Geradores a diesel são usados para fornecer energia de reserva para edifícios durante apagões e outras emergências. Eles também são usados como fontes permanentes de eletricidade em locais sem cobertura de rede, como instalações de mineração remotas e campos petrolíferos. No entanto, as especificações técnicas dos geradores a diesel devem ser compreendidas claramente antes de adquiri-los.
Quando um grupo gerador a diesel opera nas condições para as quais foi projetado, ele apresenta maior eficiência e maior vida útil. Porém, é importante entender a diferença entre quilowatts (kW), quilovolt-ampères (kVA) e fator de potência (PF):
- Quilowatts (kW) são utilizados para medir a energia elétrica real fornecida pelo gerador, que é utilizada diretamente pelos aparelhos e equipamentos da edificação.
- Quilovolt-amperes (kVA) medir a potência aparente. Isso inclui potência real (kW), mas também potência reativa (kVAR) consumida por dispositivos como motores e transformadores. A energia reativa não é consumida e, em vez disso, circula entre a fonte de energia e a carga.
- Fator de potência é a razão entre a potência real e aparente. Se um edifício consome 900 kW e 1000 kVA, o fator de potência é 0,90 ou 90%.
As placas de identificação dos geradores a diesel possuem valores nominais para kW, kVA e PF. Porém, as condições de operação são determinadas pela carga conectada e não pelo gerador. Para garantir que o seu edifício tenha o grupo gerador correto, a melhor recomendação é que a unidade seja dimensionada por engenheiros elétricos profissionais.
O seu prédio possui o gerador a diesel certo?
O que limita a saída de um gerador?
A produção máxima em quilowatts de um gerador é determinada pelo motor diesel que o aciona. Como exemplo, considere um gerador elétrico com eficiência de 95% movido por um motor diesel de 1.000 HP:
- 1000 cv equivalem a 745,7 kW, e esta é a potência do eixo fornecida ao gerador.
- Com 95% de eficiência, a potência máxima é de 708,4 kW
Por outro lado, os quilovolts-amperes máximos dependem da tensão e corrente nominais do gerador. Existem duas maneiras pelas quais o grupo gerador pode ser sobrecarregado:
- Se a carga conectada ao gerador exceder o kW nominal, sobrecarregará o motor.
- Por outro lado, se a carga ultrapassar o kVA nominal, sobrecarregará os enrolamentos do gerador.
Ter isso em mente é muito importante, pois um gerador pode ficar sobrecarregado em quilovolts-amperes, mesmo que os quilowatts de carga estejam abaixo do valor nominal.
Considere um gerador com as seguintes especificações: 1000 kW, 1250 kVA, 80% PF, 480 V e 1503 A. Este gerador pode funcionar com fator de potência acima de 80%, desde que as classificações de kW e kVA não sejam excedidas.
- Se um edifício consome 1.000 kW e 1.100 kVAo fator de potência aumenta para 91%, mas a capacidade do grupo gerador não está sendo excedida.
- Por outro lado, se o gerador operar a 1100 kW e 1250 kVAo fator de potência aumenta apenas para 88%, mas o motor diesel está sobrecarregado.
- Um gerador a diesel também pode ser sobrecarregado apenas em kVA. Se a unidade funcionar em 950 kW e 1300 kVA (73% PF), os enrolamentos estão sobrecarregados mesmo que o motor diesel não esteja.
Resumindo, um gerador a diesel pode exceder seu fator de potência nominal sem problemas, desde que kW e kVA permaneçam abaixo de seus valores nominais. Não é recomendado ficar abaixo do PF nominal, pois o gerador opera com menor eficiência. Finalmente, exceder a classificação em kW ou em kVA pode danificar a unidade.
Como o fator de potência adiantado e atrasado afeta um gerador a diesel
Se você conectar apenas resistência elétrica a um gerador e medir tensão e corrente, suas formas de onda CA corresponderão quando exibidas em um medidor digital. Ambos os sinais alternam entre valores positivos e negativos, mas cruzam 0V e 0A ao mesmo tempo. Em outras palavras, tensão e corrente estão “em fase”:
Neste caso, a carga tem fator de potência de 1,0 ou 100%. No entanto, a maioria dos dispositivos encontrados em edifícios tem um fator de potência diferente de 100%, o que significa que a sua tensão e corrente estão deslocadas uma em relação à outra:
Se o pico de tensão CA estiver à frente do pico de corrente, a carga terá um atrasado fator de potência. Cargas com este comportamento são chamadas indutivo, e incluem motores elétricos e transformadores. O gráfico a seguir exibe tensão e corrente para uma carga indutiva:
Por outro lado, se a corrente estiver à frente da tensão, a carga terá um principal fator de potência. Cargas com este comportamento são chamadas capacidade, e incluem baterias, bancos de capacitores e alguns equipamentos eletrônicos. O gráfico a seguir exibe tensão e corrente para uma carga capacitiva:
A maioria dos edifícios tem mais cargas indutivas do que cargas capacitivas. Isso significa que o fator de potência geral normalmente está atrasado e os grupos geradores a diesel são projetados para esse tipo de carga. No entanto, os proprietários devem ter cuidado se um edifício tiver muitas cargas capacitivas, uma vez que a tensão do gerador torna-se instável com fator de potência avançado. Isto acionará proteções automáticas, desconectando a unidade do edifício.
Em lugares como a cidade de Nova Iorque, os códigos de construção estabelecem requisitos rigorosos para sistemas de energia de emergência. Para garantir que o seu edifício tenha um grupo gerador adequado que atenda aos códigos, a melhor recomendação é consultar os especialistas.
