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
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
AGRADECIMENTOS
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
i
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
RESUMO
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
iii
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
ABSTRACT
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
v
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
ÍNDICE
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
3.1.2
3.2
3.3
3.4
3.4.1
3.4.2
Sistemas de corrente contínua a tiristores ........................................................................................ 9
Sistema de corrente contínua com fontes comutadas de alta frequência ....................................... 13
Baterias ................................................................................................................................ 15
Sistemas de alimentação CA................................................................................................ 20
Sistemas de climatização ..................................................................................................... 24
Sistemas de climatização close control ......................................................................................... 25
Free cooling ................................................................................................................................... 29
3.5
Alarmes e telegestão dos sistemas auxiliares....................................................................... 31
4
ESTÁGIO ..................................................................................................................................... 33
4.1
Manutenção.......................................................................................................................... 33
4.1.1
4.1.2
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
Manutenção preventiva .................................................................................................................. 33
Manutenção corretiva .................................................................................................................... 37
Atividades efetuadas ............................................................................................................ 38
Substituição bateria UPS ............................................................................................................... 38
Acompanhamento de obra (Ensaio quadro de transferência e ligação dos grupos provisórios) .... 41
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
António Manuel Dias da Silva Santos
vii
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
ÍNDICE DE FIGURAS
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
António Manuel Dias da Silva Santos
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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
x
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
ÍNDICE DE QUADROS
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
António Manuel Dias da Silva Santos
xi
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
ABREVIATURAS
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
António Manuel Dias da Silva Santos
xiii
ABREVIATURAS
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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
xiv
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
SIMBOLOGIA
SIMBOLOGIA
I – Corrente elétrica [A]
V – Potencial elétrico ou tensão elétrica [V]
P – Potência [W]
q – Fluxo [m3/s]
T – Temperatura [ºC]
η – Rendimento
António Manuel Dias da Silva Santos
xv
CAPÍTULO 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
António Manuel Dias da Silva Santos
1
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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 infraestruturas 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.
2
CAPÍTULO 2
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
António Manuel Dias da Silva Santos
3
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
4
CAPÍTULO 2
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
5
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
6
CAPÍTULO 3
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
7
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
+
+
-
-
C ontactor corte
carga
C ontactor corte
b ateria
2 4 elem en tos
2 4 elem en tos
CARGA
B A T E R IA
Figura 3.1 Esquema de um sistema DC com
contactor de corte de carga.
CARGA
B A T E R IA
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.
8
CAPÍTULO 3
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 semicomandado (LANDER, 1997).
António Manuel Dias da Silva Santos
9
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
+
TR
T1
L1
T2
T3
L2
V m é d io
L3
D1
D2
D3
-
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.
+
TR
T1
T2
T3
T4
T5
T6
L1
V m é d io
L2
L3
-
Figura 3.6 Esquema retificador hexafásico (LANDER, 1997).
10
CAPÍTULO 3
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
11
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
R etificad o r tipo II
R etificad o r tipo II
R etificador
P rin cipal
R etificador
P rin cipal
R etificador
A u x iliar
+
-
R etificador
A u x iliar
+
-
+
-
+
C
C
D
2 3 elem .
CARGA
2 elem .
-
D
C - C on tactor
D - D íodo
2 3 elem .
CARGA
2 elem .
C - C on tactor
D - D íodo
B A T E R IA
B A T E R IA
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.
R etificad o r tipo II
R etificad o r tipo II
R etificador
P rin cipal
R etificador
P rin cipal
R etificador
A u x iliar
+
-
R etificador
A u x iliar
+
-
+
-
+
C
C
D
D
CARGA
2 3 elem .
2 elem .
-
C - C on tactor
D - D íodo
CARGA
2 3 elem .
2 elem .
C - C on tactor
D - D íodo
B A T E R IA
B A T E R IA
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
12
CAPÍTULO 3
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.
D isp o sitiv o e le tró n ic o d e c o m u ta ç ã o
L
AC
R e tific a d o r
não
c o n tro la d o
C a rg a
C1
T e n sã o à sa íd a d o
re tific a d o r p a rc ia lm e n te
filtra d a
D
T e n sã o à sa íd a d o
d isp o sitiv o d e
c o m u ta ç ã o
C2
T e n sã o à sa íd a d o filtro
LC
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
António Manuel Dias da Silva Santos
13
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
14
CAPÍTULO 3
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.
LB
R L y2
DB
D oa
F
R L y1
Lo
VE +
RS
+
+
C 1a
LO SSLESS
SNNU BER
S 1a
+
N
Co
-
PE
IN R U S H L IM IT
C IR C U IT
D ob
+
SB
C 1b
VE -
S 1b
D IO D E
B R ID G E
E M I F IL T E R A N D T R A N S IE N T
S U P R E S S IO N C IR C U IT S
CURRENT
SHUNT
B O O S T E R C IR C U IT
H A L F B R ID G E
D C -D C C O N V E R T E R
H F POW ER
TRA N SFO RM ER
O U T P U T R E C T IF IE R A N D F IL T E R
O U TPU T
RELAY
E M I F IL T E R
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
António Manuel Dias da Silva Santos
15
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
16
CAPÍTULO 3
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
António Manuel Dias da Silva Santos
17
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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 telecomunicações 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.
