Instalação do Gerador

A instalação de grupo gerador industrial deve ser seguida um padrão mínimo de condições do local a ser instalada, sendo assim como todo fabricante deve orientar e esclarecer os pontos a serem seguidos ao cliente consumidor, para a instalação dos equipamentos. Para cada modelo de máquina, ou porte de máquina preconizam-se cuidados a serem avaliados para a execução de instalação. A instalação de geradores é de responsabilidade do cliente, dessa forma, devem ser seguidas rigorosamente as orientações do fabricante, pois ao finalizar a instalação é solicitada ao

fabricante a entrega técnica do equipamento, colocando a máquina a funcionar, mas se o técnico avaliar que alguma condição não atende os requisitos solicitados e que possa vir a comprometer o funcionamento, o mesmo pode não liberar a entrega técnica do equipamento, até a correção necessária. A entrega técnica está interligada aos termos de garantia do equipamento. [18]

É de responsabilidade do cliente que adquiriu o grupo gerador, em fazer uma analise do solo, no local em que será instalada a máquina, podendo ser realizado por uma empresa de engenharia civil. Deve avaliar se o solo é compacto ou necessite de alguma manutenção. As fundações podem ser feitas por estacas, vigas normais, “radier”, o projeto fica de responsabilidade do cliente.

O piso deve ser seguido o layout apresentado pelo fabricante no manual, em concreto sendo definidas as amarrações, do tipo concreto armado ou não, por uma empresa de engenharia civil. O piso deve suportar esforços estáticos, esforços dinâmicos causados pelo grupo gerador. A área estruturada do piso deverá ser maior que a base estrutural do gerador em todas as extremidades, no minimo150 mm. Situação de tubulações, canaletas, devem ser avaliada antes da execução do piso. Em instalações de grupos geradores sobre lajes, fica sobre responsabilidade da empresa civil a avaliação de sustentação e se esta atende o projeto de instalação. O piso no qual a máquina será instalada deve estar nivelado, para que não comprometa a instalação ou o equipamento.

Para a contenção de líquidos contaminantes ao meio ambiente, é obrigatório a utilização de bacias de contenções de acordo com o tamanho de reservatório do gerador, então deve ser executada por empresa de engenharia civil o dimensionamento e execução de bacias, nas quais possa ser realizada a separação de água e óleo. Nas salas com sistemas de atenuações é obrigatório uso de lajes de cobertura, que devem estar dimensionadas para receber o esforço para sustentar o escapamento e silencioso do motor gerador.

No projeto civil deve ser previsto a abertura para instalação de atenuadores do sistema de aspiração e exaustão, conforme previsto no manual da máquina, respeitando uma folga para instalação de 50 mm maiores que as dimensões previstas. Depois de colocados os atenuadores deve ser realizado o acabamento de alvenaria, preenchendo os vãos abertos. [18]

Os cabos elétricos devem ser acondicionados sobre leitos, ou eletrocalhas, ou canaletas no piso com tampas, ou ainda em eletrodutos de PVC ou metálicos. A interligação de força deve ser respeitada a norma NBR 5410 (Norma Brasileira) de 2004, não sendo permitida a utilização de

terminais tipo sapata, o cabo neutro de cada gerador deve ser interligado até a barra de neutro do painel de transferência, o dimensionamento de cabos deve seguir o projeto especificado.

Interligações de cabos de comando devem seguir o projeto, e serem acondicionados em eletrodutos metálicos flexíveis. Nos chicotes de cabos deve conter cabo reserva, e os cabos de comunicação manter o projeto de específico (CAN, fibra óptica, RS 232, RS485, Ethernet).

Para a malha de aterramento, deve ser atendida uma impedância máxima de 10 ohms para instalação do equipamento. As interligações de aterramentos devem ser todas em cobre nu, eletrocalhas, cabos blindados, leitos e eletrodutos metálicos devem ter suas blindagens aterradas nas ambas às extremidades garantindo o aterramento.

Nos sistemas de baixa tensão deve ser instalada uma barra de cobre junto ao grupo gerador sendo conectado ao aterramento disponibilizado. As carcaças dos ventiladores, carcaças de painéis elétricos, tanques metálicos devem ser aterrados na barra de terra. As barras de terra do painel da USCA, com a barra de terra da sala do gerador devem ser interligadas. O neutro de cada grupo gerador deve estar conectado a barra de neutro do QTA ou da USCA.

