Seleção de armazenamento de energia e verificação de SOC

Corrente de curto-circuito simétrica inicial no ponto de defeito (IEC 60909-0): a corrente eficaz que a rede impõe num defeito trifásico franco, com a fonte de tensão substituída pelo equivalente c·Un/√3.

Porque é importante: É o valor com que todas as características dos dispositivos são comparadas — Icw, capacidade de interrupção e verificação térmica dos cabos são todas avaliadas em relação a Ik. Subestime Ik e o quadro que cota será destruído no primeiro defeito; sobrestime-o e o cliente paga por quadro de manobra de que não necessita.

Corrente de curto-circuito monofásico à terra (IEC 60909-0), calculada a partir da impedância homopolar Z0, além de Z1 e Z2.

Porque é importante: Dimensiona a proteção de falta à terra e a resistência nominal do caminho do neutro / de aterramento. Dependendo do grupo vetorial do transformador e do esquema de aterramento, Ik1 pode ser menor ou maior do que o Ik trifásico, pelo que nunca deve ser assumido igual a este.

Corrente de curto-circuito de pico ip = κ·√2·I″k (IEC 60909-0): o valor instantâneo mais elevado da corrente de falta, atingido cerca de meio ciclo após o início.

Porque é importante: É o valor que gera o esforço eletrodinâmico nas barras coletoras, nas abraçadeiras dos cabos e nos terminais dos aparelhos. Compare-o com a resistência de pico nominal Ipk — indicar apenas Ik deixa a resistência mecânica do quadro de manobra por verificar.

Corrente nominal de curta duração admissível: a corrente eficaz que um conjunto de quadro de manobra pode suportar durante um curto tempo declarado (habitualmente 1 s ou 3 s) sem danos (IEC 61439-1 / IEC 62271-1).

Porque é importante: É o critério de aceitação do painel: a regra de projeto é Icw ≥ Ik no mesmo ponto. Um painel oferecido com Icw inferior ao Ik calculado simplesmente não pode ser utilizado, qualquer que seja o preço.

Corrente de resistência de pico nominal: a corrente de pico que o conjunto e as suas barras coletoras suportam sem deformação (IEC 61439-1). A norma relaciona Ipk com Icw através de um multiplicador que depende da corrente de curta duração nominal — utilize o valor da tabela da norma, não uma estimativa.

Porque é importante: É a contrapartida dinâmica de Icw e deve ser ≥ ip. Uma vez que os dois são indicados em conjunto e são fáceis de confundir, uma cotação que apresente apenas um deles está incompleta.

Duas classificações de resistência diferentes do mesmo quadro. Icw é uma classificação TÉRMICA: a corrente eficaz que o conjunto suporta durante 1 s (ou 3 s) sem sobreaquecimento. Ipk é uma classificação MECÂNICA: a corrente de pico que as barras e os apoios suportam sem se deformarem.

Porque é importante: São comparados com duas grandezas calculadas diferentes — Icw com Ik, Ipk com ip. Comparar Icw com ip (ou Ipk com Ik) é um erro frequente e dispendioso: ou sobredimensiona o quadro ou deixa-o subdimensionado.

Fator de pico κ = ip / (√2·I″k): o rácio entre o primeiro pico e o valor eficaz, calculado na IEC 60909-0 a partir do rácio R/X da impedância equivalente.

Porque é importante: É o que converte uma corrente de curto-circuito numa força mecânica. Uma rede indutiva (cabos de BT, transformadores) empurra κ para 2,0 e aumenta a força de pico, razão pela qual ip não pode ser derivado apenas de Ik.

Rácio entre a reatância equivalente e a resistência equivalente vistas do ponto de defeito (IEC 60909-0).

Porque é importante: Fixa duas coisas ao mesmo tempo: o fator de pico κ (logo ip) e a taxa de decaimento da componente DC. Um X/R elevado (alimentadores BT indutivos, fontes geradoras) origina simultaneamente um pico mais elevado e um transitório DC mais longo, que o disjuntor tem de interromper.

Potência aparente de curto-circuito da rede a montante no ponto de ligação, Ssc = √3·Un·I″k, ou a impedância equivalente da fonte a montante.

Porque é importante: É o único dado de entrada que indica quão "rígida" é a rede. Sem ele, nenhum valor de corrente de curto-circuito pode ser calculado, pelo que tem de ser solicitado à concessionária (ou retirado de uma premissa declarada) antes de qualquer quadro de manobra poder ser orçamentado.

