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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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Departamento de Engenharia Eletrotécnica

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SSAAXX II 44 ddaa PPTT CCoommuunniiccaaççõõeess 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

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações AGRADECIMENTOS

António Manuel Dias da Silva Santos i

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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações RESUMO

António Manuel Dias da Silva Santos iii

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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ABSTRACT

António Manuel Dias da Silva Santos v

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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ÍNDICE

António Manuel Dias da Silva Santos vii

ÍNDICE

AGRADECIMENTOS ............................................................................................................................. i

RESUMO ............................................................................................................................................... iii

ABSTRACT ............................................................................................................................................ v

ÍNDICE ................................................................................................................................................. vii

ÍNDICE DE FIGURAS .......................................................................................................................... ix

ÍNDICE DE QUADROS ........................................................................................................................ xi

ABREVIATURAS ............................................................................................................................... xiii

SIMBOLOGIA ...................................................................................................................................... xv

1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 1

1.1 Objetivos do Estágio .............................................................................................................. 1

1.2 Estrutura do Relatório de Estágio .......................................................................................... 2

2 EMPRESA DE ACOLHIMENTO ................................................................................................. 3

2.1 História da Empresa ............................................................................................................... 4

2.2 O departamento de acolhimento ............................................................................................ 5

2.3 Percurso profissional do estagiário ........................................................................................ 6

3 SISTEMAS AUXILIARES DE TELECOMUNICAÇÕES ........................................................... 7

3.1 Sistemas de corrente contínua ................................................................................................ 7

3.1.1 Sistemas de corrente contínua a tiristores ........................................................................................ 9

3.1.2 Sistema de corrente contínua com fontes comutadas de alta frequência ....................................... 13

3.2 Baterias ................................................................................................................................ 15

3.3 Sistemas de alimentação CA ................................................................................................ 20

3.4 Sistemas de climatização ..................................................................................................... 24

3.4.1 Sistemas de climatização close control ......................................................................................... 25 3.4.2 Free cooling ................................................................................................................................... 29

3.5 Alarmes e telegestão dos sistemas auxiliares ....................................................................... 31

4 ESTÁGIO ..................................................................................................................................... 33

4.1 Manutenção .......................................................................................................................... 33

4.1.1 Manutenção preventiva .................................................................................................................. 33 4.1.2 Manutenção corretiva .................................................................................................................... 37

4.2 Atividades efetuadas ............................................................................................................ 38

4.2.1 Substituição bateria UPS ............................................................................................................... 38 4.2.2 Acompanhamento de obra (Ensaio quadro de transferência e ligação dos grupos provisórios) .... 41 4.2.3 Acompanhamento de obra (Substituição do posto de transformação) ........................................... 48

5 ENSAIO DE CAMPO .................................................................................................................. 55

5.1 Objetivo ............................................................................................................................... 56

5.2 Metodologia e equipamento utilizado .................................................................................. 56

5.3 Tratamento e análise dos dados adquiridos ......................................................................... 58

5.4 Conclusão ............................................................................................................................ 62

6 CONCLUSÕES ............................................................................................................................ 63

7 REFERÊNCIAS ........................................................................................................................... 67

8 ANEXOS ...................................................................................................................................... 69

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ÍNDICE DE FIGURAS

António Manuel Dias da Silva Santos ix

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Logótipo da PT (TELECOM, 2011). ........................................................................................ 3

Figura 2.2 Placa comemorativa da digitalização integral da rede de telecomunicações da PT. ............. 5

Figura 3.1 Esquema de um sistema DC com contactor de corte de carga. .............................................. 8

Figura 3.2 Esquema de um sistema DC com contactor de corte de bateria. ........................................... 8

Figura 3.3 Diagrama de blocos de um retificador a tiristores (TECNITROM, 2011). ............................... 9

Figura 3.4 Esquema de um retificador trifásico semi-comandado (LANDER, 1997). ............................ 10

Figura 3.5 Módulo de potência de um retificador trifásico. .................................................................. 10

Figura 3.6 Esquema retificador hexafásico (LANDER, 1997). ............................................................... 10

Figura 3.7 Retificador em funcionamento normal. ............................................................................... 12

Figura 3.8 Bateria à descarga antes da comutação. ............................................................................... 12

Figura 3.9 Bateria à descarga após a comutação. .................................................................................. 12

Figura 3.10 Bateria à carga antes da descomutação. ............................................................................. 12

Figura 3.11 Esquema de princípio de um circuito básico de retificador comutado (LANDER, 1997). .. 13

Figura 3.12 Sistema DC controlador e fontes. ...................................................................................... 14

Figura 3.13 Sistema DC com fontes comutadas.................................................................................... 15

Figura 3.14 Fontes comutadas 4 kW. .................................................................................................... 15

Figura 3.15 Esquema de potência de uma fonte comutada 48 V 100 A (EFACEC, 1997). .................... 15

Figura 3.16 Esquema de uma bateria de chumbo. ................................................................................. 16

Figura 3.17 Tensão da bateria em vazio (ECEE, 2011). ....................................................................... 17

Figura 3.18 Baterias de vaso aberto. ..................................................................................................... 18

Figura 3.19 Baterias tipo AGM. ............................................................................................................ 19

Figura 3.20 Esquema QGBT. ................................................................................................................ 21

Figura 3.21 Grupos de socorro. ............................................................................................................. 22

Figura 3.22 Esquema transferência GES – Rede. ................................................................................. 23

Figura 3.23 Esquema QGBT com inversor e entrada para GES. .......................................................... 23

Figura 3.24 Diagrama blocos UPS dupla conversão (MGE UPS SYSTEMS, 2009). .......................... 24

Figura 3.25 Climatograma classe 3.1 norma ETSI 300 019-1-3 (ETSI, 2009). .................................... 25

Figura 3.26 Esquema elétrico quadro de potência para duas máquinas de ar condicionado. ................ 26

Figura 3.27 Esquema do circuito de frio. .............................................................................................. 27

Figura 3.28 Condensadores de ar condicionado. ................................................................................... 28

Figura 3.29 Interior máquina ar condicionado. ..................................................................................... 28

Figura 3.30 Controlador máquina ar condicionado. .............................................................................. 28

Figura 3.31 Temperatura do ar (instantâneo) Coimbra/aeródromo período de 2011/07/20 16h a

2011/07/21 16h (Instituto de Meteorologia, 2011). .............................................................................. 29

Figura 3.32 Temperatura do ar, Coimbra/Bencanta 1971/2000 (Instituto de Meteorologia, 2011). ..... 29

Figura 3.33 Gráfico temperatura do ar (instantâneo) com janela de condições para free cooling. ....... 31

Figura 4.1 Painel de controlo e sinóptico UPS. ..................................................................................... 38

Figura 4.2 Esquema do quadro da UPS. ................................................................................................ 39

Figura 4.3 Bateria UPS.......................................................................................................................... 39

Figura 4.4 Esquema interligação QGBT-PT-GES. ............................................................................... 42

Figura 4.5 Quadro de transferência. ...................................................................................................... 43

Figura 4.6 Interruptor motorizado (inversor cascata). ........................................................................... 44

Figura 4.7 Unidade comutação – UA (Schneider Electric, 2007). ........................................................ 44

Figura 4.8 Diagrama da sequência de operação da UA em modo automático (Schneider Electric,

2007). .................................................................................................................................................... 45

ÍNDICE DE FIGURAS Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

x

Figura 4.9 Transformador trifásico 1250 kVA. ..................................................................................... 48

Figura 4.10 Disjuntor média tensão de corte em vácuo DIVAC. .......................................................... 48

Figura 5.1 Sistema DC Coimbra Mercado (armário e fontes). .............................................................. 55

Figura 5.2 Esquema das ligações para um teste genérico de eficiência. ............................................... 56

Figura 5.3 Pinça amperimétrica e analisador. ........................................................................................ 57

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ÍNDICE DE QUADROS

António Manuel Dias da Silva Santos xi

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 2.1 Empresas do grupo PT e suas atividades (TELECOM, 2011). ............................................... 3

Quadro 2.2 Presença internacional da Portugal Telecom (TELECOM, 2011). ......................................... 4