18
CAPÍTULO 3
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
António Manuel Dias da Silva Santos
19
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
20
CAPÍTULO 3
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.
Wh
C o n ta d o r
e n e rg ia
S e cc io n a d o r d e fu sive is
D is ju n to r
D L P D is ju n to r lim ita d o r
d e p o tê n cia
D is ju n to r d ife re n cia l
D e sca rre g a d o r so b re te n sã o
M
In te rru p to r d e co rte g e ra l
a u to -re a rm á ve l
L1 L2 L3 N
Ilu m in a çã o in te rio r 1 a n
Ilu m in a çã o e x te rio r
Tom adas 1 a n
S e rv iço s a u xilia re s 1 a n
G e ra l ilu m in a çã o ,
to m a d a s e s e rviço s
a u x ilia re s
Q u a d ro a r
c o n d icio n a d o
S is te m a D C
D e sc a rre g a d o re s
s o b re te n sã o
TP
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
António Manuel Dias da Silva Santos
21
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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
22
CAPÍTULO 3
C a rg a
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.
E n c ra v a m e n to
e lé tric o
CR
CR
C o n ta c to r d a re d e
CG
C o n ta c to r d o G E S
CG
GES
REDE
E n c ra v a m e n to
m e c â n ic o
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.
S e c cio n a d o r d e
fu s ive is
C o n ta d o r
e n e rg ia
Wh
2
0
In v e rso r b y p a ss
a o g ru p o
1
D is ju n to r
D L P D is ju n to r lim ita d o r
d e p o tê n c ia
D is ju n to r d ife re n cia l
D e sc a rre g a d o r
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M
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a u to -re a rm á ve l
B a rra m e n to n ã o so co rrid o
L1 L2 L3 N
B a rra m e n to so co rrid o
L1 L2 L3 N
C a rg a s
p rio ritá ria s
Q u a d ro a r
c o n d icio n a d o
1
S is te m a D C
0
D o q u a d ro d e
com ando do G ES
C a rg a s n ã o
p rio ritá ria s
B yp a ss
A o q u a d ro d e
com ando do G ES
D e s ca rre g a d o re s
s o b re te n sã o
2
Figura 3.23 Esquema QGBT com inversor e entrada para GES.
António Manuel Dias da Silva Santos
23
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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
24
CAPÍTULO 3
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
25
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
L1 L2 L3 N
In te rru p to r
c o rte g e ra l
M á q u in a 2
M á q u in a 1
Tom ada
C om ando
A lim e n ta ç ã o
TP
3x
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.

26
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.
CAPÍTULO 3

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.
D is p o sitivo re g u la d o r
d e flu íd o
B a ixa p re ssã o
E va p o ra d o r
A lta p re ssã o
ou
C ondensador
C o m p re s so r
T u b o ca p ila r
V á lv u la d e e x p a n sã o
Figura 3.27 Esquema do circuito de frio.
António Manuel Dias da Silva Santos
27
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
28
Figura 3.30 Controlador máquina ar
condicionado.
CAPÍTULO 3
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
29
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
30
CAPÍTULO 3
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
António Manuel Dias da Silva Santos
31
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
32
CAPÍTULO 4
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
António Manuel Dias da Silva Santos
33
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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;
34
CAPÍTULO 4
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);
António Manuel Dias da Silva Santos
35
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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;
36
CAPÍTULO 4
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
37
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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
38
CAPÍTULO 4
(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.
L1 N
C rc u ito 2 s a la 2 6
C ircu ito 1 sa la 2 6
Q UPS 1º andar
UPS
REDE
TP
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, colocaramAntónio Manuel Dias da Silva Santos
39
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
40
CAPÍTULO 4
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
António Manuel Dias da Silva Santos
41
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
QGBT
IB S
BPS
P ain el A
M
P ain el C
P ain el B
D1
M
D2
CR
BPG
CG
IG
U tilização
1 a n
U tilização
1 a n
U tilização
1 a n
IN T
T1
T2
CG1
CG2
G1
T1 500 kV A
T2 500 kV A
Q u ad ro P T
C hegada 1 5 kV P T S A S C
D 1 D isju n to r m o to rizad o 1
D 2 D isju n to r m o to rizad o 2
T 1 T ran sfo rm ad o r 1
T 2 T ran sfo rm ad o r 2
IB S In ter B arras S ecto r
B P S B y P ass S ecto r
G2
Q u ad ro co m an d o e
tran sferên cia d o s G E S
C R C o n tacto r R ed e
C G C o n tacto r G ru p o
B P G B y P ass G ru p o
IG Iso lam en to G ru p o s
IN T In ter b arras
C G 1 C o n tacto r G ru p o 1
C G 2 C o n tacto r G ru p o 2
G 1 G ru p o 1 4 0 0 k V A
G 2 G ru p o 2 4 0 0 k V 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.
42
CAPÍTULO 4
(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
António Manuel Dias da Silva Santos
43
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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).
44
CAPÍTULO 4
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).
