A estrutura para implementar uma gestão da qualidade de energia contínua e interativa

artigo tĂŠcnico

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a estrutura para implementar uma gestão da qualidade de energia contínua e interativa Ana Paula Santos Gestora de Produto de Correção de Fator de Potência Schneider Electric Portugal

Problemas de qualidade da energia sĂŁo uma das maiores causas de cortes de energia nĂŁo programados, de disfuncionamentos e danos em equipamentos.

MAS, A QUE NOS REFERIMOS QUANDO FALAMOS DE QUALIDADE DE ENERGIA? Num sistema de distribuição de energia ideal, de três fases, a tensão nominal, a sua amplitude e frequência, estå perfeitamente equilibrada e com uma captura da forma sinusoidal perfeita.

Qualquer perturbação num dos seus parâmetros (amplitude, frequência, captura de forma de onda ou simetria de fases) Ê designada como um problema de qualidade de energia. Existe uma variedade de perturbaçþes ao nível da qualidade de energia (cavas de tensão, harmónicas, transitórios, entre outros) que podem impactar negativamente o sistema elÊtrico e equipamentos, culminando em falhas de energia, danos em equipamentos, avarias, sobreaquecimento, desem

Categoria da Perturbação

Efeitos

Causas possĂ­veis

Transientes

Anomalia e dano no equipamento

Raios ou comutação indutiva/cargas capacitivas

Interrupção

Inatividade, danos no equipamento, possĂ­vel perda de dados

Falhas de rede, falha no equipamento, abertura do disjuntor

Quebra

Inatividade, paragens de sistemas, perda de dados

Falhas na instalação ou aparelhos, arranque de grandes motores

Subida

Danos no equipamento e vida reduzida

Falhas na rede, mudanças na rede

SubtensĂŁo

Desligar, mau funcionamento, falha no equipamento

Mudanças na rede, sobrecargas, falhas

SobretensĂŁo

Danos no equipamento e vida reduzida

Mudanças na rede, falhas, sobrecompensação

HarmĂłnicas

Danos no equipamento e vida reduzida, mĂĄ abertura do disjuntor, perdas de energia

Cargas eletrĂłnicas (cargas nĂŁo lineares)

DesequilĂ­brio

Mau funcionamento, danos no motor

Distribuição desigual de cargas monofåsicas

Flutuaçþes da Tensão

Iluminação trÊmula e mau funcionamento do equipamento

Carregamento com

' de corrente

Variaçþes da frequência energÊtica

Mau funcionamento ou degradação do motor

Geradores em standbye ou infraestrutura com pouca energia

Fator de PotĂŞncia *

Aumento da fatura de eletricidade, sobrecarga, perdas de energia

Cargas indutivas (como motores, transformadores, ‌)

"

Forma de Onda

Para melhorar ou manter a qualidade da energia da rede elÊtrica deve ser seguido um plano de gestão contínua que permita o acompanhamento e anålise em tempo real, bem como a implementação de açþes corretivas e/ou preventivas que melhorem o desempenho da rede elÊtrica. Este plano de gestão pode ser aplicado de forma autónoma ou integrada em programas de gestão existentes, mas deve sempre incluir três passos vitais: medição e monitorização, interpretação e anålise de resultados, e implementação de medidas corretivas e preventivas.

MEDIĂ‡ĂƒO DA QUALIDADE DA ENERGIA

lidade de energia dado que permite detetar e compreender eventuais

!

O que medir?

Apesar da diversidade de perturbaçþes que podem afetar a amplitude, a forma de onda, a frequência e o equilíbrio de fases (Figura 1) devem ser analisados com rigor e dar prioridade àqueles que mais estejam a impactar a qualidade da energia. Regra geral, as perturbaçþes mais comuns são as cavas e os picos de tensão, sobretensþes transitórias, harmónicas e problemas de ligação à terra (Figura 2).

Quebra de tensão/Ondulação Harmónicos Cablagem Comutação do capacitor Interação da carga Outros EMF/EMI Condiçþes de potência Figura 2. $V SHUWXUEDŠ¡HV PDLV FRPXQV

Por sua vez, as perturbaçþes com maior impacto económico são as cavas de tensão, interrupçþes, harmónicas e sobretensþes transitórias (Figura 3).