Quadro 3.1 Tabela de descarga de vários modelos de baterias Marathon (EXIDE, 2009) ..................... 20

Quadro 5.1 Medidas AC Buarcos. ........................................................................................................ 58

Quadro 5.2 Medidas DC Buarcos. ........................................................................................................ 58

Quadro 5.3 Medidas AC Tavarede. ....................................................................................................... 59

Quadro 5.4 Medidas DC Tavarede. ....................................................................................................... 59

Quadro 5.5 Medidas AC Mealhada. ...................................................................................................... 60

Quadro 5.6 Medidas DC Mealhada. ...................................................................................................... 60

Quadro 5.7 Medidas AC Coimbra Mercado. ........................................................................................ 60

Quadro 5.8 Medidas DC Coimbra Mercado. ........................................................................................ 61

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ABREVIATURAS

António Manuel Dias da Silva Santos xiii

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

ABREVIATURAS Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

xiv

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

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações SIMBOLOGIA

António Manuel Dias da Silva Santos xv

SIMBOLOGIA

I – Corrente elétrica [A]

V – Potencial elétrico ou tensão elétrica [V]

P – Potência [W]

q – Fluxo [m3/s]

T – Temperatura [ºC]

η – Rendimento

CAPÍTULO 1

António Manuel Dias da Silva Santos 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

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

2

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 2010. 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 infra-

estruturas 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.

CAPÍTULO 2

António Manuel Dias da Silva Santos 3

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.

Figura 2.1 Logótipo da PT (TELECOM, 2011).

O grupo PT é constituído pelas empresas:

Quadro 2.1 Empresas do grupo PT e suas atividades (TELECOM, 2011).

Empresas Atividade principal

PT Comunicações Comunicações fixas, Internet e portais

PT Prime Negócios empresariais

TMN Comunicações Móveis Nacionais

PT II Investimentos Internacionais

PT PRO Assessoria administrativa e gestão empresarial

PT Inovação Investigação e desenvolvimento

PT Sistemas de Informação Sistema de informação

PT Contact Telemarketing

PT Compras Negociação e compras

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

4

A PT detém as seguintes participações internacionais.

Quadro 2.2 Presença internacional da Portugal Telecom (TELECOM, 2011).

País Empresa

Brasil Oi, Contax

Angola Unitel

Cabo Verde CVT - Cabo Verde Telecom

São Tomé e Príncipe CST - Companhia Santomense de Telecomunicações

Namíbia MTC - Mobile Telecommunication Limited

Macau CTM - Companhia de Telecomunicações de Macau

Timor Leste 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.

CAPÍTULO 2

António Manuel Dias da Silva Santos 5

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 2000.

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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

6

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.

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 7

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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

8

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.

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.

C A R G A

-+

24 elem entos

B A TER IA

C ontactor corte

carga

C A R G A

-+

24 elem entos

B A TER IA

C ontactor corte

bateria

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 9

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.

3.1.1 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 semi-

comandado (LANDER, 1997).

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

10

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, Vmédio, 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.

Figura 3.6 Esquema retificador hexafásico (LANDER, 1997).

D 1 D 2 D 3

T1 T2 T3L1

L2

L3

+

-

TR

Vm édio

T1 T2 T3 T4 T5 T6

L1

L2

L3

+

-

TR

V m édio

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 11

Com este tipo de retificação obtém-se um valor de ripple muito baixo. O valor médio da

tensão de saída, Vmédio, 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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

12

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.

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

C A R G A

D

-+ -+

23 elem . 2 elem .

R etificador

Principal

R etificador

A uxiliar

B A TER IA

C

R etificador tipo II

C - C ontactor

D - D íodoC A R G A

D

-+ -+

23 elem . 2 elem .

C

R etificador

Principal

R etificador

A uxiliar

B A TER IA

R etificador tipo II

C - C ontactor

D - D íodo

C A R G A

D

-+ -+

23 elem . 2 elem .

C

R etificador

Principal

R etificador

A uxiliar

B A TER IA

R etificador tipo II

C - C ontactor

D - D íodo C A R G A

D

-+ -+

23 elem . 2 elem .

C

R etificador

Principal

R etificador

A uxiliar

B A TER IA

R etificador tipo II

C - C ontactor

D - D íodo

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 13

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.

3.1.2 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.

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

A C

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

C 1 C 2

L

D

R etificador

não

controlado

C arga

D ispositivo eletrónico de com utação

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

14

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.

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 15

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.

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

F

N

PE

R Ly2

R Ly1 R S

LB D B

D oa

D ob

Lo

C o

C 1a

C 1b

S1a

S1bSB

V E +

V E -

D IO D E

B R ID G E

LO SSLESS

SN N U B ER

IN R U SH LIM IT

C IR C U IT

B O O STER C IR C U IT H A LF B R ID G E

D C -D C C O N V ER TER

C U R R EN T

SH U N T

O U TPU T

R ELA Y

EM I FILTEREM I FILTER A N D TR A N SIEN T

SU PR ESSIO N C IR C U ITS

H F PO W ER

TR A N SFO R M ER

O U TPU T R EC TIFIER A N D FILTER

+

-

+

+

+

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

16

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 PbO2. 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 H2SO4 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 PbO2. O sistema atinge o equilíbrio quando a

energia necessária para depositar ou remover um eletrão é igual à energia gerada pela reação.

(3)

(4)

A diferença de potencial nas condições T = 298 K e uma mole de eletrólito ácido é igual a:

0,356 + 1,685 = 2,041 V.

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 17

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 H2SO4 em sulfato SO4 e hidrogénio H2. Na placa positiva os

iões sulfato SO4 combinam-se com o dióxido de chumbo PbO2 e formam o sulfato de chumbo

PbSO4, o oxigénio O remanescente, combina-se com os iões de hidrogénio H2, para formar

água H2O. Na placa negativa, os iões de SO4 combinam-se com o chumbo Pb e formam

sulfato de chumbo PbSO4. Neste processo, a composição das placas positiva e negativa

inicialmente PbO2 e Pb respetivamente, tendem a transformar-se em sulfato de chumbo

PbSO4, 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 PbSO4 na superfície da placa positiva e negativa, nos seus componentes chumbo

Pb e sulfato SO4 e dissocia a água H2O em oxigénio O e hidrogénio H2. Na placa positiva, os

iões de sulfato SO4 combinam-se com os iões de hidrogénio H2, para regenerar o ácido

sulfúrico H2SO4, os iões de oxigénio O, recombinam-se com o chumbo Pb para restituir o

dióxido de chumbo PbO2. Na placa negativa, os iões de sulfato SO4 combinam-se com os iões

de hidrogénio H2, regenerando o ácido sulfúrico H2SO4, 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 PbO2 para PbSO4, na

placa negativa passa de Pb para PbSO4. No processo de carga, o material ativo da placa

positiva passa de PbSO4 para PbO2, na placa negativa passa de PbSO4 para Pb. Estas

transformações provocam expansões e contrações da matéria ativa. Isto provoca a

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

18

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 telecomuni-

cações 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.

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.

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 19

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

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

20

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.

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 21

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.

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

Seccionador de fusive is

D is juntor

D is juntor d iferencia l

D escarregador sobretensão

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de potência

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In terruptor de corte gera l

auto-rearm ável

L1 L2 L3 N

TP

C ontador

energia

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

22

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.

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

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 23

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.

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.

Figura 3.23 Esquema QGBT com inversor e entrada para GES.

GE

S

RE

DE

Ca

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C R C G

C R

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L1 L2 L3 N

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de sobretensão

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de potência

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In terruptor de corte gera l

auto-rearm ável

C ontador

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na

do

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

24

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 3.24.

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 300 019-1-3 do European

Telecommunications Standards Institute (ETSI), do qual a PT é membro. Os equipamentos de

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 25

telecomunicações são especificados pelos fabricantes, para funcionar em condições

ambientais especificadas pela norma atrás mencionada.

Figura 3.25 Climatograma classe 3.1 norma ETSI 300 019-1-3 (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).

3.4.1 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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

26

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.

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.

In terruptor

corte geral

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CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 27

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.

