Parte da carga de uma planta moderna não consome corrente do jeito que um motor ou uma resistência consome. Nobreak, inversor de frequência, fonte de servidor e iluminação de LED puxam corrente em pulsos, distorcendo a forma de onda. Na rede da concessionária, isso passa quase despercebido. Num grupo gerador, que é uma fonte bem mais fraca que a rede, a distorção aparece: aquecimento extra, tensão instável e nobreak que se recusa a aceitar a energia do gerador.
Quando boa parte da carga é nobreak, inversor de frequência ou fonte eletrônica, o grupo gerador precisa de folga no alternador e de um regulador de tensão que responda bem a esse tipo de carga. Some a carga pela potência aparente, informe ao locador o que é não linear e siga a recomendação do fabricante do nobreak para o tamanho do gerador.
O que é carga não linear
Carga linear, como motor sem acionamento eletrônico e resistência de aquecimento, consome corrente com o mesmo formato da tensão. Carga não linear tem eletrônica na entrada: o retificador do nobreak, o inversor que controla a velocidade de um motor, a fonte do servidor. Ela puxa corrente em picos, e essa corrente distorcida gera harmônicas que deformam a tensão da fonte que a alimenta.
Nobreak
O retificador de entrada é uma das cargas não lineares mais comuns em backup de data center e hospital.
Inversor de frequência
Controla motores de bomba, ventilador e esteira, e está em quase toda planta nova.
Fontes e LED
Servidores, computadores e drivers de iluminação somam distorção em grande quantidade.
Por que o gerador sente mais que a rede
A rede elétrica tem impedância baixa, e a distorção causada por uma planta fica diluída no sistema. O grupo gerador é uma fonte de impedância bem maior, então a mesma corrente distorcida deforma muito mais a tensão na saída. Os efeitos práticos aparecem em três lugares:
- Aquecimento: a corrente harmônica aquece o alternador além do que a potência útil sugere.
- Regulação de tensão: o regulador pode ficar instável com tensão distorcida, oscilando a saída.
- Nobreak recusando o gerador: se a tensão ou a frequência saem da faixa aceita, o nobreak continua na bateria e não transfere para o gerador.
O sintoma clássico: o gerador parte, o QTA transfere, e mesmo assim o nobreak segue descarregando a bateria. Isso costuma indicar que a energia do gerador está fora da janela de tensão ou frequência que o nobreak aceita, o que se resolve no dimensionamento ou na regulação do gerador.
Como dimensionar com carga não linear
| Ponto | O que fazer |
|---|---|
| Potência | Somar a carga pela potência aparente (kVA), que é o que o alternador entrega |
| Folga no alternador | Dimensionar com margem maior quando a fração não linear é alta |
| Nobreak | Seguir a recomendação do fabricante do nobreak para o tamanho do gerador |
| Excitação e regulador | Preferir regulador e sistema de excitação adequados a carga distorcida |
| Motores com inversor | Considerar filtro de harmônicas quando a carga de inversores é grande |
Nobreak com retificador moderno costuma distorcer menos que modelos antigos, o que reduz a folga necessária. Por isso a conta usa o modelo do nobreak e a ficha do fabricante. Uma regra fixa de multiplicar a potência tende a errar para mais ou para menos.
Teste antes de precisar
Num backup crítico, o único jeito de saber se gerador e nobreak conversam bem é testar com carga real: desligar a rede, deixar o QTA transferir e confirmar que o nobreak passa a ser alimentado pelo gerador. O guia de grupo gerador para cargas críticas trata da camada de redundância desse sistema.
Conclusão
Carga não linear deforma a tensão do grupo gerador muito mais do que a da rede. Dimensionar pela potência aparente, com folga no alternador, regulador adequado e a recomendação do fabricante do nobreak, evita aquecimento, instabilidade e o nobreak que recusa o gerador na hora da falta.
Dica: informe na cotação a potência do nobreak, o modelo e a quantidade de inversores de frequência, além da carga total. Isso define a folga e o tipo de regulação necessários.
Perguntas frequentes
O que são cargas não lineares?
São cargas com eletrônica na entrada, como nobreak, inversor de frequência, fonte de servidor e driver de LED. Elas consomem corrente em pulsos e geram harmônicas que deformam a tensão da fonte.
Por que o nobreak não aceita a energia do gerador?
Porque a tensão ou a frequência do gerador ficaram fora da faixa que o nobreak aceita, geralmente por gerador apertado ou regulação inadequada para carga distorcida. O nobreak então segue na bateria.
Quanto maior o gerador precisa ser para nobreak?
Depende do modelo do nobreak e do retificador. Não há regra fixa: a recomendação do fabricante do nobreak é a referência, e modelos modernos costumam exigir menos folga que os antigos.
Inversor de frequência atrapalha o grupo gerador?
Em grande quantidade, aumenta a distorção harmônica e pode exigir folga no gerador ou filtro de harmônicas. Por outro lado, reduz a corrente de partida dos motores, o que ajuda no dimensionamento.