ELPOT_3 de 4_Qual Energia_Rev2

Prévia do material em texto

Prof. Milton D. Xavier - Página 1 de 16 
Qualidade de Energia Elétrica Prof. Milton D. Xavier 
 
Introdução 
 
Hoje em dia a preocupação com a Qualidade da Energia tem aumentado muito. Entende-se por 
Qualidade de Energia o grau no qual tanto a utilização quanto a distribuição de energia elétrica afetam 
o desempenho dos equipamentos elétricos. Qualquer variação na amplitude, forma de onda ou 
frequência, em relação aos valores ideais da tensão senoidal, podem ser considerados como distúrbios 
na Qualidade da Energia. Em países como Estados Unidos e também na Europa já existem normas que 
visam melhorar a Qualidade da Energia estabelecendo limites para que a Energia seja fornecida e 
aproveitada com certo grau de qualidade. 
A disponibilidade da energia elétrica representa um incremento na qualidade de vida das populações. 
Num primeiro momento em que se implanta um sistema de distribuição de energia elétrica, a população 
local imediatamente passa a constar com inúmeros benefícios, tanto do ponto de vista de maior conforto 
doméstico como de melhores possibilidades de emprego e produção. 
À medida que os benefícios da energia elétrica passam a fazer parte do dia-a-dia das pessoas, é natural 
que inicie-se um processo de discussão quanto à qualidade daquele produto. 
Numa análise inicial preocupa-se com a continuidade do serviço, já que fica evidente que qualquer 
interrupção do fornecimento implicará em transtornos de toda ordem. Não tão evidente, no entanto, é a 
questão da qualidade da energia elétrica como um produto comercial, mesmo que não ocorram 
interrupções. Isso normalmente só é percebido de forma um pouco difusa, através de falhas de 
funcionamento em alguns equipamentos. A questão da qualidade da energia elétrica aparece portanto a 
partir do momento em que os consumidores constatam interrupções nos fornecimentos, mas à medida 
que tais consumidores tornam-se mais sofisticados sob o ponto de vista tecnológico, outros fatores 
começam a ser considerados. Esse trabalho descreve, com o título de apresentação, os principais 
aspectos da Qualidade da Energia Elétrica, à luz da legislação atual. 
 
Evolução das Cargas Elétricas 
 
Até final da década de 70, vivíamos uma situação bastante diferente da atual no Brasil, no que diz 
respeito ao consumo de energia elétrica. Podíamos claramente generalizar três tipos de consumidores: o 
consumidor residencial (urbano e rural), o de comércio e/ou serviços e o consumidor industrial. Naquela 
época o consumidor residencial, por exemplo, possuía uma carga plenamente resistiva, salvo raras 
exceções. Numa residência típica daquela época, encontrava-se como cargas grandes os chuveiros 
elétricos a resistência, e os ferros de passar roupas à resistência elétrica. O número de equipamentos 
eletrônicos resumia-se, na maioria das residências, a um aparelho de TV. Apesar da existência nas 
residências de uma carga indutiva-resistiva (o motor do refrigerador), a demanda por energia elétrica era 
consumida por uma carga considerada resistiva. 
Atualmente, vivemos uma realidade bastante diferente, onde podemos encontrar comumente 
consumidores de diversas classes, também residenciais, com cargas comandadas eletronicamente, tais 
como fornos de microondas, computadores e periféricos, diversos aparelhos de TV e de áudio, em uma 
gama bastante vasta de eletrodomésticos. Tornou-se comum a existência de cargas eletrônicas, que está 
cada dia mais presente em nossas vidas, lado-a-lado com as cargas elétricas, outrora comandadas sem o 
recurso da eletrônica. Um claro exemplo do emprego da eletrônica em uma área anteriormente 
dominada por cargas resistivas, são as lâmpadas fluorescentes econômicas, que hoje em dia estão 
substituindo gradualmente as lâmpadas incandescentes tradicionais, inclusive com apoio do governo, 
motivado pela recente crise energética. As cargas elétricas comandadas eletronicamente possuem uma 
característica intrínseca que é a não-linearidade das mesmas. Assim, as cargas eletrônicas acabam por 
distorcer a forma de onda (tensão e corrente) que lhe é entregue e como consequência gerando uma 
"poluição" na rede de energia elétrica. Esta poluição é traduzida por alguns tipos de problemas ou 
distúrbios. É importante ressaltar que estas mesmas cargas eletro/eletrônicas, além de poluírem a rede 
elétrica, sofrem diretamente com a má qualidade desta energia. Não é difícil observarmos em instalações 
com um grande número de computadores ligados nos mesmos circuitos, alguns desses computadores 
com problemas de funcionamento, aparentemente sem maiores explicações. 
Nas indústrias, o processo manual foi substituído por robôs, e as linhas de produção foram quase que 
totalmente automatizadas, aumentando assustadoramente a parcela indutiva nas cargas. 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 2 de 16 
Distúrbios da rede elétrica 
 