Figura 3.27 Esquema do circuito de frio.

ou

C ondensadorEvaporador

D ispositivo regulador

de flu ído

Tubo capilar

Válvula de expansão

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C om pressor

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

28

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.

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 29

3.4.2 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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

30

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 m3/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.

CAPÍTULO 3

António Manuel Dias da Silva Santos 31

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 m3/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

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

32

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.

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 33

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 2003. 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.

4.1.1 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

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

34

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;

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 35

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);

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

36

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;

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 37

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.

4.1.2 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.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

38

4.2 Atividades efetuadas

De seguida passo a descrever algumas das atividades efetuadas no âmbito do estágio no

departamento SAX I 4 da PTC.

4.2.1 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

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 39

(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.

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-

UP

S

QU

PS

an

da

r

Cir

cu

ito

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ala

26

Crc

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o 2

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la 2

6

L1 N

TPR

ED

E

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

40

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.

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 41

4.2.2 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

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

42

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.

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 canopiados1 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.

M D 2

IG

B PG

D 1 D isjuntor m otorizado 1

D 2 D isjuntor m otorizado 2

T1 Transform ador 1

T2 Transform ador 2

IB S Inter B arras Sector

B PS B yPass Sector

C hegada 15 kV PT SA SC

C R C ontactor R ede

C G C ontactor G rupo

B PG B yPass G rupo

IG Isolam ento G rupos

IN T Inter barras

C G 1 C ontactor G rupo 1

C G 2 C ontactor G rupo 2

G 1 G rupo 1 400 kV A

G 2 G rupo 2 400 kV A

Q G B T

Painel A Painel B Painel C

U tilização

1 a n

U tilização

1 a n

U tilização

1 a n

Q uadro com ando e

transferência dos G ESQ uadro PT

T1 500 kV A

T2 500 kV A

IB S B PS

C R C GM

G 1

C G 1

G 2

C G 2

IN T

T1 T2

D 1

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 43

(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

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

44

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 2.

Figura 4.7 Unidade comutação – UA (Schneider Electric, 2007).

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 45

Em funcionamento normal (existência de tensão à saída do disjuntor do transformador 1) o

inversor A tem o interruptor do transformador 1 (TRF 1) fechado, o inversor B tem o

interruptor do transformador 1 (TRF 1) fechado e o inversor Cascata tem o interruptor da

“ENTRADA INV A” fechado.

Figura 4.8 Diagrama da sequência de operação da UA em modo automático (Schneider

Electric, 2007).

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

46

Exemplos de funcionamento:

1. Falha de energia na rede pública de distribuição:

a. Caso falhe a energia da rede pública de distribuição a UA A após temporização

(t1=5s) solícita o arranque do GES 1, após detetar tensão na rede R dá ordem

de abertura ao “INV A TRF1” e após detetar a abertura do interruptor

temporiza (t3=2s) e dá ordem de fecho ao “INV A GES 1” que ao fechar

colocará tensão na rede N do inversor Cascata. De referir que a “UA Cascata”

embora já tivesse iniciado a sua temporização (t1=30s) ainda não a tinha

esgotado por esse motivo o interruptor “ENTRADA INV A” ainda se encontra

fechado, logo a carga ficará sob tensão e a temporização da “UA Cascata”

parará pois a UA reconhece a existência de tensão na sua rede N. A “UA B”

ficará sem tensão e os inversores comandados por ela manterão o estado em

que se encontram;

b. Caso o GES 1 por algum motivo não arranque, a temporização da “UA

Cascata” (t1=30) finda e a “UA Cascata” dá ordem de arranque ao GES 2, a

“UA B” ao detetar tensão na sua rede R devido ao arranque do GES 2 dá

ordem de abertura ao interruptor “INV B TRF1” e após detetar a abertura do

mesmo temporiza (t3=2s) e dá ordem de fecho ao “INV B GES 2” que ao

fechar coloca tensão na rede R da UA Cascata esta ao detetar tensão na sua

rede R dá ordem de abertura ao interruptor “ENTRADA INV A” e após detetar

a sua abertura temporiza (t3=2s) e dá ordem de fecho ao interruptor

“ENTRADA INV B” colocando a carga sob tensão;

c. Caso o GES 1 esteja em carga e por motivo de avaria pare a UA Cascata dá

ordem de arranque do GES 2, uma vez que a paragem do GES 1 irá fazer com

que a “UA Cascata” fique sem tensão na sua rede N, logo irá iniciar a

temporização (t1=30s) finda a qual dá ordem de arranque ao GES 2, a “UA B”

ao detetar tensão na sua rede R devido ao arranque do GES 2 dá ordem de

abertura ao interruptor “INV B TRF 1” e após detetar a abertura do mesmo

temporiza (t3=2s) e dá ordem de fecho ao “INV B GES 2” que ao fechar

coloca tensão na rede R da UA Cascata esta ao detetar tensão na sua rede R dá

ordem de abertura do interruptor “ENTRADA INV A” e após detetar a sua

abertura temporiza (t3=2s) e dá ordem de fecho ao interruptor “ENTRADA

INV B” colocando a carga sob tensão. A “UA A” ficará sem tensão e os

inversores comandados por ela manterão o estado em que se encontram.

2. Retorno da energia da rede pública de distribuição:

a. Caso a carga esteja a ser alimentada pelo GES 1 (caso 1.a.). Após o retorno da

energia da rede pública de distribuição, a “UA A” deteta que existe tensão na

sua rede N temporiza (t2=60s) e dá ordem de abertura ao interruptor “INV A

GES 1” (a carga fica sem alimentação), após a “UA A” reconhecer a sua

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 47

abertura, temporiza (t4=2s) e dá ordem de fecho ao interruptor “INV A TRF

1”, após o fecho do interruptor, a carga fica alimentada pela rede pública de

distribuição de energia, ao reconhecer o fecho do interruptor temporiza

(t5=60s) e solicita a paragem do GES 1. A “UA B” deteta também o retorno da

energia da rede pública e mantém o seu estado. A “UA Cascata” embora tenha

detetado a falha de energia na sua rede N não alterou o estado dos seus

inversores pois não esgotou a sua primeira temporização (t1=30s);

b. Caso a carga esteja a ser alimentada pelo GES 2 (caso 1.b.), após o retorno da

energia da rede pública de distribuição a “UA A” têm o interruptor “INV A

TRF 1” fechado, neste caso a UA Cascata deteta logo tensão na sua rede

temporiza (t2=8s) e dá ordem de abertura ao interruptor “ENTRADA INV B”,

após detetar a abertura do mesmo temporiza (t4=2s) e dá ordem de fecho ao

interruptor “ENTRADA INV A”, neste momento a carga passa a estar

alimentada pela rede pública de distribuição. A “UA Cascata” após reconhecer

o fecho do interruptor “ENTRADA INV A” temporiza (t5=60) e solicita a

paragem do GES 2;

c. Caso a carga esteja a ser alimentada pelo GES 2 (caso 1.c.), após o retorno da

energia da rede pública de distribuição “UA A” e “UA B” detetam que existe

tensão nas suas redes N, como ambas as UA têm os interruptores associados a

rede R fechados temporizam (t2=60s), igual para ambas finda a qual dão

ordem de abertura a “UA A” ao interruptor “INV A GES 1” e “UA B” ao

interruptor “INV B GES 2” (a carga fica sem alimentação). Após a “UA A”

reconhecer a abertura do interruptor “INV A GES 1” e “UA B” reconhecer a

abertura do Interruptor “INV B GES 2” iniciam a temporização (t4=2s) para a

“UA A” e (t4=30s) para a “UA B” (este desfasamento de tempo evita o liga e

desliga da carga uma vez que se a temporização t4 fosse igual na “UA A” e na

“UA B” após esta temporização e o fecho dos respetivos inversores a carga

ficaria novamente sob tensão através do encaminhamento do inversor Cascata

rede R que de seguida comutaria para a rede N provocando outro corte de

energia, desta forma evita-se um liga e desliga), após a extinção da

temporização t4 a “UA A” dá ordem de fecho ao Interruptor “INV A TRF1”. A

“UA Cascata” ao detetar tensão na sua rede N inicia a temporização (t2=8s)

finda a qual dá ordem de abertura a interruptor “ENTRADA INV B”, após

detetar a abertura do mesmo temporiza (t4=2s) e dá ordem de fecho ao

interruptor “ENTRADA INV A”, neste momento a carga passa a estar

alimentada pela rede pública de distribuição. A “UA Cascata” após reconhecer

o fecho do interruptor “ENTRADA INV A” temporiza (t5=60) e solicita a

paragem do “GES 2”. Entretanto a temporização t4 da “UA B” extinguiu-se e

esta deu ordem de fecho ao interruptor “INV B TRF 1”.

