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Faculdades Integradas de São Paulo (FISP) – Instalações Elétricas
Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 1
FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA
Introdução
A questão do fornecimento de energia elétrica é de suma importância para um
funcionamento adequado de equipamentos eletro-eletrônicos. Assim sendo, cabe ao
poder concedente zelar pela qualidade da energia elétrica que será entregue aos
consumidores. Isso é obtido através da emissão de leis que estabeleçam os critérios que
as concessionárias de energia elétrica devem cumprir, bem como os deveres de todos os
consumidores. Atualmente o fornecimento de energia elétrica é regido pela Resolução
456/00 da ANEEL que substituiu a Portaria 466/97 do antigo DNAEE (Departamento
Nacional de Águas e Energia Elétrica). Entre os assuntos tratados nessa Resolução da
ANEEL encontra-se:
• pedidos de fornecimento de energia elétrica;
• limites de fornecimento em termos de demandas requeridas e níveis de tensão;
• ponto de entrega de energia;
• consumidor e a unidade consumidora;
• classificação e cadastro dos consumidores;
• contrato de fornecimento;
• alteração de carga;
• calendário;
• leitura e faturamento;
• opções de faturamento;
• conta e seu pagamento;
• acréscimo moratório;
• suspensão do fornecimento;
• responsabilidades;
• religação;
• taxas de serviço;
• fornecimento provisório.
Algumas das definições mais importantes da Resolução 456 são apresentadas a
seguir:
• consumidor: pessoa física ou jurídica que solicita à concessionária o fornecimento de
energia elétrica e assume a responsabilidade pelo pagamento das faturas e demais
obrigações fixadas em normas e regulamentos da ANEEL;
• consumidor livre: consumidor que pode optar pela compra de energia elétrica junto a
qualquer fornecedor, conforme legislação e regulamentos específicos;
• concessionária ou permissionária: agente titular de concessão ou permissão federal
para prestar o serviço público de fornecimento de energia elétrica;
• fatura de energia elétrica: nota fiscal que apresenta a quantia total que deve ser paga
pela prestação de serviço público de energia elétrica, referente a um período
específico;
• potência instalada: soma das potências nominais dos equipamentos instalados na
unidade consumidora e em condições de entrar em funcionamento;
• demanda: média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema
elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora,
durante um intervalo de tempo especificado.
• ponto de entrega: ponto até o qual a concessionária se obriga a fornecer energia
elétrica;
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• ramal de ligação: compreendido entre o ponto de derivação da rede da concessionária
até o ponto de entrega;
A Figura 1 apresenta um exemplo de ponto de entrega e ramal de ligação de um
consumidor atendido em baixa tensão.
Figura 1: Atendimento de consumidor em baixa tensão.
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Tensões de Fornecimento.
A Resolução 456/00 estabelece que compete a concessionária fixar os valores de
tensão de fornecimento, desde que respeitado o seguinte:
• a unidade consumidora será atendida em tensão secundária quando sua carga
instalada for igual ou inferior a 75 kW;
• a unidade consumidora será atendida em tensão primária de distribuição inferior a 69
kV quando sua carga instalada for superior a 75 kW e a demanda contratada, ou
estimada pelo interessado, for igual ou inferior a 2.500 kW;
• a unidade consumidora será atendida em tensão de distribuição igual ou superior a 69
kV quando sua demanda contratada, ou estimada, for superior a 2.500 kW.
Atendimento em Tensão Primária de Distribuição.
Como previsto na Resolução 456/00, sempre que a potência instalada de um
consumidor superar 75 kW seu atendimento deverá ocorrer em tensão primária de
distribuição.
Para que isso seja possível, a concessionária exige a construção, por parte do
consumidor, de postos primários, locais onde devem ser instalados os equipamentos de
medição, proteção e transformação. No caso específico da cidade de São Paulo, a
Eletropaulo, concessionária responsável pelo atendimento da capital paulista, permite a
existência de dois tipos de postos primários: os convencionais e os simplificados
Os postos convencionais têm a obrigatoriedade de possuir medição no lado de alta
tensão (13,8 kV ou superior) e proteção geral através de disjuntor com religamento
automático. A Figura 2 apresenta o esquema de um posto primário convencional.
Entradas consumidoras que contam com apenas um transformador trifásico de no
máximo 225 kVA podem ser atendidas por postos primários simplificados. Nestes postos
simplificados a medição é efetuada em baixa tensão e a proteção, no lado de alta tensão,
pode ser realizada por meio de fusíveis, economizando-se o disjuntor geral e os relés. A
Figura 3 apresenta o esquema de um posto primário simplificado.