Fator de tensão c para o cálculo de curto-circuito (IEC 60909-0 Tabela 1): o rácio entre a tensão assumida no local da falta e a tensão nominal — c > 1 para correntes máximas, c < 1 para correntes mínimas (para BT: 1,05 / 0,95; para MT/AT: 1,10 / 1,00).

Porque é importante: É a margem de segurança explícita do cálculo. O fator de corrente máxima determina as características nominais dos dispositivos que indica; o fator de corrente mínima determina a sensibilidade da proteção. Utilizar o fator errado desloca Ik em vários por cento de uma forma que é invisível no relatório, a menos que o fator seja impresso.

Componente aperiódica (CC) da corrente de curto-circuito, i_dc = √2·I″k·e^(−ωt·R/X) (IEC 60909-0): o desvio decrescente que se sobrepõe à componente simétrica.

Porque é importante: É a corrente adicional que o disjuntor tem de interromper no momento da separação dos contactos, e é a razão pela qual a capacidade de interrupção necessária é superior a I″k para defeitos rápidos (próximos do gerador). Numa cotação aparece como a capacidade de interrupção nominal nessa % de componente CC.

Tempo de eliminação da proteção: o tempo total desde o início do defeito até à extinção do arco — deteção pelo relé + atraso intencional + tempo de operação do disjuntor.

Porque é importante: Num estudo de arco elétrico, a energia incidente é quase proporcional ao tempo de eliminação, e a categoria de EPI é selecionada a partir dele. Reduzir o tempo de eliminação para metade normalmente reduz a energia para metade e pode baixar o EPI exigido em um nível — o que é um item direto de custo operacional.

Interbloqueio seletivo por zonas: os relés de sobrecorrente em zonas de proteção adjacentes trocam um sinal de bloqueio / piloto, de modo que um defeito dentro da sua própria zona dispara instantaneamente, enquanto um defeito a jusante é deixado ao dispositivo a jusante (funções de relé IEC 60255).

Porque é importante: Recupera o atraso temporal que a seletividade normalmente custa: os defeitos são eliminados mais rapidamente, a duração do arco encurta e a energia incidente diminui. Como altera a cablagem dos relés e o esquema de comunicação, tem de ser declarado na especificação e orçamentado.

Ajuste do multiplicador de tempo de um relé de sobrecorrente: o fator de escala aplicado à característica de tempo inverso padrão definida na IEC 60255-151, que desloca toda a curva para cima ou para baixo no tempo.

Porque é importante: É o único número que posiciona cada curva de relé no eixo do tempo durante o escalonamento. Aumentar o TMS ao longo da cadeia compra seletividade mas prolonga a duração da falta — e, portanto, a energia do arco que o local tem de suportar.

Intervalo de tempo de seletividade (coordenação) Δt: a diferença de tempo intencional entre dois dispositivos de proteção contra sobrecorrente em cascata, para que apenas o dispositivo a jusante elimine o defeito. A prática normal é da ordem de 0,2–0,4 s, dependendo do tipo de relé e de disjuntor — uma prática de engenharia, não um valor imposto por norma, pelo que o valor utilizado deve ser indicado no estudo.

Porque é importante: Demasiado pequeno e ambos os dispositivos disparam (perda de seletividade, toda a instalação vai abaixo com uma falha num ramal); demasiado grande e cada falha dura mais tempo, aumentando a energia de arco elétrico e a exigência de EPI. É um compromisso que o relatório deve mostrar explicitamente.

Tensão de impedância de curto-circuito de um transformador: a tensão primária, em percentagem da tensão nominal, que impõe a corrente nominal através do enrolamento secundário em curto-circuito (IEC 60076-1).

Porque é importante: Fixa o nível de defeito em BT (aproximadamente I″k ≈ In / uk) e, ao mesmo tempo, a queda de tensão em carga. Trata-se de um verdadeiro compromisso de cotação: um uk maior reduz o nível de defeito (quadro de manobra a jusante mais barato), mas aumenta a queda de tensão e as perdas. Cote sempre o uk em conjunto com a potência do transformador.

Perda em vazio de um transformador: a potência absorvida à tensão nominal e à frequência nominal com o enrolamento secundário aberto (IEC 60076-1). É essencialmente a perda no núcleo (histerese + correntes de Foucault).

Porque é importante: Funciona continuamente — cerca de 8 760 h por ano — pelo que domina a fatura energética ao longo da vida útil. Nos concursos, é comum capitalizá-la a um valor de $/W, o que significa que um P0 mais baixo pode justificar um preço de compra mais elevado.

Perda em carga (perda de curto-circuito) de um transformador: a potência absorvida à corrente nominal com o secundário em curto-circuito, corrigida para a temperatura de referência (IEC 60076-1). Inclui a perda I²R mais as perdas por dispersão e por correntes de Foucault nos enrolamentos.