A interligação de força em média tensão deve ser conforme a NBR 14039, e o cabo de neutro de cada grupo gerador deve ser conectado a barra terra, através de cabos de força para o neutro.

Nas redes elétricas industriais é comum a utilização de bancos de capacitores nos circuitos de cargas para correção do fator de potência, visto que concessionárias de energia aplicam multas tarifarias para fatores de potência inferiores a 0,92. Tendo este uso de capacitores, deve se ter cuidado ao colocar o grupo gerador para assumir a carga da rede, para que em primeiro instante não venha atender somente os capacitores, pois pode ocasionar sobre-excitação no gerador interferindo a regulagem de tensão do grupo.

O fabricante solicita que seja adequado um sistema de para-raios de baixa tensão e supressores de surto (varistores) na entrada de rede da chave de transferência, caso a região no qual é instalado o equipamento gerador é muito propicia de distúrbios atmosféricos, pois pode ocasionar danos a componentes eletrônicos. [18]

Em sala para geradores, na qual o espaço é muito pequeno ou o pé direito muito baixo, há muita dissipação de calor e pouca ventilação, indica-se o uso de isolamento térmico sobre o escapamento, revestindo com manta de lã de rocha com arame, e acabamento em alumínio liso.

Para a passagem da tubulação na parede, laje em alvenaria, também se recomenda a utilização de isolamento térmico entre a tubulação e a parte de alvenaria.

O escapamento conta com o sistema de silencioso e catalisador, sendo para auxiliar nas questões de ruídos e evitar contaminantes ao meio ambiente. Junto à saída do escapamento foi projetado um segmento elástico para evitar a propagação de vibrações geradas pelo funcionamento da máquina. Este segmento é de inox de forma semelhante a uma mola.

Os reservatórios de abastecimento de óleo diesel para os grupos geradores podem ser instalados de acordo com a necessidade. Podendo ser de tanque do tipo subterrâneo ou aéreo, estes podem ser abastecido por gravidade ou por bomba automática de abastecimento. Para a instalação destes reservatórios deve ser seguido conforme o manual do fabricante da máquina, atendendo as normas NBR 13781, NBR 13785, NBR 17505-1, NBR 17505-2. Abaixo na figura 17 pode-se verificar uma alternativa de instalação. [18]

Figura 17 – Instalação do reservatório de combustível

Fonte: STEMAC (2010)

Máquinas geradoras de energia causam vibrações quando em funcionamento, por isto é sugerido à utilização de calços niveladores, ou amortecedores de vibração, quais estes minimizam as vibrações evitando quebras de componentes da máquina, devido à transmissão de vibrações.

Figura 18 – Amortecedor de vibração

5 ESTUDO DE CASO

Este capítulo tem a finalidade de especificar o estudo de viabilização e otimização do uso de geradores a diesel situados em uma empresa industrial, no município de Panambi.

O objetivo principal para este estudo é analisar e avaliar a real viabilidade do uso de gerador de energia no horário de ponta em uma empresa, atuando neste horário com sua demanda de carga necessária.

A perspectiva inicial é apresentar os resultados claros e objetivos a fim de verificar a viabilidade do uso de gerador de energia no horário de ponta, sendo avaliados os gastos necessários para utilização da máquina, traçando um comparativo com as tarifações da concessionária de energia caso não for utilizar grupo gerador.

5.1 Empresa Saur

A empresa avaliada no estudo é a Saur Equipamentos S.A, que esta situada na Avenida Presidente Kennedy 4025, na cidade de Panambi-RS conforme figura 19. A empresa atua no ramo industrial metal mecânica produzindo equipamentos para logísticas Agrícolas, Industriais, Florestais e Automotiva.

Figura 19 – Localização da empresa

Atualmente, a empresa Saur possui um parque fabril com mais de 25.000m² construídos em Panambi. Esta também possui uma Central de Atendimento ao Cliente (CAC) em Cuiabá/MT, e uma Central e Centro de Distribuição (CCD) em Valinhos/SP as quais são compostas pelos departamentos comerciais e equipes técnica para prestar os serviços de montagem e manutenção de equipamentos comercializados na região. Na figura 20 é possível verificar a vista aérea da empresa.

Figura 20 – Vista aérea da fábrica da SAUR Equipamentos S.A.

