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Qualidade da energia – Considerações sobre a necessária integração dos indicadores

Edição 105 – Outubro de 2014
Por José Starosta

De acordo com os conceitos gerais de qualidade da energia descritos por diversos autores e pelas normas aplicáveis, deve-se considerar a avaliação dos indicadores de qualidade da energia nos diversos pontos de uma instalação (barramentos, por exemplo) em uma análise temporal. Em outras palavras, espera-se que todos os barramentos de uma instalação possuam seus indicadores de qualidade da energia em níveis adequados durante todo o período de operação das cargas.

Do ponto de vista das normas relativas ao assunto (normas IEEE, IEC e mesmo o nosso modulo 8 dos Procedimentos de Distribuição da Agência Nacional de Energia Elétrica – Aneel), o assunto é tratado, de modo geral, no ponto especificado como “PAC” – ponto de acoplamento comum, que de forma simplificada, em instalações alimentadas em até 34 kV, é o ponto de conexão da concessionaria com o consumidor, ou, simplesmente, o ponto de entrega.

As normas citadas recomendam então, que, no PAC das instalações, alguns requisitos sejam cumpridos ou pelo menos verificados e medidos. Alguns indicadores são facilmente elencáveis e outros merecem algum tipo de reflexão, notadamente relacionando à qualidade do fornecimento da energia e níveis de tolerância de operação das cargas. Nas colunas anteriores, foram abordadas as definições dos principais indicadores de qualidade de energia, como afundamentos, cortes de tensão (notches), cintilação (flicker), desequilíbrio de tensão e outros.

Sob o ponto de vista de operação confiável, todos os indicadores de qualidade da energia devem estar dentro de limites de operação de forma que as cargas sejam sempre alimentadas em seus limites estabelecidos. Se, em algum instante, a fonte não possui esta capacidade, a instalação deve estar provida de dispositivo que promova esta compensação. Observa-se que é comum a instalação de dispositivos destinados a algum tipo de correção nas instalações (como banco de capacitores, UPSs ou filtros e, mesmo, geradores de emergência), contudo, efeitos paralelos podem ocorrer e outros indicadores acabam por serem prejudicados, não permitindo a operação das cargas de forma adequada. Por exemplo, a instalação de UPS pode garantir operação confiável de determinadas cargas por ele alimentadas, mas o barramento em que o mesmo é conectado na alimentação pode ter sua distorção de tensão elevada, ou ainda, a instalação de banco de capacitor pode causar ressonância harmônica e apresentar transientes de manobra no barramento.

Sob esta ótica, propomos a integração dos indicadores como forma de aumentar a garantia por uma operação confiável, não bastando considerar um ou outro indicador, mas o conjunto dos mais representativos. Tomemos por exemplo, uma instalação industrial alimentada em 13,8 kV com transformadores de 1000 kVVA ou 1500 kVA com secundário (quadro geral de baixa tensão – QGBT) em 440 V, por exemplo.

Poderemos definir diversos indicadores de qualidade de energia no QGBT nos outros quadros da instalação e esta lista pode ser incrementada ou reduzida caso a caso em função da necessidade. O modulo 8 do Prodist recomenda, em princípio, a avaliação das sete variáveis listadas, a seguir, no tocante à qualidade do produto. Outras variáveis poderiam fazer parte desta relação, como as sobrecorrentes, os transientes e outras.

O segundo ponto desta análise considera o estabelecimento não somente de quais seriam os limites aceitáveis e não aceitáveis, mas a definição de valores relativos entre estes limites de forma a se ranquear o comportamento destes indicadores em graus de qualidade, conferindo ao barramento analisado uma visão geral de comportamento e a qualidade de alimentação das cargas. A definição de índices ponderadores de qualidade permite a construção de uma ferramenta de análise integrada da qualidade de energia. A atribuição do “conceito” ou “ponderador” “10” para um indicador tem como premissa de desempenho uma superação das expectativas de operação, incorrendo naturalmente em outros benefícios operacionais como eficiência energética e redução de perdas elétricas. Já o conceito “0” indica o possível não atendimento as premissas das cargas e o sistema apresenta baixa confiabilidade. A lista a seguir foi referenciada no item 1.2 do módulo 8 do Prodist e apresenta os indicadores recomendados de análise em regime permanente e transitório:

Lista de indicadores de qualidade do produto proposta pelo módulo 8 do Prodist:

a)    Tensão em regime permanente;

b)    Fator de potência;

c)    Harmônicos;

d)    Desequilíbrio de tensão;

e)    Flutuação de tensão;

f)     Variações de tensão de curta duração;

g)    Variação de frequência.

Nas próximas colunas, este tema continuará sendo abordado.

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