ATS SWQ1-63S ajuda planta alimentícia a reduzir em 60% o tempo de parada da produção

Para uma planta de processamento de alimentos que opera 24 horas por dia, 7 dias por semana, uma queda de energia não é um problema de iluminação — é uma emergência de segurança alimentar. Esta é a história de um fabricante de lácteos especiais que substituiu sua chave de transferência manual pela chave de transferência automática (ATS) SINGI SWQ1-63S e reduziu em 60% o tempo de inatividade por falhas da rede no primeiro ano.

Quem era o cliente e qual era a sua situação?

O cliente é uma instalação de processamento de lácteos de 30.000 pés quadrados no Meio-Oeste, que produz queijos premium e produtos refrigerados embalados. A planta emprega 350 pessoas em três turnos, e seus processos dependem de energia trifásica contínua para compressores de refrigeração, tanques de pasteurização e linhas de embalagem automatizadas.

Como o plano de garantia da qualidade da instalação exige temperaturas estáveis na cadeia de frio, até uma breve perda de energia pode acionar a retenção ou o descarte do produto. O sistema de backup consistia em um gerador a diesel de 500 kVA e uma chave comutadora de acionamento manual — uma configuração comum, mas intensiva em mão de obra, para plantas desse porte.

Quais desafios causaram atrasos na produção?

Antes da melhoria, cada perturbação da rede exigia que um eletricista caminhasse até a sala de manobra, verificasse o estado do fornecimento com um multímetro e, em seguida, acionasse fisicamente a alavanca da chave comutadora manual para transferir a carga ao gerador de reserva. Esse processo levava de 15 a 20 minutos. Em seis grandes tempestades ao longo de dois anos, a planta perdeu energia de refrigeração por uma média de 18 minutos a cada vez.

Uma interrupção prolongada no verão fez com que um lote completo de produto lácteo fermentado ultrapassasse o limite de temperatura — uma perda direta de $12.000. A fábrica também sofreu quedas de tensão que fizeram os contatores de refrigeração desarmar, forçando reinicializações e aumentando o desgaste do compressor.

A equipe havia testado um controlador automático baseado em relés, mas ele produzia transferências indevidas. O controlador comutava para o gerador sempre que a tensão da rede caía, mesmo que brevemente, o que causava funcionamento desnecessário do gerador e danificava os compressores devido à ciclagem rápida. O supervisor de manutenção descreveu aquele período assim: “não podíamos confiar na automação, então voltamos ao modo manual”.

Por que a instalação escolheu o SWQ1-63S da SINGI?

A equipe de engenharia da planta avaliou várias opções de ATS, incluindo uma chave de transição aberta genérica e um painel personalizado construído com contatores separados. Os fatores decisivos para escolher a SINGI SWQ1-63S foram sua total conformidade com a IEC 60947-6-1, seu controle por microprocessador integrado e sua confiabilidade mecânica.

, o SWQ1-63S oferecia:

• Um único invólucro que combina a comutação de transferência e o controlador inteligente, eliminando a necessidade de relés externos e de um painel lógico separado.
• Sensoriamento verdadeiro de dupla tensão que monitora perda de fase, sobretensão, subtensão e frequência tanto na rede elétrica quanto nas fontes do gerador.
• Um mecanismo de comutação motorizado com uma capacidade de suportabilidade de curta duração adequada para cargas de motores de refrigeração.
• Atrasos de transferência e retorno ajustáveis, permitindo que a fábrica sequencie a transferência de carga para corresponder ao tempo de aquecimento do gerador.
• Saídas de contato seco que enviam o status remoto de volta ao sistema SCADA da instalação.

Em comparação com o controlador baseado em relés anterior, as funções de temporizador integradas e a lógica de estabilização do SWQ1-63S evitavam operações indevidas durante quedas de tensão e afundamentos de tensão.

Como o SWQ1-63S foi instalado e configurado?

O projeto foi implementado em dois dias. Os contratistas elétricos da planta primeiro isolaram o alimentador de entrada da rede e montaram uma geração temporária para as cargas críticas de refrigeração. A antiga chave manual foi removida do painel, e o SWQ1-63S foi montado usando um gabarito de painel universal padrão.