António Manuel Dias da Silva Santos
45
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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
46
CAPÍTULO 4
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
António Manuel Dias da Silva Santos
47
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
48
CAPÍTULO 4
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;
António Manuel Dias da Silva Santos
49
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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;
50
CAPÍTULO 4
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;
António Manuel Dias da Silva Santos
51
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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,
52
CAPÍTULO 4
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
53
CAPÍTULO 5
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
55
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
56
CAPÍTULO 5
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
57
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
STotal
[VA]
Fator de
potência
Total
Hora
PL1 [W]
PL2 [W]
PL3 [W]
PTotal [W]
15:39
15:40
15:41
15:42
15:43
15:44
15:45
15:46
15:47
15:48
2567,7
2507,5
2511,3
2523,2
2515,1
2488,4
2472,1
2504,1
2509,7
2478,4
2229,3
2223,1
2218,0
2232,2
2258,5
2273,2
2230,0
2207,1
2223,7
2241,9
2219,0
2277,3
2279,8
2257,2
2237,8
2239,4
2292,1
2280,1
2266,7
2271,4
7016,0
7007,9
7009,1
7012,6
7011,3
7001,0
6994,1
6991,3
7000,1
6991,6
8025,0
8029,7
8067,0
8056,7
8023,8
8004,3
8030,3
8017,5
8040,1
8024,7
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
0,87
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).
58
CAPÍTULO 5
Os Quadros 5.3 e 5.4 representam as medidas AC e DC no RSU de Tavarede.
Quadro 5.3 Medidas AC Tavarede.
STotal
[VA]
Fator de
potência
Total
Hora
PL1 [W]
PL2 [W]
PL3 [W]
PTotal [W]
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.
António Manuel Dias da Silva Santos
59
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
Quadro 5.5 Medidas AC Mealhada.
STotal
[VA]
Fator de
potência
Total
Hora
PL1 [W]
PL2 [W]
PL3 [W]
PTotal [W]
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.
60
STotal
[VA]
Fator de
potência
Total
Hora
PL1 [W]
PL2 [W]
PL3 [W]
PTotal [W]
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
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:
António Manuel Dias da Silva Santos
61
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
(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.
62
CAPÍTULO 6
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
António Manuel Dias da Silva Santos
63
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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
64
CAPÍTULO 6
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
António Manuel Dias da Silva Santos
65
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
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.
66
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
REFERÊNCIAS
7 REFERÊNCIAS
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Lander, Cyril W. (1997). Electrónica Industrial – Teoria e Aplicações. 2ª edição, Pearson.
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Telecommunications Facilities. INTELEC 2000, Phoenix, AZ, Sept. 10-14.
Hayama, H. and Enai, M. and Mori, T. and Kishita, M. (2003). Planning of air-conditioning and
circulation systems for data center. Telecommunications Energy Conference, INTELEC
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http://www.telecom.pt/InternetResource/PTSite/PT/Canais/SobreaPT/imagem_pt/imagem_pt
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TECNITROM (2011). http://www.tecnitrom.com/Rectificadores-Industriais/CTY-RectificadoresControlados-a-Tiristores.html
UBI (2011). http://www.bocc.ubi.pt/pag/santos-rogerio-historia-telecomunicacoes.pdf
António Manuel Dias da Silva Santos
67
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
ANEXOS
8 ANEXOS
Anexo 1 – Esquema do quadro de transferência
António Manuel Dias da Silva Santos
69
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
Anexo 1
Quadro de transferência
António Manuel Dias da Silva Santos
ANEXO 1
UA
C o m a ndo
Inv ersor
B
UA
100 A
100 A
I6
2500
A
ENTRADA
IN V A
IN V
C ASC ATA
ENTRADA
IN V B
Q .G .B .T .
E xisten te
C o m a ndo
Inv ersor
A
I5
2500
A
Q .G .B .T .
E xisten te
UA
Q . E . C all
C e n ter
S oc orrido
RESERVA
Q . E . B lo co B
S oc orrido
RESERVA
Q . E . B lo co A
S oc orrido
Q .G .B .T .
E xisten te
C o m a ndo
Inv ersor
C as ca ta
Q U A D R O G E R A L S O C O R R ID O
2500
A
IN V A
TRF 1
IN V A
GES 1
I1
2500
A
I3
2500
A
BYPASS
IN V A
TRF 1
BYPASS
IN V A
GES 1
Q U A D R O IN V E R S A O A
GES 1
( 1 2 5 0 kV A )
António Manuel Dias da Silva Santos
QGBT A
T ra ns fo rm ad or 1
(1 25 0 kV A )
D1
2000
A
QGBT B
T ra ns fo rm ad or 2
(6 30 k V A )
D2
1250
A
BYPASS
IN V B
TRF 1
BYPASS
IN V B
GES 2
IN V B
TRF 1
IN V . B
GES 2
I2
2500
A
I4
2500
A
2500
A
Q U A D R O IN V E R S A O B
GES 2
( 10 00 k V A )
Q . E . B lo co B
Q. C. GES
Estágio no Departamento SAX I 4 da PT Comunicações
ANEXO 1
Q. E.
C all-C e nter