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Figura 2: Exemplo de Posto Primário Convencional.
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Figura 3: Exemplo de Posto Primário Simplificado.
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Atendimento em Tensão Secundária de Distribuição.
O fornecimento de energia elétrica em tensão secundária varia de concessionária
para concessionária. Por exemplo, a Eletropaulo adota os seguintes padrões para as
ligações em baixa tensão:
• modalidade a – uma fase e neutro (dois fios) – potência instalada de até 4 kW
(desde que não haja instalação de chuveiro ou torneira elétrica);
• modalidade b: duas fases e neutro, quando existir (2 ou 3 fios) – potência instalada
de até 75 kW, em sistema originado de delta com neutro, ou potência instalada de
até 20 kW, em sistema originado de estrela;
• modalidade c: três fases e neutro: potência instalada de até 75 kW e existência de
cargas trifásicas.
Os níveis de baixa tensão de fornecimento variam de acordo com as ligações do
secundário dos transformadores. De uma maneira geral, pode-se considerar a existência
de três grandes sistemas no estado de São Paulo:
Sistemas 120/208 V, 127/220 V e 220/380 V: estes sistemas são obtidos com
ligação em estrela com neutro no secundário dos transformadores de distribuição,
conforme mostrado na Figura 4. As tensões entre fase e neutro são os valores mais
baixos (120, 127 e 220 V) e as tensões entre fase e fase são de valor mais elevados (208,
220 e 380 V).
Figura 4: Secundário do transformador ligado em estrela com neutro.
Fase A
Fase B
Fase C
Neutro
Ulinha
Ulinha
Ufase
Sendo:
Ufase - tensão entre fase e neutro - 120, 127 e 220V
Ulinha - tensão entre duas fases - 208, 220 e 380 V
Sistemas 110/220 V e 115/230 V: são obtidos a partir de transformadores
monofásicos agrupados em forma de triângulo, sendo que um neutro é fixado no
triângulo, conforme mostrado na Figura 5. As tensões entre fase e neutro são os valores
mais baixos (110 e 115 V) e as tensões entre fase e fase são de valor mais elevados (220
e 230 V).
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Figura 5: Secundário do transformador ligado em delta com aterramento.
Fase A
Fase B
Fase C
Neutro
Ufase
Ulinha
Sendo:
Ufase- tensão entre fase e neutro: 110 e 115 V;
Ulinha - tensão entre fases: 220 e 230 V
Sistema 220 V: este sistema é obtido com ligação em estrela sem neutro no
secundário dos transformadores de distribuição, conforme mostrado na Figura 6. Assim, o
valor de 220 V é obtido entre duas fases.Figura 6: Secundário do transformador ligado em estrela sem neutro.
Fase A
Fase B
Fase C
Ulinha
Ulinha
 - tensão entre duas fases - 220 VUlinha
O cálculo da carga instalada de um consumidor atendido em tensão secundária é
muito importante pois determina o tipo de fornecimento, relacionando o número de fases e
neutro.
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A medição em instalações atendidas em baixa tensão deve ser instalada dentro da
propriedade do consumidor, podendo ser individual ou agrupada em caixas específicas
(por exemplo em prédios de apartamentos).
Critérios de queda de tensão na rede até o ponto de entrega.
Até 2001, o instrumento legal que regulava a queda de tensão em redes elétricas
era a Portaria 047/78 do DNAEE, com algumas atualizações ditadas pelas portarias 04/89
e 091/90. Em novembro de 2001, a ANEEL editou a resolução 505 que passou a ser a lei
que regulamenta a queda de tensão nas redes elétricas.
Esta resolução classifica os limites de variação de tensão em três situações:
• tensão adequada;
• tensão precária;
• tensão crítica.
Cabe ao consumidor o direito de exigir da concessionária medições sempre que
considerar que sua tensão de fornecimento está fora do nível considerado adequado.
A Resolução também estabelece um padrão de tensões para todo país. A partir de
2005 alguns níveis de tensão deverão deixar de existir, passando a vigorar somente as
chamadas tensões padronizadas. As Tabelas 1 e 2 a seguir apresentam os critérios para
a classificação das tensões.
Tabela 1: Classificação das tensões nominais padronizadas.
Tensão Nominal [TN} Faixa de Valores
Adequados das
tensões de leitura
[TL] em relação à TN
Faixa de Valores
Precários das
tensões de leitura
[TL] em relação à TN
Faixa de Valores
Críticos das tensões
de leitura [TL] em
relação à TN
Tipo de
ligação
Volts
220/127Trifásica
380/220
254/127Monofásica
440/220
0,91 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 1,04 TN
0,86 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 0,91 TN
ou
1,04 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 1,06 TN
TL < 0,86 TN
ou
TL > 1,06 TN
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Tabela 2: Classificação das tensões nominais não padronizadas.
