Medições elétricas e as tomadas de decisões

dez, 2017

A exemplo das medições nas outras áreas de engenharia e, mesmo em outras especialidades da ciência, as medições das variáveis elétricas com outras complexidades servem para os mesmos objetivos das primeiras: tomar decisão na avalição de riscos e redução de custos. Assim como na mecânica de precisão e na microeletrônica, são utilizados instrumentos de precisão em função da necessidade de aplicação (os processadores digitais possuem internamente distância entre terminais de componentes de 14 nanômetros); na medicina também se utilizam poderosos microscópios para identificação de partes e organismos que devem ser analisados e sofrerem intervenções.

Não se trata de matar mosca com tiro de canhão, mas utilizar tecnologia com boa relação de custo-benefício em situações que requerem ações de melhoria e adequação. Tomada de decisão sem claras evidências podem incorrer, no mínimo, em investimentos mal aplicados. Não são toleradas ocorrências sem causas, sem explicações e principalmente que se possa evitar a recorrência. Nesta linha de raciocínio, os instrumentos de medição de variáveis elétricas têm se viabilizado e trazem a possibilidade de o usuário em campo conhecer em pouco tempo as causas de má operação de parte da instalação, por exemplo. O campo das suposições deixa de existir e as causas são normalmente descobertas com equipes de engenharia de campo treinadas (e isso é fundamental). Relatórios de medição sem clara exposição das ocorrências não tem fundamento. Os principais campos de aplicação de sistemas de medição em instalações são relacionados a:

  • Medição de consumo de energia e tarifas: os mais conhecidos medidores são aplicados na medição do consumo de energia, e outras variáveis associadas a cobrança como demanda e energia reativa. Novos modelos de contratação e regras de mercado exigem avanços tecnológicos destes medidores como os bidirecionais e aqueles com algumas informações sobre qualidade de energia. Por envolvimento direto em tarifas e cobranças, estes requerem aprovação de órgão fiscalizador, no Brasil o Inmetro;
  • Leituras instantâneas de variáveis elétricas são fornecidas por instrumentos que apresentam leituras simples em telas de painéis com simples aplicação e verificação instantânea sem características de analise de variações na base do tempo;
  • Avaliação periódica de comportamento de carga e tensões em regimes permanentes sem compromisso com a qualidade da energia em período longo de integração são fornecidas por instrumentos portáteis instalados por período adequado de tempo;
  • Avaliação de programas de medição e verificação em projetos de eficiência energética conforme protocolos internacionais e bem estruturados como o PIMVP, por exemplo, podem utilizar também instrumentos portáteis instalados por períodos definidos;
  • Outras situações consideram uma avaliação acurada da qualidade da energia em períodos definidos com instrumentos portáteis ou em regime “full time” com instrumentos que se incorporam em definitivo às instalações e se integram as rotinas de operação das instalações e este é o ponto a ser aqui tratado.

Há de se considerar que as variáveis elétricas nas instalações elétricas industriais, grandes prédios comerciais, shoppings, hospitais, data centers e outros possuem características diferentes de barramento para barramento. De acordo com uma das mais conhecidas definições de qualidade da energia, os fenômenos são característicos de cada local (barras), cada instante (ciclo a ciclo) e em cada sistema de potência (cada instalação tem um comportamento específico). Em outras palavras, uma análise adequada em uma instalação determinada não se limita à instalação de medidor na entrada de energia, a menos que se deseje, por exemplo, aferir unicamente o faturamento ou a qualidade da energia entregue pela distribuidora. Pelo contrário, refere-se a uma rede de informações apropriada de onde se possa consultar o comportamento das variáveis elétricas nos principais barramentos e, a cada instante, associando as diversas informações de forma conveniente de forma a concluir o que estaria ocorrendo e solucionando os problemas. Em análise de longo prazo, normalmente, com instrumentos fixos e de alta precisão, são passíveis de identificação as ocorrências de variações de tensão de curta duração (VTCD), e qual a sua origem, ilustrada na Figura 1, que podem ser: ressonâncias harmônicas, má operação de fontes redundantes, atuação intempestiva de dispositivos de proteção, identificação de cargas com comportamentos atípicos, ocorrências de má operação em filtros e capacitores, identificação de fontes de alimentação inadequadas, e outras anomalias.

Energia-com-qualidade

Figura 1 – Ocorrência de VTCD de origem externa com impacto na operação de cargas.

Estas redes de informação são realidade em instalações de alta responsabilidade em que desempenho e confiabilidade de operação de cargas atendidas são primordiais. As tomadas de decisão das ações corretivas e investimentos nas instalações com grau adequado de certeza e aplicação dependerão de uma avaliação dos benefícios no aumento da confiabilidade na operação e redução de custos de buscas de soluções corretivas, um grande desafio, mas com excelentes resultados.

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