Para a realização dos ensaios foi previamente montado um quadro elétrico de ensaios com

quatro saídas compostas por disjuntores tetrapolares, para alimentar as quatro entradas

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

48

existentes no quadro uma vez que o mesmo ainda não se encontrava ligado. Após verificação

de que todos os disjuntores do quadro de transferência estavam desligados, e de que as UA

estavam na posição de “stop” e que a alimentação do quadro elétrico de ensaio estava

desligada bem como os disjuntores de saída do mesmo. Procedeu-se a interligação das saídas

do quadro de ensaio com as entradas ENTRADA TRANSFORMADOR 1, ENTRADA

TRANSFORMADOR 2, ENTRADA GES 1 e ENTRADA GES 2 do quadro de transferência.

Os disjuntores serviam para simular as condições de presença e ausência de tensão da rede e

de presença e ausência de tensão dos GES 1 e do GES 2.

Os ensaios consistiram em efetuar várias simulações (falhas de rede, avarias nos GES, tensão

dos GES) por forma a verificar todo o processo de manobra dos inversores e temporizações

associadas atrás descritos.

4.2.3 Acompanhamento de obra (Substituição do posto de transformação)

O trabalho a realizar tinha como objetivo a substituição dos dois transformadores existentes,

dos disjuntores de média tensão, a colocação ao serviço do quadro de transferência e dos

grupos provisórios. Os transformadores a instalar eram dois transformadores 15 kV / 400 V

trifásicos secos encapsulados em resina com valores de potência de 1250 kVA (transformador

1) e 630 kVA (transformador 2). Os disjuntores a instalar eram dois disjuntores de corte em

vácuo DIVAC.

Figura 4.9 Transformador trifásico

1250 kVA.

Figura 4.10 Disjuntor média tensão de corte

em vácuo DIVAC.

No dia anterior à realização do trabalho realizou-se uma reunião entre o responsável pela obra

da parte da PT e o empreiteiro para planificar as operações a realizar e eventuais medidas de

emergência caso ocorresse algum contratempo.

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 49

Tendo em conta que o trabalho estava programado para ser realizado em dia e horário de

expediente seria necessário alimentar o painel A do QGBT de modo a promover a

alimentação do painel A (bloco B e call center). A potência em jogo era cerca de 385 kVA,

razão pela qual se resolveu que durante os trabalhos funcionariam os dois GES de 400 kVA e

somente no final dos trabalhos se colocariam ao serviço os grupos provisórios.

O trabalho seria efetuado pelo empreiteiro responsável pela obra e supervisionado pela PTC.

Para o efeito, ficou decidido que o empreiteiro disponibilizava duas equipas de trabalhadores,

que em simultâneo interviriam nos dois postos de transformação de forma a minimizar o

tempo da intervenção. Por parte da empresa detentora dos grupos provisórios estaria também

presente um técnico que no final procederia ao comissionamento e ensaio dos mesmos.

Por questões de segurança durante a execução das manobras em média tensão a permanência

de pessoal na sala deverá ser reduzida ao mínimo indispensável. O executante das manobras

em média tensão deverá obrigatoriamente fazer o uso correto dos seguintes EPI além dos

exigidos em local de obra:

Luvas de proteção elétrica classe II (17 kV);

Capacete com viseira de proteção;

Tapete de borracha.

A ordem de execução dos trabalhos delineada foi a seguinte:

1. Confirmar que todos os interruptores do novo quadro de transferência se

encontram na posição 0 (abertos) e que as três UA estão na posição automático

“auto”;

2. Desligar o disjuntor de média tensão do transformador 2;

3. Aguardar o arranque dos GES de 400 kVA e tomada de carga;

4. Verificar o normal funcionamento do sistema DC e UPS;

5. Desligar o disjuntor de média tensão transformador 1;

6. Fechar o inter-barras sector no QGBT (painel A – painel B);

7. Medir a tensão no barramento do painel A;

8. Desligar os seccionadores de corte em vazio dos transformadores 1 e 2 e o

seccionador geral, confirmar visualmente a sua abertura;

9. Desbloquear e abrir na sala do posto de transformação do SASC o seccionador de

corte em carga da saída de média tensão que alimenta o posto de transformação do

bloco A. Verificar visualmente que as três facas ficam abertas e bloquear a sua

operação;

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

50

10. Verificar visualmente se os disjuntores de entrada do QGBT estão desligados e

confirmar através de medida da tensão na sua entrada;

11. Abrir as celas dos transformadores e efetuar a descarga das linhas;

12. Desligar e retirar os barramentos e os cabos de média tensão que interligam os

transformadores, disjuntores de corte em carga e seccionadores de corte em vazio;

13. Desligar e retirar os cabos de baixa tensão que interligam os transformadores com

os disjuntores de entrada do QGBT;

14. Soltar os transformadores das calhas e remove-los para o corredor;

15. Soltar e remover os disjuntores de média tensão;

16. Remover as calhas e ferragens de fixação dos disjuntores e seccionadores;

17. Refazer as calhas e fixações para os novos aparelhos de corte e transformadores;

18. Colocar no sítio os novos transformadores;

19. Colocar no sítio os novos disjuntores;

20. Ajustar e fixar transformadores e disjuntores;

21. Refazer os caminhos de cabos no interior das celas;

22. Proceder à interligação dos aparelhos de média tensão respeitando a sequência de

fases existente;

23. Proceder à ligação dos cabos de baixa tensão nos transformadores (numa fase

anterior já tinham sido efetuadas as ligações destes cabos nos disjuntores de

entrada do quadro de transferência novo);

24. Efetuar a ligação à terra de proteção das carcaças dos transformadores e

disjuntores;

25. Proceder à fixação de todos os cabos;

26. Remover todas as ferragens e ferramentas do interior das celas;

27. Efetuar uma limpeza às celas;

28. Fechar as celas;

29. Verificar se os disjuntores do quadro de transferência “ENTRADA

TRANSFORMADOR 1” e ”ENTRADA TRANSFORMADOR 2” estão abertos;

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 51

30. Desbloquear e fechar o seccionador de corte em carga do posto de transformação

do SASC, à saída de média tensão que alimenta o posto de transformação do

bloco A. Verificar visualmente o fecho das três facas e bloquear a sua operação.

31. Fechar o seccionador de corte em vazio;

32. Fechar o disjuntor de média tensão do transformador 1;

33. Verificar a sequência de fase aos terminais do disjuntor “ENTRADA

TRANSFORMADOR 1” no quadro de transferência, corrigir se necessário;

34. Medir a tensão simples e composta aos terminais do disjuntor “ENTRADA

TRANSFORMADOR 1” do quadro de transferência, corrigir se necessário;

35. Fechar o disjuntor de média tensão do transformador 2;

36. Verificar a sequência de fases aos terminais do disjuntor “ENTRADA

TRANSFORMADOR 2” no quadro de transferência, corrigir se necessário;

37. Medir a tensão simples e composta aos terminais do disjuntor “ENTRADA

TRANSFORMADOR 2” do quadro de transferência, corrigir se necessário;

38. Ligar o disjuntor “ENTRADA TRANSFORMADOR 1” no quadro de

transferência;

39. Verificar o funcionamento do quadro de transferência confirmando a existência de

tensão aos terminais dos três disjuntores “QGBT EXISTENTE” (lado quadro de

transferência);

40. Desligar os GES (400 kVA) e inibir o seu funcionamento;

41. Desligar o interruptor “ISOLAMENTO GRUPOS” no QGBT.

42. Ligar os três disjuntores “QGBT EXISTENTE”;

43. Medir a tensão simples e composta em carga e corrigir se necessário;

44. Verificar o normal funcionamento do sistema DC e UPS;

45. Desinibir os GES provisórios;

46. Desligar o disjuntor de média do transformador 1;

47. Aguardar o arranque dos GES provisórios, a tomada de carga pelo grupo de

1000 kVA e posterior paragem do grupo de 800 kVA;

48. Verificar o normal funcionamento de sistema DC e UPS;

49. Ligar o disjuntor de média do transformador 1;

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

52

50. Aguarda pelo procedimento de transferência de carga e paragem do GES de

1000 kVA;

51. Verificar o normal funcionamento do sistema DC e UPS;

52. Fim dos trabalhos.

A execução do trabalho iniciou-se à hora marcada. Após o corte da rede, os grupos

arrancaram e sincronizaram o seu funcionamento, efetuaram o paralelo e tomaram conta da

carga. O sistema DC e a UPS do edifício arrancaram sem problemas.