Tensão em Extinção
[TE]
Faixa de Valores
Adequados das
tensões de leitura
[TL] em relação à TN
Faixa de Valores
Precários das
tensões de leitura
[TL] em relação à TN
Faixa de Valores
Críticos das tensões
de leitura [TL] em
relação à TN
Tipo de
Ligação
Volts
Trifásica 208/120 0,94 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 1,10 TN
0,91 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 0,94 TN
ou
1,10 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 1,12 TN
TL < 0,91 TN
ou
TL > 1,12 TN
230/115 0,92 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 1,05 TN
0,90 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 0,92 TN
ou
1,05 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 1,10 TN
TL < 0,90 TN
ou
TL > 1,10 TN
Monofásica
240/120 0,90 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 1,04 TN
0,86 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 0,90 TN
ou
1,04 TN ≤≤≤≤ TL ≤≤≤≤ 1,06 TN
TL < 0,86 TN
ou
TL > 1,06 TN
Qualidade de Energia Elétrica
O conceito atual de “qualidade de energia” foi desenvolvido fundamentalmente na
década de 1990, e está associado a uma jurisprudência americana que apontou o fato do
fornecimento de energia elétrica estar vinculado a um ponto de entrega e, como
conseqüência, deve ser considerado como uma entrega de um produto e não como uma
prestação de serviço. Disto decorre a necessidade da definição clara e objetiva da
qualidade do produto “eletricidade” e do fornecimento do produto dentro de padrões
resultantes de um acordo entre fornecedores e consumidores.
Sua primeira manifestação no Brasil parece ter ocorrido nos cursos do
EPRI/CEPEL em 1991, onde foram tratados casos de processos industriais sensíveis,
tipificados pela industria de papel sensível às variações instantâneas de tensão,
conhecidas em inglês como “sags” e “swells”.
Para se medir a qualidade de energia elétrica, o agente regulador deve
estabelecer indicadores que retratem o sentimento do cliente quanto ao produto que está
recebendo. Estes indicadores devem, também, ser de fácil apuração pelos
concessionários. Os resultados precisam ser constantemente comparados com padrões
estabelecidos pelo regulador, e punições devem ser impostas aos concessionários que
não atenderem um mínimo grau de qualidade.
Pode-se analisar o conceito de qualidade de energia elétrica através de três
enfoques principais:
• qualidade do produto;
• qualidade do serviço; e
• qualidade comercial.
A qualidade do produto refere-se as condições específicas do “produto” energia
elétrica. Basicamente pode-se considerar, nesta análise, padrões técnicos relativos a
tensão, freqüência e forma de onda. Uma energia para ser de boa qualidade deve
apresentar tensões e freqüências constantes e uma forma de onda basicamente senoidal,
ou seja, sem distorções harmônicas. Alguns dos principais indicadores da qualidade do
produto energia elétrica são:
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• nível de tensão: valor eficaz da tensão no ponto de entrega do consumidor;
• função distribuição de tensão: apresenta a distribuição de ocorrências do nível de
tensão. Seu objetivo é identificar a quantidade de ocorrências que se situem fora dos
limites adequados;
• freqüência equivalente de violação de tensão: exprime o número de vezes que o nível
de tensão foi violado em relação a um certo grupo de consumidores;
• distorção harmônica: é a distorção na forma do sinal de tensão ou corrente alternada
causada por harmônicos.
A qualidade do serviço está diretamente relacionada a operação e manutenção do
sistema elétrico. Assim, este aspecto da qualidade procura estabelecer níveis aceitáveis
de interrupções, programadas ou não, as quais os consumidores estão sujeitos. É um
fator diretamente ligado ao gerenciamento do sistema elétrico, a qualificação profissional
dos trabalhadores envolvidos nas tarefas diárias de uma empresa de energia elétrica e a
existência de um canal eficiente de comunicação para os consumidores informarem sobre
eventuais defeitos e também serem comunicados da ocorrência de desligamentos
programados.