Diversos aspectos permitem a avaliação da qualidade do fornecimento de energia elétrica, entre eles 
podemos citar a continuidade do fornecimento, nível de tensão, oscilações de tensão, desequilíbrios, 
distorções harmônicas de tensão e interferência em sistemas de comunicações. 
Dentro dos distúrbios referentes às oscilações de tensão, tem-se os distúrbios tipo impulso, oscilações 
transitórias, variações no valor eficaz (de curta ou longa duração), desequilíbrio de tensão e distorções 
na forma de onda. Estes distúrbios representam desvios em regime da forma de onda, em relação a 
onda teórica puramente senoidal. 
 
Na sequência são apresentadas algumas definições clássicas dos distúrbios mais frequentes. 
 
 
1. Cintilação ou Flicker 
 
Flicker são interferências de alta freqüência que se propagam pela rede e cujo efeito mais conhecido é a 
cintilação em lâmpadas fluorescentes ou de descarga. 
 
A variação de emissão luminosa é percebida visualmente em decorrência de flutuações da magnitude 
da tensão. O fenômeno está associado à operação de cargas variáveis. 
 
A percepção visual do fenômeno ocorre na faixa entre 0 e 30 Hz, sendo máxima em torno de 8,8 Hz. 
Vários fatores afetam o nível do incômodo provocado, tais como a forma da modulação (quadrada ou 
senoidal), o tipo de iluminação (incandescente ou fluorescente), a inércia térmica das lâmpadas, etc. 
Seus efeitos são subjetivos e acumulativos, podendo afetar o sistema nervoso central, provocando 
estresse e até crises epilépticas em pessoas propensas. 
 
 
 
 
2. Cunha de Tensão ou Notching: 
 
Cunha de Tensão ou Notching representa o afundamento abrupto da tensão que ocorre em cada 
alternância, podendo ou não cair a zero ou mudar de sinal. É causada basicamente por conversores 
de energia trifásicos que proporcionam curto-circuito momentâneo entre fases, por exemplo, na 
comutação entre braços de um retificador de onda completa a diodos (operação normal de 
equipamentos de eletrônica de potência quando a corrente é comutada de uma fase para outra). 
 
 
 
 
A máxima sensibilidade do olho é em 
torno de 10 Hz. 
 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 3 de 16 
3. Desequilíbrio de Tensão (ou Voltage Imbalance) 
 
Desequilíbrio de tensão é por definição, a diferença entre a magnitude das tensões de fase de circuitos 
polifásicos. Na rede de distribuição podem ocorrer desequilíbrios de naturezas distintas. 
 
A assimetria da rede, pode ser gerada pelos tipos de transformadores de distribuição utilizados. Assim, 
mesmo que a carga seja perfeitamente equilibrada (com o mesmo consumo de corrente), podem ser 
detectados níveis de desequilíbrio de tensão. 
 
Dependendo da natureza da carga, diferentesníveis de corrente absorvem em cada instante de tempo 
da curva de carga diária, que podem reduzir o nível da tensão máxima de uma ou mais fases em que 
esteja conectada. 
 
 
 
 
4. Elevação de Tensão: Swell, Spikes e Sobretensão 
 
Este tipo de distúrbio é caracterizado pelo aumento da tensão de alimentação acima do limite normal 
(conforme normas técnicas pertinentes). Se a duração não ultrapassa 2 (dois) segundos, este 
fenômeno é conhecido como Voltage Swell ou Swel. Para os casos em que a duração do tempo 
ultrapassa 2 (dois) segundos, o distúrbio é definido como sobretensão ou overvoltage. 
 
Existem também os casos em que a elevação do valor da tensão acima do limite ocorre em um período 
extremamente curto, da ordem de micro ou milisegundos. Este fenômeno é conhecido como Surto 
ou Spike. 
 
 
 
 
 Pico de tensão 
 
 
 
 
Cargas distribuídas de forma desigual entre 
as fases podem provocar desequilíbrio de 
tensão em uma ou mais fases. 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 4 de 16 
5. Afundamento de Tensão: Sag e Subtensão 
 
Este tipo de distúrbio é caracterizado pela diminuição da tensão de alimentação abaixo do limite mínimo 
normal (conforme normas técnicas pertinentes). Se a duração não ultrapassa 2 (dois) segundos, 
então este fenômeno é conhecido como Voltage Sag ou simplesmente Sag. 
Para os casos em que a duração do tempo ultrapassa 2 (dois) segundos, o distúrbio é definido como 
subtensão ou undervoltage. 
 