Porque é importante: Cresce com o quadrado da carga e é a base das garantias de rendimento e de qualquer cláusula de capitalização de perdas. Pk e uk% provêm do mesmo ensaio, pelo que uma ficha técnica que apresente um sem o outro está incompleta.

Código de proteção contra a penetração (IEC 60529): o primeiro dígito é a proteção contra objetos sólidos e poeira, o segundo contra a água (por exemplo IP54 = protegido contra poeira, protegido contra salpicos).

Porque é importante: É um requisito ambiental, não elétrico. Um invólucro oferecido como IP23 falha numa instalação com lavagem ou ao ar livre, e o grau de proteção determina o custo do invólucro — pelo que o IP deve ser especificado juntamente com as características elétricas nominais.

Tensão mais elevada para o equipamento Um: a tensão máxima eficaz entre fases à qual o equipamento pode ser operado (IEC 60071-1).

Porque é importante: Um ancora toda a tabela de coordenação de isolamento: decide quais os valores de suportabilidade ao impulso atmosférico e à frequência industrial exigidos. Comprar equipamento com um Um demasiado baixo não é uma poupança, é uma oferta não conforme.

Tensão suportável de impulso atmosférico: o pico da onda de impulso normalizada de 1,2/50 µs que o isolamento deve suportar sem perfuração (IEC 60071-1).

Porque é importante: É uma especificação nominal e um item de ensaio de tipo para quadro de manobra, transformadores e buchas. É um dos primeiros parâmetros que uma oferta barata reduz silenciosamente, pelo que deve constar explicitamente na ficha técnica que compara.

Tensão suportável à frequência industrial: a tensão eficaz que o isolamento suporta durante o ensaio padrão de curta duração (1 min) e, na gama de MT/AT, também o nível suportável ao impulso de manobra (IEC 60071-1).

Porque é importante: É o nível de ensaio de rotina utilizado à saída da fábrica. Em conjunto com LI, define o nível de isolamento do equipamento a cotar — comparar duas propostas sem estes dois números é não comparar nada.

Grupo de ligação do transformador: as ligações dos enrolamentos dos dois lados mais o desfasamento entre eles, por exemplo Dyn11 = triângulo no AT, estrela no BT com neutro acessível, desfasamento de 11 × 30° (símbolos de ligação da IEC 60076-1).

Porque é importante: Decide o desfasamento, se existe neutro disponível para proteção de defeito à terra e onde pode circular a corrente de sequência homopolar — o mesmo transformador de kVA com YNyn0 em vez de Dyn11 dá uma corrente de defeito monofásico diferente e exige um esquema de proteção diferente.

Distorção harmónica total: o valor eficaz de todas as componentes harmónicas dividido pela fundamental, expresso em percentagem (definições de medição na IEC 61000-4-7).

Porque é importante: É o número principal de qualidade de energia num contrato de ligação, mas "THD" por si só é ambíguo: os limites de tensão e de corrente são diferentes e são verificados em locais diferentes. Indique sempre se se trata de THDv ou THDi, e onde foi medido.

Distorção harmónica total de tensão THDu = √(Σ Uh²) / U1 × 100 %, medida conforme exigido pela IEC 61000-4-7.

Porque é importante: É a grandeza que um código de rede ou uma concessionária limita no ponto de acoplamento comum (para referência: a IEEE 519 estabelece 5 % de THDv no PCC, a IEC 61000-2-2 indica 8 % para BT classe 2). Ultrapassá-la significa filtros, bancos dessintonizados ou um transformador maior — um custo que só aparece se o estudo for feito antes do pedido.

Distorção harmónica total de corrente THDi = √(Σ Ih²) / I1 × 100 %: o conteúdo harmónico da corrente de carga em relação à sua fundamental.

Porque é importante: É o que dimensiona filtros de harmónicos e reatores de dessintonia e o que determina a desclassificação de cabos e transformadores. A IEEE 519 limita-o em função da razão entre a corrente de curto-circuito e a corrente de carga — pelo que o THDi é irrelevante para um orçamento a menos que o nível de defeito seja indicado com ele.

Fator de potência cos φ: a razão entre a potência ativa e a potência aparente (fator de deslocamento entre tensão e corrente), incluindo o fator de distorção quando a corrente é distorcida.

Porque é importante: Determina os kVA que o transformador, o gerador ou o contrato de fornecimento têm de disponibilizar para uma dada potência em kW e é contratual: um fator de potência baixo desencadeia penalizações ou a obrigatoriedade de um banco de condensadores. É, portanto, simultaneamente um dado de projeto e uma rubrica no preço.