Alguns dos indicadores que demonstram o nível do serviço de uma empresa de
energia elétrica são:
• tempo médio de atendimento (TMA): reflete o tempo médio que uma determinada
concessionária gasta para restabelecer o fornecimento de energia após a ocorrência
de um defeito;
• duração equivalente por consumidor (DEC): mostra o tempo que cada consumidor de
um certo grupo ficou, em média, sem atendimento de eletricidade;
• freqüência equivalente por consumidor (FEC): exprime o número de interrupções, em
média, que cada consumidor de um certo grupo sofreu;
• duração de interrupção individual (DIC): mostra o tempo que um determinado
consumidor foi privado de energia elétrica;
• freqüência de interrupção individual (FIC): exprime o número de vezes que um
determinado consumidor ficou sem eletricidade.
Percebe-se, então, que a qualidade do serviço leva em conta tanto ocorrências
coletivas quanto individuais. Isso permite um melhor controle dos defeitos e possibilita um
melhor atendimento ao cliente.
O conceito de qualidade comercial tem a ver, entre outros fatores, com cobranças
indevidas, atendimento de novos clientes, perdas comerciais, ocorrência de fraudes,
ressarcimentos por danos, tempo para religação. É uma questão que pode refletir
diretamente na imagem e credibilidade da empresa.
Alguns indicadores que controlam a qualidade do atendimento comercial de uma
empresa de eletricidade são:
• revisão de faturamentos por reclamações procedentes (RFR): exprime o número de
cobranças indevidas realizadas pela empresa de energia elétrica;
• tempo médio de ligação nova em baixa tensão (TML): mostra o tempo médio que a
concessionária gasta para ligarum novo cliente;
• tempo médio de religação em baixa tensão (TMR): exprime o tempo gasto para religar
um cliente após o acerto das pendências que conduziram ao corte da energia.
Todos esses indicadores de qualidade são comparados com padrões fixados pelo
agente regulador. A transgressão desses limites causa aplicação de penalidades às
empresas infratoras. Essas penalidades se traduzem em multas que devem ser pagas ao
consumidor, em caso de violação de indicador individual, ou para o agente regulador, em
caso de violação de indicadores coletivos.
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Falar em qualidade de energia elétrica de forma equânime para todos os tipos de
clientes é uma prática que pode acarretar o surgimento de novos problemas. Deve-se
levar em consideração as particularidades dos diferentes clientes. Por exemplo,
consumidores industriais precisam de elevados níveis de confiabilidade do fornecimento
de eletricidade, além de baixas distorções na sua energia. Já os moradores das áreas
rurais têm necessidades mais simples, estão interessados em contar com luz elétrica em
suas residências. Esta é uma questão que necessita ser levada em consideração pelos
agentes reguladores.
Cálculo de DEC e FEC.
Dois dos indicadores mais importantes são o DEC e o FEC. A metodologia de
cálculos desses indicadores foi fixada na Portaria 047 do DNAEE e desde então vem sido
empregada. Esses indicadores retratam a falta de energia coletiva em uma certa região e
podem ser calculados pelas seguintes relações:
Cs
iCa
FEC
Cs
itiCa
DEC
n
i
n
i
∑∑
==
=
•
=
11
)(
 ;
)()(
DEC = Duração Equivalente de interrupção por unidade Consumidora em um determinado
período [h];
FEC = Freqüência Equivalente de interrupção por unidade Consumidora em um
determinado período;
Ca(i) = número de consumidores, do conjunto considerado, atingidos pela interrupção (i);
t(i) = tempo de duração da interrupção (i), em horas;
Cs = número total de consumidores do conjunto considerado.
Para cada região atendida pelas concessionárias, a ANEEL fixa valores máximos
para o DEC e FEC. Caso esses valores máximos sejam superados, a concessionária fica
sujeita ao pagamento de multas ao poder concedente. Também, a ANEEL prevê uma
redução gradativa dos valores de DEC e FEC, buscando sempre uma melhora na
qualidade da energia elétrica.
Exemplo: Um alimentador conta com dois transformadores atendendo
consumidores como indicado na figura seguinte:
SE
Transformador 1 Transformador 2
125 consumidores 80 consumidores
Alimentador
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A Tabela seguinte apresenta as interrupções sofridas no período de um mês (30
dias):
Transformadores interrompidos Duração (horas)
1 0,7
1, 2 0,4
2 1,3
1 0,45
Com bases nessas informações, calcule o DEC e o FEC deste alimentador para
este período.
Solução.
O DEC pode ser calculado por:
80125
4501253180408012570125
11
+
•+•+•++•
=⇒
•
=
∑∑
==
,,,)(,)()(
n
i
n
i DEC
Cs
itiCa
DEC
DEC = 1,61 [h]
Já o FEC pode ser calculado por:
80125
12528080125125
11
+
++++
=⇒=
∑∑
==
)()(
n
i
n
i DEC
Cs
iCa
FEC
FEC = 2,61