 
 
 Afundamento de tensão 
 
6. Baixo Fator de Potência 
 
O Fator de Potência é um número adimensional utilizado para determinar se uma carga está com 
excesso de potência reativa (utilizada para manter o campo eletromagnético de motores). 
 
O Fator de Potência (FP) é a relação entre a potência ativa e a potência aparente. Ele indica a 
eficiência com a qual a energia está sendo utilizada. Um alto fator de potência indica uma eficiência alta, 
e um fator de potência baixo indica baixa eficiência energética. 
 
a) Cargas lineares (provocam defasagem entre tensão e corrente: corrente e tensão não sofrem 
deformação) 
 
 
 
 
 
 
O cosseno do ângulo de defasagem entre a tensão total e a corrente total do circuito, corresponde ao 
Fator de Potência. 
 
b) Cargas não-lineares (a corrente absorvida não tem a mesma forma de onda da tensão de 
alimentação: existência de deformação ou distorção) 
 
 
 
FP = cos φ 
 
FP =. Pativa .
 Paparente 
 
Instantes seguintes ao ligamento de grande quantidade de 
máquinas operatrizes e/ou motores provocam o surgimento 
da Sag: isso ocorrerá durante o período transitório, em que 
as correntes ainda estão em crescimento até atingir o 
regime permanente. Enquanto isso não ocorre, a tensão 
sofre pequeno decréscimo em seu valor máximo. 
Em seguida, as correntes praticamente se estabilizam, e a 
tensão da rede retorna ao seu nível inicial. 
 
Um baixo FP (maior φ) requer MAIOR corrente na entrada do 
sistema elétrico. Um alto FP (menor φ) exigirá MENOR corrente. 
 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 5 de 16 
Quando a carga é não-linear, o FP é calculado da seguinte forma: 
 
Cargas Não–Lineares: 
 
 
THD = Taxa de distorção harmônica 
V1 = Tensão rms da fundamental 
V2 = Tensão rms da harmônica de 2º ordem 
Vn = Tensão rms da harmônica de ordem n 
 
 
Consequências do baixo FP 
 
- Aumento da conta de energia elétrica; 
- Flutuações e quedas de tensão devido sobrecarga nos circuitos; 
- Para manter o nível de consumo de corrente é preciso aumentar a bitola dos cabos de distribuição; 
- As perdas nas linhas de distribuição aumentam pela dissipação de energia em forma de calor; 
- Os dispositivos de proteção precisarão ter a sua capacidade aumentada, assim como os equipamentos 
de manobra. 
 
Corrigir o fator de potência é fundamental em qualquer instalação industrial. Quedas de tensão, 
perdas, sobrecargas são algumas das consequências de um baixo fator de potência numa instalação. 
Para se ter uma idéia de como o baixo FP afeta o dimensionamento de cabos, veja o exemplo da tabela 
abaixo: 
 
 
 
Fator de Potênc
Fator de PotêncFator de Potênc
Fator de Potência 
ia ia 
ia 
 
 
 
 
 
 Seção Relativa do Cabo
 Seção Relativa do Cabo Seção Relativa do Cabo
 Seção Relativa do Cabo 
 
 
 
 1,0 1,0 
 0,90 1,23 
 0,80 1,56 
 0,70 2,04 
 0,60 2,78 
 0,50 4,0 
 
 
Observe que se o Fator de Potência cair para 0,5 será preciso quadruplicar a área útil dos cabos para dar 
conta da corrente exigida na instalação elétrica. 
 
Uma análise simples evidencia que esse procedimento (aumento de bitola de cabos), soluciona o efeito e 
não a causa do problema. Portanto, é recomendável proceder à correção do Fator de Potência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 6 de 16 
7. Distorções Harmônicas e Interharmônicas 
 
Harmônicos: tensões ou correntes senoidais de frequências múltiplas inteiras da frequência 
fundamental (50 ou 60 Hz) na qual opera o sistema de energia elétrica. Estes harmônicos distorcem as 
formas de onda da tensão e corrente e são oriundos de equipamentos e cargas com características não-
lineares instalados no sistema de energia. Uma carga é dita não linear quando a corrente absorvida 
não segue a mesma forma da tensão que a alimenta. 
 