Cerca de seis horas após o início dos trabalhos o GES 1 começou a apresentar um trabalhar

irregular e surgiu uma avaria (retorno de tensão, avaria motivada por falha de sincronismo)

que obrigou a que a carga ficasse suportada só pelo grupo 2. A potência despendida pelo GES

era cerca de 385 kVA. De imediato foi efetuado reconhecimento da avaria, colocou-se o

grupo em manual e ensaiou-se, não apresentando funcionamento anómalo. Recolocou-se

novamente em automático, o grupo arrancou, sincronizou e fez novamente o paralelo com o

grupo 2 repartindo a carga. Após cerca de 20 minutos o GES 1 começou novamente com um

trabalhar irregular. De imediato deu-se ordem de paragem ao GES 1 ficando novamente a

carga suportada pelo GES 2.

Uma vez que era previsível que o trabalho continuasse por mais quatro horas antecipou-se a

entrada em funcionamento dos GES provisórios (ponto 45 da ordem de execução). Para tal

desinibiu-se o funcionamento dos GES colocando-os em automático, visto que não existia

tensão a jusante do disjuntor “ENTRADA PT 1”. O monitor de tensão do quadro de comando

e transferência dos GES desencadeou o processo de arranque dos dois GES. (A filosofia de

funcionamento do quadro de comando e transferência dos GES é arrancar sempre com os dois

grupos e após confirmação de tensão do alternador coloca a carga no grupo prioritário e

promove a paragem do grupo de reserva, esta filosofia de funcionamento evita tempos de

falha de energia longos, pois em caso de falha de arranque do grupo prioritário a carga é

suportada pelo grupo de reserva).

Após o quadro de comando e transferência dos grupos provisórios disponibilizar tensão aos

terminais do disjuntor “ENTRADA GES 2”, ligou-se o disjuntor “ENTRADA GES 2”, a UA

do inversor B ao detetar tensão na sua rede de substituição (R) deu ordem de fecho ao

interruptor I4. Com o fecho de I4 a UA do inversor de cascata detetou tensão na sua rede de

substituição (R) e deu ordem de fecho ao interruptor I6 colocando tensão nos três disjuntores

“QGBT EXISTENTE”. Confirmou-se a existência de tensão nos referidos disjuntores do lado

do quadro de transferência, parou-se o GES 2 (neste momento as cargas ficaram sem tensão),

abriu-se o interruptor “ISOLAMENTO GRUPOS” no QGBT e ligaram-se os três disjuntores

“QGBT EXISTENTE” do quadro de transferência ficando novamente à carga sob tensão. De

seguida verificou-se o funcionamento do sistema DC e UPS.

Durante a execução do ponto 34 verificou-se que a tensão se encontrava alta (258 V tensão

simples e 446 V composta), desligou-se novamente o disjuntor de média do transformador 1,

CAPÍTULO 4

António Manuel Dias da Silva Santos 53

abriu-se a cela do transformador 1 e baixou-se um ponto ao transformador. Voltou-se a fechar

a cela, armar o disjuntor e a medir novamente a tensão verificando-se que o valor da tensão já

estava dentro dos parâmetros de requeridos (230 V ± 10%). Após a execução do ponto 38 a

UA do inversor A e a UA do inversor B detetaram a existência de tensão nas suas entradas de

rede normal (N) e após temporização a UA do inversor A deu ordem de fecho ao interruptor

I1 e UA do inversor B deu ordem de abertura ao Inversor I4. Quando a UA do inversor A

fechou o interruptor I1 colocou sob tensão a entrada de rede normal (N) da UA do inversor

cascata que após temporização deu ordem de abertura ao interruptor I6 e de seguida ordem de

fecho ao interruptor I5. Entretanto após temporizar a UA do inversor B deu ordem de fecho ao

interruptor I2. No final destes procedimentos a carga foi transferida para o transformador 1. O

monitor de tensão da rede dos grupos provisórios deu início ao procedimento de paragem do

grupo. Foi medida novamente a tensão para aferir o seu valor com o transformador em carga,

verificando-se que se mantinha dentro dos valores requeridos (ponto 43). De seguida

executaram-se os pontos, 44 e 46 a 51 com o intuito de executar um ensaio real em caso de

falha de rede.

Os trabalhos ficaram concluídos catorze horas após o seu início.

CAPÍTULO 5

António Manuel Dias da Silva Santos 55

5 ENSAIO DE CAMPO

No plano de estágio estava contemplado a realização de um trabalho de campo, que consistia

na análise comparativa do rendimento dos sistemas de alimentação DC das duas tecnologias

de retificação implementadas: retificadores a tiristores e fontes comutadas.

Os sistemas em questão estão instalados em instalações da PTC em Buarcos, Tavarede,

Mealhada e Coimbra Mercado. Estes sistemas alimentam todos os sistemas de transmissão e

comutação dos referidos locais, sendo que os dois primeiros estão instalados em RSU e os

dois últimos em comutadores.

Os sistemas instalados em Buarcos e na Mealhada utilizam a tecnologia de retificação a

tiristores, os sistemas instalados em Tavarede e em Coimbra Mercado fontes comutadas. O

sistema instalado no RSU de Buarcos tem uma capacidade disponível de 200 A, e é composto

por dois alimentadores do tipo II, que foram alvo de uma alteração que os transformou em

alimentadores do tipo I com 25 elementos de bateria associados, cada um com uma corrente

máxima de 100 A. O sistema instalado no comutador da Mealhada é composto por dois

alimentadores tipo II e um alimentador tipo I cada um com uma corrente máxima de 630 A,

perfazendo uma capacidade disponível de 1890 A. O sistema instalado no RSU de Tavarede é

composto por quatro fontes comutadas com uma potência de 2 kW cada, o que permite uma

potência disponível de 8 kW. O sistema instalado no comutador de Coimbra Mercado é

composto por dezoito fontes comutadas com uma potência de 5 kW cada, o que significa uma

potência disponível de 90 kW.

Figura 5.1 Sistema DC Coimbra Mercado (armário e fontes).

Com base na informação dos fabricantes dos equipamentos verificou-se que o rendimento do

sistema de fontes comutadas instalado em Tavarede era igual a 91% e o rendimento do

sistema instalado em Coimbra Mercado superior a 91%. Relativamente aos sistemas de

retificação de Buarcos e Mealhada não foi possível obter qualquer informação.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

56

5.1 Objetivo

O objetivo principal deste ensaio de campo consiste na quantificação da energia que se pode

poupar, decorrente da troca de tecnologia, com base na análise dos valores de rendimento dos

equipamentos.

5.2 Metodologia e equipamento utilizado

A metodologia utilizada no referido ensaio de campo contemplou a aquisição de um conjunto

de medidas e o seu posterior tratamento e análise. Para o referido efeito realizaram-se as

seguintes medidas:

Tensão DC;

Corrente DC;

Potência ativa AC por fase e total;

Potência aparente AC total;

Fator de potência.

As medidas AC foram efetuadas à entrada dos sistemas e refletem somente o consumo dos

sistemas. Estas medidas foram efetuadas por um analisador de rede, durante um período de

dez minutos, com amostragens de minuto a minuto, o que resultou num total de dez leituras.