Potência reativa de compensação Qc: a potência do banco de condensadores, dimensionada como Qc = P × (tan φ1 − tan φ2) para levar a instalação do seu fator de potência atual ao fator de potência alvo.

Porque é importante: É o item que está a ser orçamentado, e a sua potência útil diminui numa rede com elevado teor de harmónicos, a menos que se utilize um banco com reatância de dessintonização (protegido por reator). O fator de potência alvo é um dado de entrada do cliente, não um valor predefinido — orçamentar um banco sem indicar o fator de potência alvo não constitui uma proposta completa.

Ponto de ligação comum (PCC): a interface na rede onde a instalação do cliente e a rede da distribuidora estão acopladas e, portanto, onde se aplicam as condições de ligação.

Porque é importante: Define aquilo de que a concessionária se pode queixar e o que tem de provar: a banda de tensão, a distorção harmónica, o flicker e o comportamento em afundamentos de tensão são todos especificados no PCC, não nos terminais do equipamento. Estudos ou medições feitos noutro local não demonstram conformidade.

Tensão de barra em por unidade num resultado de trânsito de potências: a tensão do nó dividida pela sua tensão de base, pelo que 1,00 pu é nominal.

Porque é importante: É o número de aceitação de todas as verificações de queda de tensão (habitualmente 0,95–1,05 pu). Um nó abaixo da banda significa mau funcionamento do equipamento e incumprimento do código de rede, e a resposta é um cabo maior, uma tomada diferente do transformador ou um dispositivo de compensação — uma alteração de orçamento, não uma nota.

Ride-through de baixa tensão: o dever (e a capacidade) de um gerador ou inversor permanecer ligado enquanto a tensão no PCC afunda ao longo de um perfil tensão-tempo especificado, em vez de disparar.

Porque é importante: É uma condição de ligação à rede na maioria dos mercados: uma central que não consiga suportar a curva exigida não pode ser ligada ou tem de ser adaptada. Confirme a curva LVRT exigida antes de dimensionar os inversores, porque é isso que determina a classe do equipamento.

Fator de carregabilidade máximo λmax do fluxo de potência de continuação: o multiplicador aplicado a todas as cargas no ponto de nariz da curva PV, o ponto onde a tensão colapsa.

Porque é importante: É a margem de carregamento do projeto: λmax = 1,35 significa que a rede só colapsa a 135 % da carga atual. Os planeadores exigem uma margem mínima (o número difere entre códigos de rede — indique o critério utilizado), e é isso que decide se tem de ser orçamentado um reforço de linha ou mais compensação reativa.

Estado de carga de uma bateria ou BESS: a energia restante em percentagem da capacidade nominal (ou utilizável).

Porque é importante: Limita o que o armazenamento pode fornecer em cada instante, pelo que condiciona os ajustes de proteção, a estratégia de despacho e a garantia de energia entregue. Um valor de disponibilidade orçamentado é desprovido de significado se não for indicada a janela de SOC que pressupõe.

Profundidade de descarga: o complemento do estado de carga — quanto da capacidade é ciclado, normalmente indicado como um máximo nas especificações de vida útil em ciclos.

Porque é importante: É o compromisso entre a capacidade utilizável e a vida útil da bateria: os mesmos kWh nominais indicados a 80 % de DOD proporcionam menos ciclos do que os indicados a 60 %. Como altera tanto os kWh utilizáveis como a data de substituição, a DOD deve constar da ficha técnica ao lado do preço.

Rendimento de ciclo completo de um sistema de armazenamento: a energia devolvida durante a descarga dividida pela energia absorvida durante o carregamento ao longo de um ciclo completo.

Porque é importante: Determina quanto da energia que se paga é efetivamente devolvida e, portanto, o custo real por kWh entregue. Atenção ao limite de referência do valor (CC-CC parece muito melhor do que CA-CA) — comparar duas propostas com limites de referência diferentes é uma fonte comum de orçamentos errados.

Fator de capacidade: a energia efetivamente produzida num período dividida pela energia que a central teria produzido se operasse à sua potência nominal durante todo o período (para PV, este é dominado pela irradiância e pela temperatura, não pelo inversor).

Porque é importante: É o número que converte um kWp de placa em kWh anuais e, portanto, em receita e retorno do investimento. Uma proposta que apresenta apenas o valor de kWp não indica o que a central irá realmente entregar — peça o fator de capacidade assumido.

Fronteira de arco elétrico: a distância a partir de um arco prospetivo à qual a energia incidente cai para 1,2 cal/cm², o nível a partir do qual se torna necessário equipamento de proteção individual resistente ao arco (IEEE 1584-2018 / NFPA 70E).