Os interharmônicos (harmônicos não múltiplos de 60Hz) costumam originar-se em cargas com formas 
de corrente não periódicas em 60 Hz (por exemplo, cicloconversores e fornos a arco). 
Os harmônicos são originados por cargas eletrônicas que consomem correntes periódicas de 60Hz não 
senoidais (por exemplo, um retificador trifásico de onda completa a diodos). 
As distorções harmônicas são um tipo específico de energia “suja” (poluída ou contaminada) que, 
diferentemente dos transientes de corrente e tensão, estão presentes de forma contínua, associadas 
ao crescente número de acionamentos estáticos (inversores de frequência, variadores de velocidade, 
etc.), fontes chaveadas, e outros dispositivos eletrônicos). 
 
 
As distorções harmônicas causam muitos prejuízos às plantas industriais. De maior importância, 
são a perda de produtividade, e de vendas devido a paradas de produção causadas por inesperadas 
falhas em motores, acionamentos, fontes ou simplesmente "repicar" de disjuntores. 
Segue relação mais detalhada destes prejuízos: 
• Capacitores: queima de fusíveis, e redução da vida útil. 
• Motores: redução da vida útil, e impossibilidade de atingir potência máxima. 
• Fusíveis/Disjuntores: operação falsa/errônea, e componentes danificados. 
• Transformadores: aumento de perdas, causando redução de capacidade e diminuição da vida útil. 
• Medidores: possibilidade de medições errôneas e de contas maiores a pagar. 
• Telefones: interferências. 
• Acionamentos/Fontes: operações errôneas devido a múltiplas passagens por zero, e falha na 
comutação de circuitos. 
• Carregamento exagerado (em corrente) do condutor Neutro, principalmenteem instalações 
que agregam muitos aparelhos eletrônicos e possuem malhas de terra mal projetadas. 
Algumas cargas elétricas com características 
não lineares, têm sido implantadas em 
grande quantidade no sistema elétrico 
brasileiro: 
• circuitos de iluminação com lâmpadas de 
descarga; 
• fornos a arco; 
• No-Breaks; 
• motores de corrente contínua controlados 
por retificadores; 
• motores de indução controlados por 
inversores com comutação forçada; 
• controladores tiristorizados; 
• fontes chaveadas; 
• lâmpadas fluorescentes com reatores 
eletrônicos; 
• máquinas de solda elétrica; 
• Retificadores Industriais; 
• Microcomputadores (Centro de 
Processamento de Dados), etc. 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 7 de 16 
Os principais problemas causados por harmônicos, no entanto, se dão junto a bancos de capacitores, 
que podem originar condições de ressonância, caracterizando uma sobretensão nos terminais das 
unidades capacitivas. 
 
Em decorrência desta sobretensão, tem-se uma degradação do isolamento das unidades 
capacitivas, e em casos extremos, uma completa danificação dos capacitores. 
 
Além disso, consumidores conectados no mesmo ponto ficam submetidos a tensões perigosas, 
mesmo não sendo portadores de cargas poluidoras em sua instalação. Mesmo sem uma condição de 
ressonância, um capacitor é sempre um caminho de baixa impedância para as correntes 
harmônicas, e sempre estará sempre sujeito a sobrecarga e sobreaquecimento excessivo. 
 
8. Ruído ou Noise 
 
O ruído é a distorção da tensão senoidal, através da superposição de um sinal de alta frequência 
(menor que 200KHz), com a tensão ou com a corrente. Podemos classificar em dois tipos de ruídos, o de 
modo comum e o de modo normal: 
 
Ruído de Modo Comum – Common Mode Noise : Diferença da tensão que ocorre entre o condutor 
neutro e a terra. 
Ruído de Modo Normal – Normal Mode Noise : Diferença da tensão que ocorre entre o condutor 
fase e neutro. 
 
 
 
 
9. Transitórios 
 
Os transitórios são fenômenos eletromagnéticos oriundos de alterações súbitas nas condições 
operacionais de um sistema de energia elétrica. Geralmente, a duração de um transitório é muito 
pequena, mas de grande importância, uma vez que submetem equipamentos a grandes solicitações de 
tensão e/ou corrente. 
 
Existem dois tipos de transitórios: os impulsivos, causados por descargas atmosféricas, e os oscilatórios, 
causados por chaveamentos. 
 
 
 
 
 
Um transitório oscilatório é caracterizado por uma 
alteração repentina nas condições de regime 
permanente da tensão e/ou corrente possuindo 
valores de polaridade positiva e negativa. 
 