Em simultâneo foram efetuadas três medidas, espaçadas de cinco minutos, dos valores da

tensão e da corrente DC no barramento de saída. Estas medidas foram efetuadas com um

multímetro (tensão) e com uma pinça amperimétrica (corrente).

Figura 5.2 Esquema das ligações para um teste genérico de eficiência.

A razão do período temporal e do número reduzido de leituras prende-se com o facto de que o

consumo DC numa instalação de telecomunicações ser praticamente constante.

CAPÍTULO 5

António Manuel Dias da Silva Santos 57

Os equipamentos de medida utilizados foram:

Analisador Fluke 1735;

Multímetro Fluke 77;

Pinça amperimétrica Fluke 336.

Figura 5.3 Pinça amperimétrica e analisador.

Verificou-se que as salas onde se encontram os equipamentos ensaiados cumpriam os

requisitos da norma IEC6230, no que concerne ao valor da temperatura ambiente e à

velocidade de deslocação do ar. Com efeito, a temperatura das salas dos equipamentos

encontrava-se dentro do intervalo de 25º C ± 5º C especificados pela norma. A velocidade de

deslocação do ar nas salas dos equipamentos era inferior a 5 m/s, cumprindo também outra

diretiva da norma.

De forma a cumprir a norma IEC 62301 após a ligação dos equipamentos de medida deve-se

deixar um período de guarda de cinco minutos no sentido de verificar a estabilidade dos

valores de potência dos sistemas em análise. Após este tempo de guarda foi iniciado o registo

dos valores pretendidos. A norma IEC 62301 realça a necessidade de um tempo mínimo de 30

minutos de aquecimento dos equipamentos sob ensaio antes de se efetuarem as medidas. Esta

questão não se coloca uma vez que os equipamentos já se encontravam em funcionamento.

A tensão de alimentação dos sistemas DC testados encontrava-se dentro das especificações

dos fabricantes, 400 V, 50 Hz.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

58

5.3 Tratamento e análise dos dados adquiridos

Os dados adquiridos pelo analisador foram transferidos para o computador pessoal e

posteriormente importados para uma folha de Excel.

As medidas efetuadas ao equipamento situado no RSU de Buarcos encontram-se descritas no

Quadro 5.1 e no Quadro 5.2. O Quadro 5.1 contém os valores instantâneos da potência ativa

por fase e total, da potência aparente total, bem como o valor do fator de potência medido.

Quadro 5.1 Medidas AC Buarcos.

Hora PL1 [W] PL2 [W] PL3 [W] PTotal [W] STotal

[VA]

Fator de

potência

Total

15:39 2567,7 2229,3 2219,0 7016,0 8025,0 0,87

15:40 2507,5 2223,1 2277,3 7007,9 8029,7 0,87

15:41 2511,3 2218,0 2279,8 7009,1 8067,0 0,87

15:42 2523,2 2232,2 2257,2 7012,6 8056,7 0,87

15:43 2515,1 2258,5 2237,8 7011,3 8023,8 0,87

15:44 2488,4 2273,2 2239,4 7001,0 8004,3 0,87

15:45 2472,1 2230,0 2292,1 6994,1 8030,3 0,87

15:46 2504,1 2207,1 2280,1 6991,3 8017,5 0,87

15:47 2509,7 2223,7 2266,7 7000,1 8040,1 0,87

15:48 2478,4 2241,9 2271,4 6991,6 8024,7 0,87

Média 2507,7 2233,7 2262,1 7003,5 8031,9 0,87

O Quadro 5.2 apresenta o valor da tensão DC no barramento de saída, o valor das correntes de

cada um dos retificadores instalados.

Quadro 5.2 Medidas DC Buarcos.

Hora U [V] I1 [A] I2 [A] P [W]

15:38 56,2 40,2 70,1 6198,9

15:43 56,2 41,3 68,6 6176,4

15:48 56,2 43,0 67,1 6187,6

Média 6187,6

Da análise dos valores presentes no Quadro 5.1 verifica-se que o valor da potência ativa é

praticamente constante em cada uma das fases tal como seria de esperar, visto que a carga

também é constante. Os valores médios da potência ativa no período de observação foram

respetivamente de: 2507,7 W; 2233,7 W; 2262,1 W para as fases L1, L2 e L3.O pequeno

desequilíbrio de potência entre as fases é normal uma vez que se trata de um sistema trifásico.

Outro aspeto relevante prende-se com o reduzido fator de potência medido igual a 0,87.

Os valores de potência DC inscritos no Quadro 5.2 refletem a soma da corrente do retificador

1 e do retificador 2. O valor da tensão DC no barramento de 56,2 V deve-se ao facto de que,

devido a transformação dos alimentadores de tipo II para tipo I com 25 elementos de bateria, a

tensão do barramento teve de subir para os 56,2 V atrás mencionados (25 x 2,25 V).

CAPÍTULO 5

António Manuel Dias da Silva Santos 59

Os Quadros 5.3 e 5.4 representam as medidas AC e DC no RSU de Tavarede.

Quadro 5.3 Medidas AC Tavarede.

Hora PL1 [W] PL2 [W] PL3 [W] PTotal [W] STotal

[VA]

Fator de

potência

Total

14:03 2028,9 1030,9 979,5 4039,3 4077,9 0,99

14:04 2028,9 1030,9 979,5 4039,3 4078,2 0,99

14:05 2032,4 1032,5 981,1 4045,9 4084,5 0,99

14:06 2029,9 1030,9 979,8 4040,6 4078,8 0,99

14:07 2032,1 1031,9 980,7 4044,7 4083,5 0,99

14:08 2028,9 1030,9 979,5 4039,3 4077,9 0,99

14:09 2030,5 1032,2 981,1 4043,7 4082,0 0,99

14:10 2030,8 1032,8 981,1 4044,7 4083,5 0,99

14:11 2029,9 1032,2 980,7 4042,8 4081,4 0,99

14:12 2028,9 1031,2 980,1 4040,3 4079,2 0,99

Média 2030,1 1031,6 980,3 4042,1 4080,7 0,99

Quadro 5.4 Medidas DC Tavarede.

Hora U [V] I1 [A] P [W]

14:02 54,4 66,8 3633,9

14:06 54,4 67,0 3644,8

14:11 54,4 67,3 3661,1

Média 3646,6

Verifica-se da análise dos valores do Quadro 5.3 que existe um desequilíbrio de potência

significativo entre as fases do sistema. A origem desta ocorrência deve-se facto do sistema

possuir quatro fontes comutadas monofásicas sendo a sua distribuição pelas fases a seguinte:

L1 duas fontes; L2 e L3 uma fonte por fase. Os valores médios no período de observação

foram os seguintes: 2031,1 W; 1031,6 W; 980,3 W para as fases L1, L2 e L3. O fator de

potência medido nesta instalação é igual a 0,99. Tendo em consideração que o sistema

instalado possui quatro fontes comutadas de 2 kW e que o valor de potência DC é

aproximadamente 3,6 kW, conclui-se que em regime normal de funcionamento o sistema

funciona a 45% da capacidade. Esta observação é importante tendo em conta a dependência

do rendimento do equipamento em função do valor da carga. Sendo que os data sheets das

fontes comutadas indicam que o rendimento e o fator de potência sobem com o aumento de

carga.

O sistema instalado no comutador da Mealhada possui algumas especificidades que importa

referir nomeadamente a idade, tecnologia e a potência instalada.

O Quadro 5.5 e reflete as medidas AC à entrada do sistema DC do comutador da Mealhada. O

Quadro 5.6 tem plasmado as medidas DC efetuadas no quadro de distribuição do sistema atrás

referido.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

60

Quadro 5.5 Medidas AC Mealhada.

