são por vezes encontradas nas plantas de telecomunicações, como é o caso das centrais descritas anteriormente.

Um exemplo típico de descrição de especificação de fornecimento de um banco de bateria seria:

"O conjunto de baterias deverá ser fornecido na tensão nominal de -48 VCC, e deverá atender ao que se segue:   Deverão ser fornecidos 02 (dois) bancos de baterias seladas, independentes, tipo chumbo ácidas reguladas por válvula, montadas em painel metálico auto portante ou em estante metálica aberta.   Caso a opção seja painel metálico, esse deverá ser fornecido com proteção de acrílico na porta, devidamente projetado para permitir uma troca de ventilação interna que evite o acúmulo de gases. A Contratada também deverá fornecer o banco de baterias totalmente montado e interligado internamente."

E segue quanto aos cuidados quanto ao dimensionamento do Sistema de Ar Condicionado no local de sua instalação.

"O projeto da instalação elétrica e sistema de ar condicionado deverá considerar as características particulares desse tipo de bateria no tocante à garantia da temperatura ambiente e manutenção em flutuação, nos padrões do fabricante. Temperaturas acima da especificada pelo fabricante, variações bruscas dessa temperatura ou falha do sistema de flutuação do retificador implicam em perda significativa da vida útil do banco."

E quanto a sua autonomia:

"A autonomia mínima do banco deverá ser de 10 h, com tempo de recarga profunda máximo de 10 h para 80% da carga. A vida útil do banco deverá ser superior a 10 (dez) anos, totalmente garantida pelo fabricante."

Unidade Retificadora de Corrente Contínua

De igual maneira que as baterias, existe uma quantidade grande de soluções de Unidades Retificadoras no mercado. É usual os fabricantes fornecerem um solução conjunta com a Unidade de Sinalização de Corrente Contínua (USCC).

Tensão de Alimentação de Entrada AC

127 ou 220 Vca nominais, podendo ser monofásica ou trifásica, dependendo do tipo de retificador.

Faixa de Variação de Tensão de Entrada

+/- 15% em relação ao valor nominal.

Faixa de freqüência

Especificação da freqüência da rede elétrica de entrada ou do GMG, que para o Brasil é de 60 Hz +/- 5%. Cuidado em espacial quando o for o caso de importação de regiões em que o fornecimento é de 50 Hz.

Configurações de Redundância N+1

Com a finalidade de aumentar o nível de disponibilidade da unidade retificadora, é comum a solução que permita o paralelismo entre URCC, onde N representa o número de módulos utilizados mais um único modulo reserva.

A URCC deve ser dimensionada para alimentar todas as cargas em CC e, simultaneamente, alimentar as baterias em condição de descarga profunda.

Rendimento e Fator de Potência

Esta informação é um dos critérios de qualidade das Unidades Retificadoras. Baixos rendimentos significam perdas na forma de calor. Valor típico é 90% e 0,98, respectivamente.

Níveis de Saída de CC

Para a alimentação de -48Vcc, a norma estabelece as seguintes faixas:

Alarmes e Sinalizadores

As sinalizações e comandos mais comuns presentes tanto nos painéis locais quanto disponíveis nas interfaces de comunicações com sistemas remotos de gerenciamento do sistema de energia CC são:

• Manutenção
• Flutuação Anormal das Baterias
• Retificador Anormal
• Bateria Desconectada
• Alimentação AC Anormal
• Bateria em Descarga
• Tensão Alta para o Consumidor
• Bateria em Carga
• Comando Remoto de GMG suprindo AC

Quadros de Distribuição

Os quadros podem ser de diversos tipos e levam também diversas denominações. Muito comum é denominação QDCC (quadro de Distribuição de Corrente Contínua). Um tipo particular são os QFL (Quadro Final de Fila) utilizados em salas de equipamentos, localizados ao final de fila (daí a sua denominação) do layout dos equipamentos.

Os quadros de distribuição são estruturas metálicas que acomodam os dispositivos elétricos de proteção e chaveamento de cargas. Normalmente são dispositivos do tipo disjuntores e fusíveis , especiais para uso em corrente contínua, devido às características do comportamento da corrente quando chaveadas.

A extinção de energia num disjuntor sob corrente contínua pode provocar um arco-voltaico, portanto são feitos especificamente para essa aplicação. É comum haver o descuido na seleção desses dispositivos, utilizando os especificados à energia AC.

Equipamentos com alimentação dual devem ser alimentados preferencialmente a partir de quadros distintos ou a partir de dois pontos de consumidor de quadro alimentado de forma dual.