Gustavo Roberto

Discutiremos aqui alguns dos aspectos da qualidade de energia e os diversos problemas e suas causas.

A ANEEL estabelece alguns indicadores de qualidade.

Continuidade de fornecimento. Isso se refere ao índice de interrupções, medidos pelos índices DIF e FIC, constantes da resolução 024/2000.

Níveis de tensão. Relaciona os índices de afundamentos(SAGs), Elevações(SWELLs) e vários outros disturbios, constantes da resolução 505/2001.
Variações de freqüência e Distorção harmônica total(THD).

 

Vale lembrar que alem do fornecimento de energia pelas concessionárias, temos ainda as gerações próprias, estacionárias e móveis, responsáveis por parcela significativa do total de problemas ocorridos.

Os casos de geração própria apresentam problemas relacionados a qualidade e idade dos equipamentos, apresentando dificuldades quanto aos seus mecanismos de controle e proteção em relação a sua operação e velocidade de resposta.

No caso de geradores móveis existem também as dificuldades quanto ao aterramento.

Temos que considerar ainda que grande numero de problemas tem sua origem na própria planta dos clientes.

 

Vamos comentar algumas variações:

Interrupções Transitórias. É quando há perda de potência durante 0,5 ciclos ou mais. Ela pode ser Momentânea se a duração é menor do que 2 segundos, Temporária se for maior que 2 segundos e menor que 1 minuto ou sustentada se for maior que 1 minuto.

 

Mergulho ou afundamento da tensão(SAG). É uma subtensão ou redução do valor eficaz da tensão de 10 a 90% com duração entre 0,5 ciclo e 1 minuto. Pode ser ocasionado por exemplo pela partida de motores grandes.

Salto de tensão(SWEEL).É uma sobretensão ou aumento do valor eficaz da tensão, com duração de 0,5 ciclos a 1 minuto. Pode ser ocasionada pelo desligamento de uma carga grande.

Dependendo de sua magnitude e duração pode causar problemas sérios em componentes sensíveis como capacitores e dispositivos semicondutores caso não haja ou não funcionem devidamente as proteções.

 

Surtos(Spikes). São transitórios de origem atmosférica(descargas elétricas).Caracteriza-se pela freqüência acima de 5 KHz, duração menor que 200 micro segundos. Podem causar sérios problemas em capacitores e dispositivos semicondutores e até a queima generalizada de cartões eletrônicos se as proteções não funcionarem adequadamente.

Distúrbios oscilatórios. Possuem duração menor que 30 ciclos e podem ser de freqüências altas, até 5KHz ou baixa, menor que 300Hz.Podem ser ocasionadas pelo chaveamento de bancos de capacitores, manobras diversas e cabos rompidos.

Distorções harmônicas. São periódicas e resultam de uma combinação das componentes da forma de onda senoidal, a fundamental e seus múltiplos, produzindo uma onda distorcida da forma de onda original. São a conseqüência de cargas não lineares ligadas ao sistema, como transformadores saturados, lâmpadas de descarga, retificadores, motores de indução, controladores de velocidade programáveis, compensadores estáticos de reativos, etc.

Causam problemas de sobrecargas nas instalações com aquecimento de condutores. Para se fazer uma leitura de corrente total, incluindo as harmônicas, deve ser usado um medidor que seja TRU RMS. Do contrario a medida será falsa quando existirem harmônicas e a medida percebida é sempre bem menor, fazendo com que quem meça perca a oportunidade de definir o problema. Para detectar a presença de harmônicas, quais ordens, qual a amplitude de cada uma é usado o analisador . Hoje os tipos mais comuns conseguem captar até a 51ª e possuem memória para registros e podem ser ligadas a um computador. Mas existem outros bem mais sofisticado e mais caros. Os resultados aparecem em relatórios contendo gráficos de barras onde cada barra tem um número que indica a ordem e a altura dela indica a amplitude. Alem disso vem os dados escritos.

Corte(NOTCH). É uma distorção na forma de onda da tensão devido a curtos circuitos momentâneos na rede elétrica durante a comutação de chaves de conversores estáticos. A amplitude do corte está relacionada com o tempo de comutação que por sua vez depende da reatância da fonte . Em alguns casos especiais, como por exemplo num retificador trifásico, quando a corrente é comutada de uma fase para outra, ocorre um curto circuito momentâneo. Como esse ocorre continuamente é possível detecta-lo no espectro harmônico.

Ruídos.O Ruído é uma perturbação aleatória superposta a forma de onda senoidal. A freqüência é geralmente entre 0 e 2 MHz. Podem se originar em alguns tipos de carga ou componentes defeituosos. São comuns em isoladores defeituosos ou sujos e com umidade, terminações elétricas com vazamento para a terra devido a presença de impurezas e umidade. Maus contatos em pólos de disjuntores ou chaves de alimentação, operação de disjuntores quando há falha a terra, arco elétrico em geral e várias outras, são também causas muito comuns de ruídos. Existem também equipamentos de potência chaveados que são geradores de ruídos. O problema maior é quando atinge outros equipamentos alimentados pela mesma rede. Pode ocasionar danos sérios ou até inutiliza-los.

Rádio interferência(RFI). Esse é mais um problema de poluição eletromagnética, mas incomoda igualmente porque prejudica equipamentos como PLCs, monitores de vídeo e outros. O que difere do ruído é o meio de geração e propagação. Os ruídos são gerados internamente por equipamentos alimentados pelo sistema e se propagam pela rede elétrica. A radiofreqüência é gerada externamente ao sistema por fontes não necessariamente alimentadas pela mesma rede e se propagam pelo ar em forma de ondas eletromagnéticas. São grandes geradores os equipamentos de radioamadorismo, torres de telefonia celular, máquinas de solda, condutores de rede de alta tensão.

É claro que também nos casos de ruídos e RFI as normas internacionais estabelecem critérios de compatibilidade eletromagnética, tanto no aspecto de não gerar acima dos limites estabelecidos como no caso do equipamento fabricado estar imune a determinado nível de ruído.

Alem disso a questão da qualidade das instalações, da manutenção e do sistema de aterramento também está intimamente ligada a imunidade e a prevenção da ocorrência dos efeitos provocados.

 

Para fechar esse resumo de qualidade de energia e evitar confusões quanto aos nomes de cada evento, lembremos que o nome deles está associado ao tempo de duração. Assim resumimos na tabela abaixo

 

CARACTERISTICAS DOS DISTURBIOS

Distúrbio	Espectro	Duração	Magnitude
Interrupções transitórias	-	³ 3 ciclos	0
Interrupções momentâneas	-	£ 2 segundos	0
Interrupções temporárias	-	2 seg. a 1 min.	0
Interrupções sustentadas	-	1 min.	0
Mergulho de tensão – Sag	-	0,5 a 1 min.	0,1 a 0,9 pu
Salto de tensão – Swell	-	0,5 a 1 min.	1,1 a 1,8 pu
Variações de tensão de longa duração	-	> 1 min	0,8 a 1,2 pu
Surtos(Surges)	5 KHz	< 200ms	-
Oscilatórios	<5KHz <300Hz	< 0,5 ciclos <30 ciclos	-
Distorções harmônicas	0 a 100ª	Estacionária	0 a 20% 0 a 100%
Corte (Notch)	0 a 200KHz		-
Cintilação (Flicker)	< 30 Hz	Estacionária	-
Ruído	0 a 2 MHz	Intermitente	-
Radio interferência (RFI)	0,5 a 100 MHz	Intermitente	-