Hora PL1 [W] PL2 [W] PL3 [W] PTotal [W] STotal

[VA]

Fator de

potência

Total

15:04 13408,0 13912,9 14803,6 42124,5 66628,9 0,63

15:05 13417,4 13928,6 14784,8 42130,8 66559,9 0,63

15:06 13411,1 13925,5 14794,2 42130,8 66704,2 0,63

15:07 13398,5 13922,3 14797,4 42118,2 66792,0 0,63

15:08 13398,5 13931,7 14794,2 42124,5 66795,1 0,63

15:09 13417,4 13922,3 14809,9 42149,6 66823,4 0,63

15:10 13408,0 13903,5 14794,2 42105,7 66754,4 0,63

15:11 13408,0 13925,5 14800,5 42133,9 66691,6 0,63

15:12 13411,1 13938,0 14794,2 42143,3 66723,0 0,63

15:13 13411,1 13931,7 14788,0 42130,8 66710,5 0,63

Média 13408,9 13924,2 14796,1 42129,2 66718,3 0,63

Quadro 5.6 Medidas DC Mealhada.

Hora U [V] I1 [A] I2 [A] P [W]

15:05 51,5 181,3 509,4 35571,1

15:10 51,5 181,4 509,1 35560,8

15:15 51,5 181,1 509,1 35545,3

Média 35559,0

Da análise do Quadro 5.5 apraz realçar o baixo valor do fator de potência do sistema.

A razão do Quadro 5.6 exibir duas medidas de corrente DC, deve-se a impossibilidade de

medir a corrente num único local dentro do quadro, uma vez que a dimensão do barramento

não permite que a pinça o abrace. Assim sendo a corrente teve de ser medida nas duas

derivações do barramento.

Os quadros seguintes exibem as medidas efetuadas no sistema DC de Coimbra Mercado.

Quadro 5.7 Medidas AC Coimbra Mercado.

Hora PL1 [W] PL2 [W] PL3 [W] PTotal [W] STotal

[VA]

Fator de

potência

Total

14:13 30905,7 22948,8 19658,7 73513,2 73720,2 1,00

14:14 30915,1 22958,2 19671,3 73544,6 73751,6 1,00

14:15 30918,3 22961,3 19671,3 73550,9 73757,9 1,00

14:16 30918,3 22958,2 19671,3 73547,7 73748,5 1,00

14:17 30918,3 22958,2 19668,1 73544,6 73751,6 1,00

14:18 30924,5 22961,3 19674,4 73560,3 73770,4 1,00

14:19 30918,3 22955,0 19668,1 73541,5 73751,6 1,00

14:20 30915,1 22955,0 19668,1 73538,3 73742,2 1,00

14:21 30943,4 22973,9 19687,0 73604,2 73811,2 1,00

14:22 30927,7 22961,3 19674,4 73563,4 73767,3 1,00

Média 30920,5 22959,1 19671,3 73550,9 73757,2 1,00

CAPÍTULO 5

António Manuel Dias da Silva Santos 61

Quadro 5.8 Medidas DC Coimbra Mercado.

Hora U [V] I1 [A] P [W]

14:13 55,4 1223,3 67770,8

14:18 55,4 1223,3 67770,8

14:23 55,4 1223,3 67770,8

Média 67770,8

Da análise dos resultados do Quadro 5.7 importa referir a o fator de potência unitário o que

reflete o ótimo desempenho deste sistema.

Para o cálculo da potência DC utilizaram-se os valores de tensão e corrente DC obtidos nas

leituras sendo calculada segundo a fórmula.

(6)

Para o cálculo do rendimento recorreu-se a fórmula.

(7)

Em que POUT é a média dos valores de potência DC calculados e PIN é a média dos valores de

potência instantânea registados.

Para Buarcos:

Para Tavarede:

Para a Mealhada:

Para Coimbra Mercado:

Os resultados dos cálculos efetuados para os locais em análise foram 88,4% em Buarcos,

90,2% em Tavarede, 84,4% em Mealhada e 92,1% em Coimbra Mercado.

Caso o sistema da Mealhada fosse substituído por um sistema com um rendimento igual ao de

Coimbra Mercado teríamos:

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

62

(8)

Subtraindo ao valor de potência real (medido) o valor de potência calculado tendo em conta o

novo rendimento obtemos o valor da potência instantânea economizada.

A mudança de tecnologia permitiria uma redução de consumo de 3,4781 kWh em cada hora.

Em termos de energia economizada obtemos o valor de 3,4781 x 365 x 24 = 30468,2 kWh por

ano. Ou seja uma economia anual de 30,468 MWh de energia.

5.4 Conclusão

Tal como era de esperar os sistemas com menor rendimento, ou seja, os menos eficientes são

os sistemas DC com retificação por tiristores.

Um baixo rendimento significa que é necessário despender mais energia para atingir o mesmo

resultado, logo implicitamente significa um desperdício de energia. Este desperdício

manifesta-se sobre a forma de calor dissipado pelos equipamentos o que obriga ao dispêndio

de mais energia para a climatização dos mesmos.

A análise dos resultados obtidos permite concluir que a substituição do sistema da Mealhada

por um sistema de rendimento superior, por exemplo igual ao de Coimbra Mercado com um

rendimento de 92% permitiria a economia anual de 30,468 MWh de energia.

CAPÍTULO 6

António Manuel Dias da Silva Santos 63

6 CONCLUSÕES

A realização deste estágio teve como objetivo a aplicação e o desenvolvimento das noções

teóricas adquiridas do âmbito da frequência do Mestrado em Instalações e Equipamentos em

Edifícios.

Nas últimas duas décadas assistiu-se a um desenvolvimento considerável do sector das

telecomunicações em Portugal. Os serviços de comunicações móveis, Internet de banda larga

e difusão de televisão por cabo apresentam uma enorme adesão por parte dos utilizadores, o

que se traduz em elevadas taxas de penetração dos serviços, superiores à média europeia.

O fornecimento desses serviços de telecomunicações só é possível com a introdução de novos

equipamentos na rede. Por motivos de ordem técnica e económica a localização desses novos

equipamentos é a mesma dos sistemas convencionais de comutação e transmissão de voz

anteriormente instalados. Assim sendo, a introdução de novos equipamentos em instalações

existentes, implica sempre um estudo aprofundado com vista à adequação dos sistemas

auxiliares presentes, a esta nova realidade.

O exercício profissional, como técnico superior, num departamento de um operador de

telecomunicações global, cuja atividade está focalizada na manutenção de infraestruturas de:

telecomunicações por feixes hertzianos; de distribuição do sinal de televisão por teledifusão e

de telecomunicações fixas, estimulou a vontade de prosseguir e complementar a minha

formação académica. O mestrado em Instalações e Equipamentos em Edifícios ministrado

pelo ISEC foi o curso escolhido para o efeito, tendo em consideração a sua natureza

multidisciplinar, que engloba áreas distintas como sejam: o aquecimento; ventilação e ar

condicionado (AVAC); redes de fluidos; instalações elétricas; domótica; comunicações de

dados; entre outras.

Na conceção do plano de trabalhos do estágio, anteriormente mencionado, foi definido como

objetivo principal o aprofundamento da formação do estagiário em contexto de trabalho. Para

o efeito, foi solicitado o registo e documentação das ações de manutenção executadas, durante

o período de estágio, nos sistemas auxiliares aos equipamentos de rede. Como objetivo

secundário, pretendeu-se realizar um estudo comparativo relativamente à eficiência das

tecnologias instaladas: retificação por tiristores e os sistemas constituídos por fontes

comutadas.

Para a atingir os objetivos anteriormente enunciados, efetuou-se no Capítulo 2 um

enquadramento do trabalho realizado. Para o efeito procedeu-se a uma breve descrição da

empresa e do departamento de acolhimento do estágio, respetivamente a PTC e o

departamento de sistemas auxiliares SAX I 4.

No Capítulo 3 foram apresentadas as tecnologias de suporte aos sistemas auxiliares de

telecomunicações, os quais tem como objetivo o correto funcionamento dos sistemas de

telecomunicações, garantindo a continuidade da sua alimentação elétrica e condições de

temperatura e humidade previamente estabelecidas. No que concerne à alimentação elétrica

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

64

foram apresentados os sistemas de alimentação em corrente contínua, os seus blocos

constituintes e descritas com alguma profundidade as tecnologias instaladas que se dividem

fundamentalmente em dois tipos, os sistemas de alimentação com retificação por tiristores e

os sistemas mais recentes constituídos por fontes comutadas de alta-frequência. Dada a

relevância deste último tópico foi realizado no Capítulo 5 um estudo comparativo destas duas

tecnologias, mediante a realização de medidas, de forma a aferir o valor da eficiência de cada

uma das tecnologias implementadas na área de serviço do SAX I 4.

