Regulação de tensão

mar, 2015

Edição 108 – Janeiro de 2015
Por José Starosta

A regulação de tensão tem como objetivo e regra geral a avaliação da variação da tensão, relacionando o comportamento da tensão em regime de carga e em vazio, em relação a uma referência (normalmente a tensão em carga). A expressão 1 ilustra esta definição.

Expressão 1 – Definição da regulação de tensão.

Sob o ponto de vista de aplicação, o conceito pode ser utilizado tanto em equipamentos (transformadores, UPS, geradores) ou mesmo nas fontes de alimentação, como as das distribuidoras ou concessionárias de energia. A regulação de tensão pode ser ainda particularizada em regulação dinâmica e regulação estática, em referência direta aos regimes transitório e permanente (pela ordem).

No caso das fontes de energia de backup, como os citados geradores ou os UPSs, o conceito de regulação dinâmica é bastante útil, pois traduz o comportamento da tensão de saída dos equipamentos quando, por exemplo, se aplica um degrau de carga conhecido e controlado (ilustrando: quando da aplicação de um degrau de carga de 50% para 90% da potência nominal de um equipamento, a observação da tensão de saída em cada ciclo antes da aplicação do degrau de carga até a normalização da tensão de saída) informada a regulação dinâmica. As normas específicas consideram, neste caso, a necessidade de retorno da tensão em, pelo menos, 90% da tensão nominal em alguns ciclos, entre outras exigências.

A IEEE 1100 trata a regulação de tensão como “o grau de controle ou estabilidade da tensão eficaz em situação de carga (normalmente especificado a outros parâmetros, como variações de tensão na entrada, variações de carga, etc.)”. A IEC 61000-3 recomenda a definição da tensão de referência como a tensão nominal do sistema.

Sob o ponto de vista da aplicação do conceito em um sistema de alimentação de um consumidor por uma distribuidora púbica de energia, o nosso módulo 8 do Prodist – tabela 3 do anexo I – utiliza o conceito da regulação de tensão como a variação da tensão medida em relação a uma tensão contratada ou mesmo nominal em regime permanente e a fórmula geral da expressão 1 pode ser particularizada na expressão 1A:

Assim, em um sistema de alimentação com tensão contratada de 13,8 kV e tensão média medida/registrada, conforme os intervalos e as metodologias definidas (*) de 12,6 kV; a regulação de tensão será então de:

O módulo 8 para este intervalo estabelece a classificação:

  • Tensão adequada: 0,93.Uref<=Umed<=1,05.Uref
  • Tensão precária: 0,9.Uref<=Umed<0,93.Uref
  • Tensão crítica: Umed<0,9Uref ou Umed>1,05Uref

Particularizando os limites acima para uma tensão contratada de 13,8 kV, a Figura 1 apresenta a classificação dos intervalos de tensões adequadas, precárias ou críticas.

Figura 1 – Classificação do nível de fornecimento em regime permanente Vn = 13,8 kV.

(*) A metodologia considerada pelo módulo 8 para a determinação do valor médio da tensão toma um período de amostragem de sete dias com intervalos de integração de dez minutos, em que são definidas regras de transgressão para cada um destes intervalos, levando em consideração os limites da Figura 1. Definem-se então os indicadores DRP (duração relativa da transgressão precária) e DRC (duração relativa da transgressão crítica), que são utilizados para se classificar o nível de qualidade do fornecimento neste quesito. Os valores são definidos para medições no ponto de conexão entre consumidor e concessionária, salvas algumas exceções de caráter de segurança e até mesmo aplicabilidade da medição, quando se possibilita deslocar o ponto de medição para a baixa tensão, considerando-se as compensações com as relações de tensão dos trafos e quedas de tensão dos circuitos.

Sob o ponto de vista de aplicação direta dos conceitos de qualidade de energia em instalações industriais, a análise da regulação de tensão é bastante discutível, pois considera o regime permanente com longos períodos de integração (sete dias com dez minutos em período de integração). Deve-se ainda tomar cuidado para não se incorrer no erro de efetuar medições em curtos períodos (dois ou três dias) e recorrer diretamente às informações da Figura 1, sem atender às premissas e às metodologias expostas no módulo 8. A menos que uma segunda metodologia derivada da primeira seja claramente exposta e assumida como referência, contudo, não se trata do atendimento aos requisitos do módulo 8.

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