Fonte: Saur (2015)

A trajetória da SAUR Equipamentos S.A. localizada em Panambi - RS iniciou em 1926, quando o imigrante alemão Richard Saur instalou em Panambi/RS, uma oficina para reparos de balanças, fogões a lenha, arados e outros utensílios domésticos.

Nas décadas seguintes a pequena empresa deu início à fabricação de janelas de aço, dobradiças para sofás-camas e carrocerias para transporte de carnes. Em 1956, em sua plena expansão, a SAUR passa a ser administrada por Ernesto Saur, o qual dá continuidade às atividades do pai e, paralelamente, dedica-se ao desenvolvimento de novos projetos, vislumbrando a atuação em outras áreas.[22]

Em meados de 1970 uma fábrica maior é construída, possibilitando a expansão para os segmentos Agrícola e Industrial, passando a fabricar plataformas de descarga para granéis, estruturas metálicas e equipamentos para empilhadeiras.

Na década de 1980, as dobradiças e as esquadrias de aço, deixam de ser fabricadas, dando lugar ao incremento das Divisões Agrícola e Industrial, bem como a inserção no setor Automotivo. Um investimento que rendeu frutos e levou a SAUR, em 1997, a ampliar sua indústria e a construir mais uma nova área, a Fábrica II, totalizando cerca de 13.370 m² de área, equipada com modernos equipamentos de produção.

A atuação no segmento Florestal se deu no início de 2000, originando a marca PENZSAUR. A partir de 2009, visando oferecer mais qualidade e tecnologia em seus produtos firmou parceria com empresas europeias, ampliando a tecnologia e a gama de equipamentos para movimentação de cargas.

Na área fabril da empresa em Panambi tem 470 funcionários trabalhando em dois turnos, e mais 150 funcionários trabalhando em filiais, assistências e vendas. A fabricação dos produtos da empresa passa por uma série de transformações, sendo assim necessárias diversas máquinas para a produção do produto. A empresa utiliza como principal matéria prima o aço sendo necessários os seguintes processos: corte, conformação de metais, usinagem, solda, ferramentaria, acabamento (jato de granalha), pintura, estoque, montagem e processos administrativos. Nestes processos citados alguns contam com máquinas de grande porte. [22] Relação de máquinas que contemplam a fábrica, com suas respectivas potência e setor onde é utilizado encontra-se no ANEXO I.

A Saur tem seu horário de expediente das 07h15min ás 17h15min para atendimento a cliente e fornecedores. Para a produção na fábrica em Panambi a mesma conta com dois turnos de trabalho, sendo o primeiro das 07h15min ás 17h15min e o outro das 17h35min ás 02h40min. Considerando estes horários o fuso horário UTC- 3 (inverno) e UTC-2 (verão) no horário de Brasília.

Devido ao horário de funcionamento para produção na fábrica a mesma conta com grupos geradores para o funcionamento de suas máquinas no horário de ponta, pois o custo da energia neste horário é mais elevado e a empresa trabalhando com geradores, no período de ponta, também colabora com o sistema elétrico nacional não consumindo energia nestes períodos de

consumo elevado. Além disso, a empresa também conta com as máquinas geradoras de energia para situações de falta de energia.

O horário de ponta estabelecido pela sua fornecedora de energia Coprel, rege o horário das 18h ás 21h no período de inverno e das 19h ás 22h para o horário de verão, isto para dias úteis, ou seja, de segunda á sexta-feira, desconsiderando feriados nacionais. Como estabelecido desta forma pela concessionária a empresa trabalha nas seguintes programações para seus grupos geradores :

Horário de Inverno de segunda á sexta-feira, exceto feriados nacionais: -Das 17h50min ás 21h10min;

Horário de verão de segunda á sexta-feira, exceto feriados nacionais: -Das 18h50min ás 22h10min;

Estes 10 minutos de antecipação e de acréscimo, tem o objetivo de evitar conflitos de pequenos atrasos entre medidor de energia e o programador dos geradores, pois com o passar dos meses pode-se ter variações entre ambos.

Apenas algumas máquinas e setores que funcionam no período de ponta, são estipulados conforme a demanda de produção da fábrica, isto causa de certa forma uma preocupação, pois gera uma instabilidade na carga de consumo de energia apresentada aos grupos geradores. Segue abaixo na Tabela 14 lista de máquinas e equipamentos com suas respectivas potência, quais estão interligadas a subestação da fábrica 1.

