Trabalho de QEE

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Hudson Benfica - Newton Paiva - 2018
MONITORAMENTO DA QUALIDADE DE ENERGIA ELÉTRICA
1. Qualidade de energia elétrica.
O monitoramento da qualidade de energia elétrica (QEE) é o processo de coleta, analise e interpretação dos dados
para comparação dos sinais e compreender a qualidade das formas de onda da tensão e corrente elétricas em um
sistema elétrico.
No início do monitoramento QEE todo o processo era feito manualmente por um profissional que observava e fazia
suas análises do sistema. Hoje, esse monitoramento é feito por equipamentos eletrônicos que permite a analise feita
por sistemas computacional.
2. Normas.
As cargas não são estáticas e apresentam espectros harmônicos variável. Já os problemas que sujem são estáticos e
precisam de registro de dados. Como existe várias técnicas para análise do processo, existe uma norma, (NBR IEC
61000-4-30) que define as técnicas de medição e ensaio para que dois equipamentos diferentes apresentem dados
muito próximos um do outro. Esses equipamentos são separados por classes:
 Classe A – Para medições que são necessários um alto nível de precisão.
 Classe S – Não é necessária tanta precisão geralmente é usada para avaliações básicas e estatísticas.
 Classe B – São classe de equipamentos antigos. Não é recomendado em projetos novos.
3. Equipamento.
Um exemplo de equipamento que analisa a QEE é o Fluke 435 série II. Que apresenta inúmeras características como
exemplo essas:
 Eficiência do inversor de energia: mede simultaneamente a energia de saída CA e a energia de entrada CC
para sistemas eletrônicos de energia usando grampo de CC opcional.
 Calculadora de perda energética: medições clássicas de potência ativa e reativa, desequilíbrio e potência
harmônica, são quantificados para identificar os custos fiscais de perdas de energia.
 Download sem fio de dados: Faça download dos dados para o PC sem o uso de fios e capture telas usando o
aplicativo Fluke Connect.
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Esquema de medição trifásica.
 Custo do equipamento R$ 57.000,00 (Loja Cofermeta)
Parece muito caro, mas, se comparado aos prejuízos gerados em alguns setores o equipamento tem um baixo custo
como por exemplo:
 Controle de tráfego aéreo: perda de controle em um grande aeroporto pode custar US$15.000/minuto;
 Indústria automotiva: interrupções momentâneas custam em torno de US$10 milhões/ano;
4. Monitoramento
O monitoramento QEE vem crescendo devido ao nível de exigência dos clientes industriais e comerciais que utilizam
equipamentos sensíveis as perturbações de energia em seus processos e o aumento do número de cargas de
natureza não-linear (sistemas micro processados, fontes chaveadas, etc.) instalações elétricas residenciais, comerciais
e industriais, o que provoca o aumento significativo da ocorrência de deformidades (distúrbios) nas formas de onda da
tensão e corrente nos seus sistemas de distribuição. Um exemplo de equipamentos afetados são aqueles
eletroeletrônicos que fazem leitura de sinais analógicos e transformam em sinal digital ou vice e versa.
5. Distúrbios Elétricos
O estudo e monitoramento da QEE tem por finalidade analisar harmônicos, nível de tensão, variação de tensão de
curta duração e desequilíbrio. O monitoramento divide as anomalias em dois grupos: variação e eventos.
 Nas Variações são verificadas as variações de tensão, frequência, desiquilíbrio de fases, harmônicos e Inter
harmônicos.
 Nos Eventos, verificasse desvio maior na tensão, afundamento de tensão, transitórios oscilatórios e
impulsivos.
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Formas de Ondas
Interrupção Momentânea Variação de Frequência
Distorção Harmônica Ruídos elétricos
Afundamento de Tensão Surto de tensão
Transitório é um tipo de anomalia no sistema elétrico de curta duração e são separados em dois tipos, impulsivos e
oscilatórios.
Os transitórios impulsivos são originados das descargas atmosféricas. Esse evento é tradado com diferença por
possuir níveis elevados de tensão e corrente com tempo muito reduzido.
 Media de duração de 0,2 segundos.
 Dois tipos de descargas, as nuvem-solo e as solo-nuvem.
 Descarga nuvem-solo tem média de 30kA.
 Descarga solo-nuvem tem média de 200kA, mas são mais raros.
 Temperatura do ar ionizado pode chegar a 30.000 C°.
As descargas atmosféricas podem atingir o sistema elétrico de duas maneiras, diretamente, que é quando a descarga
atinge diretamente a rede ou algum equipamento ligado a ela, e indiretamente quando uma descarga é próxima a rede.
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Sabemos que todo movimento de carga elétrica gera um campo magnético. Como a descarga tem elevado nível de
carga elétrica variante esse campo magnético acaba induzindo altíssimas tensões na rede.
Os transitórios oscilatórios consistem em uma rápida variação nos valores e na polaridade da tensão e corrente. São
decorrentes de energização de linhas, corte de carga indutiva, eliminação de faltas, chaveamento de bancos de
capacitores e transformadores.
Impulsivo Oscilatório
6. Detecção de Distúrbios.
A QEE é monitorada com a finalidade de detectar os distúrbios elétricos. Para isso os sinais monitorados tem que ser
primeiramente armazenado. Porém o armazenamento desse tipo de dados é de grande extensão. Por isso é
importante utilizar de mecanismos que façam a analise e armazenem somente os sinais com algum tipo de distúrbio
elétrico. Esta análise é, contudo, realizada de forma offline, baseando-se nos sinais armazenados. A detecção deve ser
realizada em tempo real, o que demanda sistemas com rápido processamento de sinais e bom desempenho.
A detecção de distúrbios, em geral, compreende na extração de parâmetros e a aplicação de um algoritmo que realize
a detecção baseada nos parâmetros extraídos. A extração de parâmetros consiste em uma transformação dos dados
para um novo espaço onde as características dos distúrbios são destacadas em relação aos sinais sem distúrbios.
Estas características são então selecionadas e apresentadas à técnica de detecção. Assim, o compromisso em projetar
um detector com alto desempenho e rápido processamento está na escolha das técnicas de extração de parâmetros e
de detecção.
7. Conclusão.
Ao consumidor sugeriu-se basicamente ações no sentido de especificação do equipamento, a partir da verificação das
faixas de sensibilidade dos equipamentos (acionamentos e controladores), além de pesquisar soluções mais
específicas com a instalação de condicionamentos da energia disponíveis no mercado. Para as concessionárias é
importante ressaltar que soluções efetivas para alguns problemas de qualidade, como as variações de tensão do tipo
afundamento de tensão, devem ser efetuadas concomitantemente com as ações internas na planta industrial. Os
problemas são mais ou menos complexos e o resultado das melhorias implementadas poderá aparecer a curto prazo
ou mesmo após alguns meses. Muitas das vezes os problemas podem ser evitados na fase de planejamento do
consumidor industrial e concessionária. O consumidor deverá verificar a especificação do equipamento no ato da
compra, e poderá até checar com a concessionária as probabilidades de ocorrerem mergulhos na faixa de
sensibilidade do equipamento. A concessionária poderá também estabelecer uma região menos crítica para alguns
consumidores industriais sensíveis. O monitoramento de qualidade é muito importante tanto para a concessionária
quanto para o consumidor, no sentido que estabelece responsabilidades.