Transientes e sobretensþes Quedas de tensão Interrupçþes curtas Interrupçþes longas Outras Harmónicos

# $ !

#

% &

Figura 1. 7LSRV GH SHUWXUEDŠ¡HV TXH LPSDFWDP D TXDOLGDGH GH HQHUJLD www.oelectricista.pt o electricista 55

Figura 3. 3HUWXUEDŠ¡HV FRP PDLRU LPSDFWR HFRQ¾PLFR QD GLVWULEXLŠ¼R GH HQHUJLD GH DFRUGR FRP R HVWXGR FRQGX]LGR SHOD /HRQDUGR 3RZHU 4XDOLW\ ,QLWLDWLYH

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artigo tÊcnico malias de funcionamento ou interrupção do funcionamento da instalação elÊtrica.

mas de monitorização Ê inserir funcionalidades de anålise para que

Figura 5).

' '

corro para interrupçþes de longa duração e outras soluçþes como o uso de interruptores de transferência eståtica e reguladores di &

213 HarmĂłnicas* %

4

4 transformadores especiais de Baixa TensĂŁo (Figura 8);

: ĂŠ recomendado o uso de condensadores para

4 71

Figura 6.

Figura 7.

Figura 8.

Figura 9.

Figura 4. $SUHVHQWDŠ¼R GH JU£ͤFRV GD DQ£OLVH FRQW¯QXD GH SHUWXUEDŠ¡HV

CONCLUSĂƒO Figura 5. $SUHVHQWDŠ¼R GH JU£ͤFRV GH DQÂŁOLVH GH HYHQWRV

Informaçþes como o número de eventos ocorridos num determinado período de tempo, por exemplo, são úteis na avaliação das condiçþes operacionais da instalação elÊtrica e na deteção da origem de problemas de qualidade de energia. !

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tambĂŠm simplificar a anĂĄlise da qualidade de energia. Por exemplo, permite associar o cĂłdigo de cores de cada tipo de problema de qualidade de energia ou a anĂĄlise da sua causa atravĂŠs da sequĂŞncia de eventos. !

" $% "

vas de custos de qualidade de energia estimando as perdas devidas Ă fraca qualidade da rede elĂŠtrica.

IMPLEMENTAĂ‡ĂƒO DE MEDIDAS CORRETIVAS E PREVENTIVAS Baseadas na interpretação dos resultados e conclusĂľes, diferentes soluçþes podem ser consideradas.

Podem-se incluir equipamentos para a redução dos problemas de #

&

do projeto e da arquitetura da instalação elÊtrica ou mesmo a seleção de um equipamento menos sensível às perturbaçþes da qualidade de energia.

Cada problema de qualidade de energia requer a instalação de um equipamento de correção.

As soluçþes de equipamento mais comuns para os principais problemas de qualidade de energia são: ' Transitórios de tensão: Ê recomendado o uso de descarregadores de sobretensão (Figura 6); ' Interrupçþes e cavas de tensão* %

! + ! / 0

1

" mento de energia. Pode-se avaliar a utilização de geradores de sowww.oelectricista.pt o electricista 55

Os diferentes tipos de perturbaçþes de qualidade da energia, o seu impacto no equipamento e instalação, as soluçþes possíveis de mitigação são conhecidos no mercado. No entanto não hå Normas, recomendaçþes, linhas de conduta como implementar a correção, a gestão e a melhoraria contínua da qualidade de energia numa rede elÊtrica.

A metodologia de gestão da qualidade da energia Ê desenhada para melhorar a qualidade de uma forma contínua, aumentar o tempo de atividade da instalação elÊtrica e otimizar o desempenho e a vida útil dos equipamentos.

9

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# dade de energia são a medição e monitorização, interpretação e anålise de resultados, implementação de medidas corretivas e preventivas.

Só desta forma Ê possível reduzir períodos de inatividade inesperados e otimizar a vida dos equipamentos e as condiçþes operacionais.

Para melhorar a qualidade da energia a favor da melhoria do tempo 4

4 4

tidos em conta os passos de curto e longo prazos: Nas primeiras semanas: planifique um roteiro do seu projeto e, como ponto de partida, considere a monitorização da qualidade da energia ao nível da fåbrica ou nas åreas críticas com cargas sensíveis; Nos primeiros 6 meses: analise os resultados e o seu impacto no equipamento e na instalação. Ative as tecnologias de correção de qua 0 # 4

razoĂĄvel que possa gerar resultados positivos num perĂ­odo de tempo relativamente curto. Por exemplo, a oportunidade imediata de instalar um equipamento para a melhoria de qualidade da energia para um dispositivo ou um processo em particular; Nos primeiros 12 meses* # %

qualidade da energia a mais åreas da instalação. Colabore internamente ou procure organizaçþes externas com competências e serviços tÊcnicos de presença global para apoiar no desenvolvimento de um projeto integração de longa duração.