Tabela 14. Máquinas no horário de ponta

Setor Qnt. Descrição Potência

total (Kw)

Usinagem 2 Centro de Usinagem Mazak 92

Usinagem 1 Centro de Usinagem Wotan 75

Usinagem 6 Torno CNC’s 147,1

Usinagem 3 Fresa CNC’s 81,63

Usinagem 5 Ponte Rolante/Talha 13,5

Compressores 4 Compressores 221,26

Compressores 1 Secador de Ar 39

Corte 2 Serra Convencional 5,03

Corte 1 Serra CNC 10,34

Corte 2 Ponte Rolante 10,28

Robô de Solda 1 Robô de Solda 70

Solda MT2/SPS 15 Aparelho de Solda 360

Solda MT2/SPS 6 Ponte Rolante 50,38

Pintura 1 1 Jato de Granalha 20,6

Pintura 1 1 Cabine de Pintura 22,08

Solda MT2 1 Forno de Alivio 215

Iluminação Interna 148 Lâmpadas 110W/400W 27,92

Iluminação Externa 18 Lâmpadas de 250W/400W 7,2

Portaria 22 Lâmpadas 110/Ar cond. 4,8

Nobreak’s 3 Nobreak’s 25

Fonte: Autor (2016)

Estas máquinas e setores citados acima fazem parte dos setores de usinagem, pintura, solda, corte, acabamento e apoio a fábrica. Estes tem como objetivo o trabalho durante o turno da noite a fim de desafogar a produção durante o dia e somar uma maior produção, evitando as situações de trabalho fora de expediente e horas extras.

A empresa recebe o sistema elétrico da concessionária de energia fornecedora através de cabos aéreos, em rede trifásica na voltagem de 13,8kV a 60Hz. O fornecimento de energia está dividido em 4 matrículas. Para a primeira matrícula, o recebimento do sistema de energia a indústria contém uma subestação principal (SE 001), no qual fica locado o medidor de energia, as chaves e equipamentos de proteções em média tensão, transformador de 750kVA, quadro de

distribuição, quadro de transferência, banco de capacitores. A partir desta subestação tem-se a derivação para uma segunda subestação (SE 002) qual é energizada em 13,8kV também. São dividas em duas, pois a fábrica e suas cargas estão dividas em pavilhões separados.

Já a segunda matrícula recebe a mesma através de uma terceira subestação em cubículos blindados, esta abastece a demanda de energia para a fábrica 3. A terceira matrícula junto a concessionária contempla a energização do poço artesiano da empresa, que recebe a voltagem em baixa tensão 380V. E por fim a quarta matrícula, que atende o fornecimento de energia para a estação de tratamento da empresa também em 380V a 60Hz.

Abaixo pode ser visto na figura 21 o diagrama unifilar referente a usca de transferência dos geradores da entrada de energia. Para a primeira matrícula citada acima (diagrama unifilar encontra-se no ANEXO II), a qual fornece energia para duas subestações, nesse sentido, o objetivo é apresentar o diagrama demonstrando a situação de ligação para a subestação SE001 que garante o abastecimento de energia para a fábrica 01 da indústria.

Figura 21 – Diagrama Unifilar

O diagrama acima apresenta a USCA (painel de transferência), qual recebe a energia da BT do transformador principal da subestação 01 SE001 e a energia dos dois grupos geradores. Verifica então que após receber das duas fontes de energia, as mesmas são interligadas por um disjuntor motorizado, e as saídas destes disjuntores são interligados e transmitidos para o QGBT (Quadro geral de baixa tensão).

O fornecimento de energia para a empresa Saur e Panambi é realizado pela permissionária de energia elétrica Coprel.

5.2 Grupos Geradores

Atualmente na planta da fábrica junto a SE001, faz presente dois grupos geradores, interligados em paralelo no painel de transferência da subestação. Estes dois tem a responsabilidade em colocar a fabrica 1 em funcionamento numa falta de energia e atender diariamente o funcionamento no horário de ponta estabelecido.

Os grupos geradores foram adquiridos separados, sendo a máquina GE001 (tag de referência da empresa Saur) no ano de 2010, o qual por 3 anos atendeu a demanda de carga. Em 2013 foi adquirido o grupo GE004 a fim de interligar as duas em paralelo, em função da empresa aumentar a sua demanda carga de energia com aquisições de máquinas novas na planta.

