Subestacao-Eletrica

Sistema 
Potência Aparente de Saída , Pap= 100kVA 
Rendimento do Inversor, n inv = 93% 
Fator de Potência de Saída , fp = 0,8 
Número de elementos, n = 240 
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Cálculo da potência por elemento 
 
 .]/[
.
.
elemw
nninv
fpPap
Pat == 
 ./4,358
240.93,0
8,0.000.100
elemwPat == 
 
- DADOS DE CRITICIDADE 
 
Aplicação em um Sistema de Potência Ininterrupto para uma sala cirúrgica (UTI), onde requer 100% de 
disponibilidade de qualidade e continuidade de energia, portanto é uma aplicação de criticidade Alta. Desta 
forma, é indicado a utilização de uma bateria de Alta Integridade, para uma autonomia de 5 horas, com 1 
nível de redundância. 
Como a infra-estrutura tem Grupo Motor Gerador para as ausências de energia da concessionária, a 
redundância pode ser feita dividindo o banco de baterias em dois, onde cada um terá a autonomia de 2,5 horas 
quando isolados, mas em condições normais serão descarregados em 5 horas com metade da potência. 
 
Portanto, deve ser considerado: 
 
Pat = 358,4 / 2 = 179,2 W/elemento 
 
- DIMENSIONANDO A CAPACIDADE DA BATERIA 
 
Após determinar a potência ativa por elemento e a autonomia e tipo de bateria necessária, pode-se 
dimensionar a capacidade da bateria cruzando estas informações com as especificações dos fabricantes das 
baterias, conforme segue: 
Adotando a Curva de Descarga da Bateria abaixo, em W/elemento, de um fabricante tradicional do 
mercado, modelos de Alta Integridade, temos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 75 
RATINGS IN KILOWATTS AT 77F (25ºC) (PER CELL) 
Vcc Ah 
 
 
 
 
Para a coluna de 5 horas, observamos que a bateria de 2Vcc 600Ah tem condições de fornecer 226 
W/elemento, até uma tensão final de descarga de 1,75Vcc. Como, pelos cálculos, necessitamos de apenas 
179,2 W/elemento, este modelo atende com muita segurança. 
Observamos, que o UPS deverá ser configurado para uma tensão final de descarga de 1,75Vcc por 
elemento, mesmo tendo condições de funcionar em valores menores, pois pelas recomendações do fabricante 
da bateria, este é o valor mínimo que o elemento pode atingir, para estas condições de uso, sem prejudicar sua 
vida útil. 
Vemos pela tabela de descarga, que para autonomias menores, a profundidade de descarga pode ser 
maior, variando de um modelo de bateria para outra. 
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Nesse exemplo apresentado, o resultado do dimensionamento é a utilização de 2 bancos em paralelo, da 
bateria estacionária regulada à válvula, de 2Vcc 600Ah, cuja autonomia inicial será maior que 5 horas. 
Através das necessidades do consumidor, das características do UPS e dos tipos e características das 
baterias é que podemos dimensionar o banco de baterias. 
- DIMENSIONAMENTO DO BANCO DE BATERIAS. 
A capacidade do banco de baterias será determinada considerando-se que deseja-se armazenar energia 
suficiente para suprir a carga durante todo um dia, sem que haja nenhuma geração. Considerando-se baterias 
de 12 Volts, pode-se calcular a capacidade de armazenamento necessária da equação (3.11). 
 ].[
12
)(mod
HA
V
Whiárioconsu
Qbb == 
 
QConsumo Diario (Wh)12V707012589bb== = [A.h] (3.11) 
Considerando-se baterias de 150 Ah e um fator de carga de 60% (este fator indica que a bateria só será 
descarregada em até 60% do valor nominal), pode-se determinar o número de baterias através da equação 
(3.12). 
 ==
QbFcb
Qbb
Nb
.
 
NQFQ589Ah0,60150Ah6,547 bateriasbbbcbb==⋅ =≈ (3.12) 
Já que a amplitude da tensão de saída do inversor de excitação do gerador pode ser ajustada pelo circuito de 
controle, estas baterias foram associadas em série de forma a obter-se uma tensão cc de 84 Volts. 
 
12 - DIMENSIONAMENTO DO RETIFICADOR 
 
Um retificador é um circuito que converte corrente alternada em corrente contínua. Para a 
dimensionamento da retificador, adotaremos a fórmula abaixo: 
 
TCbbCprnCretif /.1,1+= 
 
Cretif - Capacidade nominal do retificador em ampéres 
Cprn – Consumo da carga permanente em regime normal (A) 
Cbb – Capacidade em Ah do banco de baterias 
T – Tempo de recarga do conjunto (10 h)