Proposta de Quadro de Transferência Automático de baixo custo para Instalações Elétricas de pequeno porte

Abstract

Disponibilizar geradores como fonte adicional de energia elétrica para instalações elétricas comerciais e industriais, em paralelo ou independente da rede da concessionária, é procedimento comum, e tem por finalidade prover energia a partir de fonte secundária, pela alternância total com a rede comercial. A prática visa redução de custos tarifários em horário de ponta e composição de sistema emergencial de fornecimento de energia em caso de interrupção da concessionária, evitando-se efeitos de paradas em processos críticos. Nessas instalações, por envolverem demandas elevadas de potência, Quadro de Transferência Automático (QTA) é em geral empregado, para a comutação entre as fontes, constatando-se alta viabilidade técnica e econômica. Em instalações elétricas de baixa demanda, como as residenciais, geradores com potências nominais da ordem de 4 a 15 kVA são empregados, e o uso de um QTA não é comum, principalmente por questões econômicas. Por aspectos construtivos, boa parte dessas máquinas, embora com partida elétrica, não são totalmente automatizadas. QTA’s comerciais podem ser adaptados, mas os custos não são, em geral, compensadores. Este trabalho aborda tal questão, e versa sobre um QTA em proveito de instalações de baixa demanda. Propõe o desenvolvimento de sistema de baixo custo, com base em microcontrolador de plataforma aberta e princípio de atuação e funcionalidades similares às existentes em produtos comercialmente disponíveis para geradores de potência inferior a 15 kVA. O hardware proposto, além da placa eletrônica de controle, conta com Relés de Interface, Relés Falta de Fase e Contatores Magnéticos, sendo as funções integradas a um display indicador de estados. O trabalho realizado envolveu ações que abrangeram desde os estudos iniciais para concepção, dimensionamento e especificações de componentes eletroeletrônicos, até o desenvolvimento de protocolos de monitoramento e acionamento, bem como toda a programação da plataforma na linguagem pertinente. Sistema modular, potencialmente vantajoso para o projeto, foi concebido com base em dois principais módulos: de comando e de potência, o que permite ajustes técnicos com mais eficiência e facilidade na análise. Permitir adequação a situações diversas representa também vantagem dessa modularidade. Simulações permitiram concluir pela adequação do projeto e suas funcionalidades. Viabilidade técnica e econômica também se visualizam, com custos vantajosos, comparados aos produtos similares disponíveis no mercado.