Os modelos dos grupos geradores são:

 Grupo Gerador 500KVA—Stemac – GE001

Motor/Modelo: Scania DC 1253A Número de Série: 8715651 Gerador/Modelo: Weg GTA 311 CIVI Número de Série: 1006388375 Data de Fabricação: JAN/2010 Corente Nominal: 760A

 Grupo Gerador 500 KVA –Stemac - GE004

Motor /Modelo: Scania DC 13072A Número de Série: 3723150 Gerador /Modelo: Weg GTA 311 AI33 Número de Série: 1018559582 Data de Fabricação: MAR/2013 Corrente Nominal: 760A

O modelo de gerador Stemac é apresentado na figura 22, o qual apresenta a versão do ano de 2013.

Figura 22 - Gerador Stemac

Fonte: Stemac (2013)

Na sala para estas máquinas geradoras de energia foram adotadas o modelo em alvenaria com atenuadores, conforme figura 23, e porta-corta chama, com isolamento acústico devido aos ruídos das máquinas quando ligadas.

O tamanho interno da sala é de 6m de comprimento por 5,8m de largura e 3,5m de altura. O piso e as paredes foram construídos de forma para atender o padrão, apresentam tubulação no piso para os suspiros dos motores dos geradores e as paredes tem largura de 0,27m. O projeto desta sala é para apenas duas máquinas geradoras deste porte.

Figura 23 – Sala externa

Fonte: Saur (2016)

Atenuador es

A sala dos geradores fica ao lado da subestação geral da fábrica, figura 24, o que leva a um aperfeiçoamento e viabiliza os cabos condutores de energia até o painel de transferência da subestação.

Figura 24 – Local dos geradores e subestação

Fonte: Saur (2016)

Para a fonte geradora de energia conectar-se ao barramento de consumo de energia é necessária à interligação a tabela de distribuição geral da fábrica, como esta conexão é realizada aleatoriamente toda vez que acontece uma falta de energia, ou executa a programação do horário de ponta, ou ainda podendo ser acionada manualmente em uma eventual manobra de manutenção é necessário um painel de transferência, qual pode conectar em um momento ao gerador a combustão, ou ao transformador de energia qual recebe da concessionária a energia.

O painel possui dois disjuntores motorizados de 1250 ampéres (A) cada, sendo instalados verticalmente um sobre o outro, em uma das extremidades recebe os cabos elétricos da fonte de geração própria, já na outra extremidade recebe os cabos do disjuntor geral da saída do transformador, ou seja, a energia da concessionária, e os dois disjuntores interligados pelas extremidades opostas por um barramento de cobre, tendo por fim a saída dos cabos elétricos para o quadro de distribuição geral da fabrica 1 (QGBT). Estes disjuntores motorizados têm como funcionamento atuar juntos em determinados momentos colocando as duas fontes de energia em paralelo. No caso, quando acontece a falta de energia, tem-se a falta por 15 segundos, tempo

SE 001 Subestação Fábrica 1

Sala dos Geradores

programado para os geradores reconhecerem a falta energética e então, a máquina geradora reconhece e coloca seu motor em funcionamento automaticamente, acionando o disjuntor motorizado responsável pelo gerador.

Já no retorno da energia pela concessionária não apresenta a falta, pois o disjuntor motorizado responsável pela concessionária reconhece o retorno de energia e automaticamente faz o fechamento dos contatos, colocando os dois disjuntores motorizados por um determinado tempo, após isto o grupo gerador começar a retirar aos poucos a potência de carga elétrica sobre ele, passando toda a carga a concessionária, e tão logo o disjuntor dos geradores é acionado automaticamente fazendo a abertura dos contatos deixando apenas o outro disjuntor, sem apresentar alguma falha de falta de energia à fábrica.

Quando os grupos geradores são acionados pela programação do horário de ponta, executam da mesma forma como descrito no retorno de energia, ou seja, trabalham em paralelo com os dois disjuntores motorizados no momento em que entram no horário e depois na saída do horário de ponta, assim sem apresentar qualquer falta de energia.

O controle do painel de transferência é executado pelo controlador ST 2190 Stemac, sendo este é o principal, que monitora e comanda mais dois controladores do modelo ST 2180 Stemac. Além disso, cada grupo gerador contém um controlador em seu painel de comando, os controladores são responsáveis por monitorar todas as informações necessárias e podem ser manuseados pelas suas respectivas IHM (Interface Homem Máquina) para acessos de dados,