Porque é importante: Define a barreira e a fronteira de aproximação no local: uma AFB maior implica mais barreiras e EPI mais pesado para o mesmo trabalho. É um entregável de segurança que também tem um custo operacional direto.

Corrente de arco: a corrente eficaz que realmente circula no arco, prevista a partir da corrente de falha franca pelo modelo IEEE 1584-2018 usando a configuração dos elétrodos, a distância e os fatores do invólucro.

Porque é importante: Tudo num estudo de arco elétrico — energia incidente, fronteira, categoria de EPI — é determinado por Iarc, não por Ik. Iarc é marcadamente inferior à corrente de falha franca, pelo que substituir Ik por ela sobrestima grosseiramente a energia e o EPI necessário.

Corrente de falha franca Ibf: a corrente de curto-circuito trifásica no local do equipamento, tomada como corrente de entrada do modelo de arco elétrico IEEE 1584-2018.

Porque é importante: É onde começa o estudo de arco elétrico, pelo que deve ser produzida com os mesmos pressupostos de tensão, transformador e cabo que o relatório de curto-circuito. Uma divergência entre os dois documentos é uma das constatações de auditoria mais comuns.

Energia incidente: a energia térmica por unidade de área que atingiria uma superfície à distância de trabalho durante um arco, conforme definido na IEEE 1584-2018.

Porque é importante: É o valor que seleciona o EPI (limiares NFPA 70E a 1,2 / 4 / 8 / 25 / 40 cal/cm²) e que deve ser impresso na etiqueta do equipamento. Uma energia incidente subestimada é um risco de segurança, não uma diferença de arredondamento comercial.

Categoria de equipamento de proteção individual: a classe de vestuário e equipamento resistente ao arco elétrico exigida para uma tarefa, selecionada a partir da energia incidente calculada de acordo com a NFPA 70E-2021.

Porque é importante: É um entregável de segurança e legal: a categoria determina o que a equipa de campo tem de vestir, o que consta da autorização de trabalho e se o trabalho exige desenergização. Decorre diretamente do cálculo de arco elétrico, pelo que tem de ser reprodutível para o nível de defeito a montante assumido.

Valor por unidade: uma grandeza expressa como fração de um valor de base escolhido (1,00 pu = tensão nominal ou potência nominal), a linguagem padrão dos estudos de sistemas de potência.

Porque é importante: Permite comparar um quadro de BT de 0,4 kV e uma rede de 110 kV num único eixo e num único gráfico. A tensão de 0,95–1,05 pu é a banda de aceitação habitual, pelo que qualquer valor por unidade num relatório pode ser lido diretamente face ao critério.

Critério N-1 (contingência única): a rede deve permanecer dentro dos seus limites de funcionamento com qualquer um dos elementos (linha, transformador, gerador) fora de serviço.

Porque é importante: Determina quanta redundância — alimentadores em paralelo, transformadores duplicados, secções de barra — entra no orçamento. Se não for explicitado, a tendência é para um projeto radial simples e o cliente descobre-o durante a entrada em serviço.

Carregamento: a corrente (ou potência) transportada por um ramo expressa em percentagem da sua capacidade nominal.

Porque é importante: É o número de aceitação para cabos e transformadores. Acima de 100 % o elemento dispara ou tem de ser desclassificado, e a margem deixada no caso de projeto é exatamente aquilo que o cliente está a pagar — pelo que deve ser apresentada com a hipótese (fator de carga, temperatura ambiente) que a produziu.

Desequilíbrio de tensão: o afastamento de um conjunto de tensões trifásicas da simetria, expresso como o rácio da componente de sequência negativa (ou de sequência homopolar) em relação à componente de sequência positiva.

Porque é importante: Os motores e os conversores sofrem desclassificação e sobreaquecimento com alimentação desequilibrada — os limites são fixados por norma ou pelo fabricante da máquina (para referência: a IEC 61000-2-2 indica 2 % para redes de BT), pelo que o limite aplicável deve ser indicado. Reduzi-lo significa normalmente redistribuir as cargas monofásicas ou redimensionar o neutro.

Período de retorno simples: o custo de investimento dividido pela poupança líquida anual, sem atualização nem escalonamento de preços (um valor de triagem, não um modelo financeiro).

Porque é importante: É o número que decide se o cliente compra agora. Como é um rácio simples, os dois dados que o determinam (preço da energia e custo unitário de investimento) devem ser apresentados ao lado — caso contrário, ninguém consegue saber em que pressuposto assenta o valor.