No Capítulo 3 foram também apresentados os sistemas de baterias usados nos sistemas DC,

UPS sendo descritas as reações químicas presentes na carga e descarga das baterias de

chumbo e os valores de potencial disponíveis aos seus terminais. Para além dessa parte teórica

foram apresentadas algumas recomendações no que concerne à manutenção das baterias de

vaso aberto e definidos os valores limites no processo de carga das mesmas.

No Capítulo 3 foi dado particular realce aos sistemas de climatização fundamentais ao correto

funcionamento dos equipamentos de telecomunicações instalados. Em Portugal as

necessidades de arrefecimento são preponderantes na globalidade das instalações, sendo a

potência dos equipamentos de climatização em função de um conjunto de fatores que

compreendem: a área a climatizar e as cargas térmicas instaladas e condições exteriores como

sejam a localização geográfica da instalação, sua exposição solar e os valores da temperatura

e humidade do local.

Para efetuar o controlo da temperatura e humidade são utilizados dois tipos distintos de

sistemas de climatização: close control e free cooling. Tendo em consideração os valores de

temperatura do ar, nomeadamente no período noturno e durante os meses de Outono e Inverno

inferiores a 21ºC utilizam-se sistemas de free cooling. Estes promovem o arrefecimento da

sala através da insuflação de ar fresco do exterior e a remoção do ar quente da sala onde opera

o equipamento de telecomunicações. Os elementos constituintes de um sistema free cooling

na sua versão mais elementar são: uma caixa de ventilação, um ventilador com motor de

regulação eletrónica, e um quadro de potência e comando com um autómato e duas sondas de

temperatura. Quando temperatura exterior ultrapassar um valor pré definido o sistema desliga

o ventilador e liga as máquinas de condicionado. Os ganhos ao nível do consumo de energia

elétrica em relação ao sistema convencional não foram determinados, no entanto, esta solução

é excelente para ser implementada em locais com baixa poluição, distantes da costa marítima.

Por seu lado os sistemas de climatização em close control, como o próprio nome indica,

trabalham em circuito fechado, sendo o seu circuito de frio constituído, na sua versão básica,

por: um compressor; condensador; dispositivo regulador de fluído e evaporador.

No Capítulo 4 foram descritas as principais tarefas efetuadas durante o período do estágio, no

que concerne à manutenção dos equipamentos dos sistemas auxiliares anteriormente descritos.

As primeiras tarefas do estágio compreenderam a recolha seleção e estudo de informação das

diferentes tecnologias e equipamentos instalados, no que se refere aos sistemas auxiliares.

Paralelamente nesta fase inicial foi também dada particular atenção aos aspetos relacionados

CAPÍTULO 6

António Manuel Dias da Silva Santos 65

com os procedimentos e normas de Qualidade, Ambiente, Saúde e Segurança no Trabalho

implementadas na empresa decorrentes das certificações que possui neste domínio.

As tarefas de manutenção têm por objetivos evitar: avarias indesejadas, quebras de serviço e

custos associados os quais são alcançados mantendo os equipamentos em perfeitas condições

de funcionamento. Este objetivo pode ser alcançado de duas formas distintas mediante

manutenção preventiva e/ou corretiva. A manutenção preventiva pretende reduzir a

probabilidade de ocorrência de falhas. A manutenção corretiva ambiciona uma rápida e eficaz

intervenção com vista à resolução das falhas ocorridas sem que ocorram perdas de serviço

significativas.

Nesse capítulo apresentaram-se de duas das muitas tarefas de manutenção e outras efetuadas

durante o estágio. A primeira, relativamente simples, consistiu na substituição de uma bateria

de uma UPS. A segunda compreendeu o acompanhamento da obra resultante da remodelação

e afetação de novos espaços no complexo do Calhabé. A instalação de novas valências no

espaço remodelado teve como consequência o aumento da potência elétrica a disponibilizar.

Assim sendo, foi necessário substituir os transformadores, os quadros de comando e o QGBT.

No que concerne à primeira tarefa realizada, a substituição de uma bateria de uma UPS, é

necessário a execução de um conjunto de tarefas preliminares com o objetivo de minimizar o

tempo da intervenção e de forma a dar conhecimento à unidade de gestão de alarmes. O

procedimento de substituição da bateria, propriamente dito, possui particularidades que visam

fomentar a segurança do técnico que executa o procedimento e da instalação intervencionada.

É importante referir que todas as intervenções de manutenção executadas cumprem as normas

de segurança e os procedimentos pré-estabelecidos. Outro aspeto essencial neste processo é o

registo de um conjunto de informação nomeadamente as medidas efetuadas após a execução

dos procedimentos de manutenção numa ficha de aceitação. Apesar de elementar está tarefa

ilustra uma intervenção típica do departamento de sistemas auxiliares no que concerne à

manutenção dos sistemas de alimentação. A descrição exaustiva e pormenorizada de todas as

tarefas de manutenção executadas não traz valor acrescentado para o presente relatório de

estágio.

O Capítulo 5 teve por objetivo comparar duas tecnologias existentes nos sistemas instalados

na área de serviço do SAX I 4. Os sistemas de corrente contínua a tiristores são constituídos

basicamente por um transformador abaixador, por uma ponte semi-comandada constituída por

tiristores e díodos e por um bloco de comando e sinalização. Os sistemas de corrente contínua

com fontes comutadas de alta-frequência apresentam os mais recentes desenvolvimentos ao

nível da eletrónica de potência que se traduzem pela conceção de dispositivos de grande

densidade de potência, elevada eficiência e com um fator de potência próximo do unitário.

Os sistemas instalados em Buarcos e Mealhada utilizam a tecnologia de retificação a

tiristores, enquanto que os sistemas instalados em Tavarede e Coimbra Mercado utilizam

fontes comutadas. Da análise dos resultados obtidos das medições efetuadas, verifica-se que

os sistemas com retificação a tiristores, instalados em Buarcos e na Mealhada possuem uma

eficiência igual 88,4% e 84,4% respetivamente. Por outro lado os sistemas com fontes

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações

66

comutadas instalados em Tavarede e em Coimbra Mercado possuem valores de eficiência de

90,2% e 92,1%, respetivamente.

A comparação entre as tecnologias existentes tinha por objetivo estimar o valor da energia

que se pode poupar decorrente da substituição das unidades corrente contínua a tiristores por

fontes comutadas. No entanto, o aumento de eficiência dos sistemas de corrente contínua com

fontes comutadas tem outro efeito que não se deve ignorar, que consiste na diminuição da

energia consumida pelo sistema de climatização. Com o novo sistema a eficiência aumenta, o

valor da energia dissipada diminui aumentando dessa forma os ganhos obtidos.

O sistema instalado na Mealhada dado o seu reduzido valor de eficiência (84,4%), fator de

potência (0,63) e o valor de potência útil elevado (42,129 kW) é o candidato natural a ser

substituído por um sistema que utiliza fontes comutadas. A substituição desse equipamento

por outro com uma eficiência igual a 92% conduziria a um novo valor da potência útil de

38,651 kW, o que permitiria uma redução anual de 30,468 MWh de energia.

Numa análise global o presente estágio possibilitou a verificação prática da aplicabilidade de

alguns conceitos teóricos ministrados em várias unidades curriculares, e estabelecer a ponte

entre o conhecimento empírico e o conhecimento teórico.

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações REFERÊNCIAS

António Manuel Dias da Silva Santos 67

7 REFERÊNCIAS

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Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ANEXOS

António Manuel Dias da Silva Santos 69

8 ANEXOS

Anexo 1 – Esquema do quadro de transferência

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ANEXO 1

António Manuel Dias da Silva Santos

Anexo 1

Quadro de transferência

Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações ANEXO 1

António Manuel Dias da Silva Santos

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