As conexões de fiação foram simples: os alimentadores da rede e do gerador foram ligados aos terminais de entrada, e o lado da carga foi conectado à barra de distribuição principal da planta. O controlador do ATS foi configurado por meio do teclado do painel frontal. O engenheiro de comissionamento ajustou o ponto de atuação de subtensão em 80%, o retardo de retorno à rede em 30 segundos e o retardo de transferência do motor em 10 segundos para a corrente de partida do compressor.

Um problema surgiu durante os testes: o sinal de partida remota do gerador produzia um pico de tensão quando o controlador do ATS enviava o comando de partida. A solução foi um relé de interposição colocado entre o conector de controle do gerador e a saída de contato seco do ATS, eliminando a interferência. Depois disso, três transferências sem carga e duas transferências com carga foram concluídas com sucesso.

Quais resultados a planta alcançou?

Nos 12 meses seguintes, a fábrica sofreu nove interrupções da rede, incluindo dois eventos climáticos severos. Os resultados medidos foram significativos:

• O tempo de transferência da falha da rede até a energia do gerador caiu de uma média de 18 minutos para menos de 2 minutos, uma redução de 60% no tempo de inatividade por evento.
• Não ocorreu deterioração de produto durante as interrupções, representando cerca de $18.000 em perdas evitadas em comparação com o ano anterior.
• O ciclismo curto do compressor foi eliminado porque os atrasos ajustáveis do ATS permitiam que os motores reiniciassem em uma sequência controlada. A equipe de manutenção relatou 40% menos chamados de serviço ao painel de controle de refrigeração.
• Não foram registradas transferências indevidas, apesar de várias condições de queda de tensão que teriam acionado o antigo controlador baseado em relés.

A planta também obteve uma visão mais clara da saúde da sua alimentação elétrica. Os indicadores de status do ATS permitem que os supervisores de turno confirmem a disponibilidade das fontes de relance, e os alarmes do SCADA agora mostram qual fonte está alimentando a carga. Essas melhorias simplificaram as operações diárias e reduziram a carga de chamados do eletricista.

O que diz o gerente de instalações?

O gerente de manutenção da instalação, que supervisionou a atualização, disse: “O SWQ1-63S é o primeiro ATS que usamos no qual não precisamos pensar . Ele faz exatamente o que deveria fazer, e a transferência é suave o suficiente para que a linha de produção nunca perceba o evento.”

Ele acrescentou: “Calculamos o retorno a partir da deterioração evitada no primeiro mês de operação instalada. É um investimento que se justifica por si só.”

Que lições outras empresas podem aprender?

Este projeto oferece várias lições para plantas que consideram uma transição semelhante da comutação manual para um comutador automático de transferência:

• Combine os recursos do ATS com as características da sua carga. As cargas de refrigeração e de motores exigem atrasos de transferência ajustáveis para equilibrar a restauração com as restrições de corrente de partida. Os temporizadores configuráveis do SWQ1-63S foram fundamentais para seu sucesso.
• Planeje a interface do gerador. Os relés de interposição são uma forma simples e barata de proteger o controlador do ATS contra ruídos do gerador. Inclua isso na lista de verificação de comissionamento para evitar surpresas em campo.
• Use sinalização remota para visibilidade contínua. Mesmo que um evento de transferência ocorra sem perturbação, a notificação do SCADA documenta o evento e ajuda a engenharia a acompanhar os padrões de qualidade de energia.
• Se começassem de novo, a planta estenderia o teste Uma janela de comissionamento mais longa com o gerador carregado teria revelado o problema do pico de tensão mais cedo e permitido uma semana adicional de registro de dados antes de o sistema ser colocado em modo totalmente automático.

Referências

1. IEC 60947-6-1:2021 - Aparelhagem de manobra e controle de baixa tensão - Parte 6-1: Equipamentos de comutação de transferência.
   Disponível em: https://webstore.iec.ch/publication/60947-6-1
2. Sariri, et al. “Stochastic vs Fuzzy Models – Reliability of Power Supply Systems with ATS.” Energies, 15(3), 1024, 2022.
   Disponível em: https://doi.org/10.3390/en15031024