Estes transitórios normalmente são decorrentes 
de energização de linhas, corte de corrente 
indutiva, chaveamento de bancos de 
capacitores e transformadores, etc. 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 8 de 16 
10. Interrupções 
 
Chama-se interrupção de curta duração quando a tensão de suprimento é interrompida 
por um período de tempo não superior a 1 minuto, o que geralmente ocorre por faltas no 
sistema de energia, falhas de equipamentos e mal funcionamento de sistemas de controle. 
 
 
 
Vamos analisar, por exemplo, o caso de um curto-circuito no sistema supridor da concessionária. Logo 
que o dispositivo de proteção detecta a corrente de curto-circuito, ele comanda a desenergização da 
linha com vistas a eliminar a corrente de falta. Somente após um curto intervalo de tempo, o 
religamento automático do disjuntor ou religador é efetuado. Entretanto, pode ocorrer que, após o 
religamento, o curto persista e uma sequência de religamentos pode ser efetuada com o intuito de 
eliminar a falta. A figura abaixo ilustra uma sequência de religamentos com valores típicos de ajustes 
do atraso. Sendo a falta de caráter temporário, o equipamento de proteção não completará a sequência 
de operações programadas e o fornecimento de energia não é interrompido. 
 
 
 
 CUSTO ESTIMADO PARA INTERRUPÇÃO ATÉ 1 MINUTO 
Fonte: ABRACOPEL - 2012 
 
Alguns dados estatísticos revelam que 75% das faltas em redes 
aéreas são de natureza temporária. No passado, este percentual não 
era considerado preocupante. Entretanto, com o crescente 
emprego de cargas eletrônicas, como inversores, computadores, 
etc, este número passou a ser relevante nos estudos de otimização 
do sistema, pois é, agora, tido como responsável pela saída de 
operação de diversos equipamentos, interrompendo o processo 
produtivo, e causando enormes prejuízos às indústrias. 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 9 de 16 
11. Interferência Eletromagnética (EMI e EMC) 
 
São ruídos impostos por indução ou por condução. A interferência eletromagnética é um fenômeno 
presente no ambiente (ar) e nos cabos existentes em uma instalação. Trata-se de um sinal (ruído) de alta 
frequência que quando é irradiado através do meio (ar) é chamado de EMI (Electromagnetic Interference) e 
que quando propagado através dos cabos elétricos e de RF é chamado de EMC (Electromagnetic 
Compatibility). 
 
Estes ruídos (EMI e EMC) são devidos também à circulação dos componentes harmônicos, gerados pelos 
conversores de potência chaveados que operam em alta frequência, e que interferem na operação adequada 
de outros equipamentos conectados a mesma rede. 
 
Em centrais de telecomunicações este tipo de distúrbio é bastante preocupante, pois a alimentação da central 
de comutação e alguns equipamentos de transmissão (rádios, multiplex, modens, etc) é feita em corrente 
contínua (-48Vdc). Esta alimentação é proveniente de retificadores com bateria(s) operando em paralelo. 
Atualmente estes retificadores têm como topologia o chaveamento dos transistores de potência (MOSFETs, 
IGBTs, etc) em alta frequência (alguns kHz), que geram também EMI e EMC. 
 
Estes equipamentos devem possuir uma blindagem eficaz contra estes fenômenos, pois caso os mesmos se 
propaguem, seja pelo meio ar, seja pelo meio dos cabos elétricos, interferirá em outros equipamentos da 
central telefônica, gerando consequências indesejadas. 
 
Para homologação destes produtos no Brasil e habilitação dos mesmos para comercialização, se faz necessário 
diversos testes e ensaios em laboratórios capacitados, inclusive com câmara semi-anecóica e equipamentos e 
antenas capazes de varrer toda gama de frequências. Para estes testes existem Normas Técnicas da antiga 
TELEBRÁS, sendo inclusive baseada na Norma Européia CISPRR 22a. 
 
 
A EMC traduz se um equipamento é compatível com seu ambiente eletromagnético ou não. Esses dois termos 
EMI/EMC estão intimamente ligados e um equipamento é dito compatível eletromagneticamente quando: 
 
� Não causa interferência em outros equipamentos; 
� É imune às emissões de outros equipamentos; 
� Não causa interferência em si próprio. 
 
 
Fontes geradoras e receptores de interferência eletromagnética 
 
 
O ambiente de uma rede de computadores que tenha uma diversidade de equipamentos instalados está 
sujeito a EMI gerada em seu próprio ambiente pelos próprios equipamentos ou originadas em salas e 
prédios vizinhos ou até mesmo em cabines primárias e subestações de energia próximas. 
 
Os efeitos podem ser desprezíveis como um simples ruído (chuvisco) apresentado em um monitor de 
vídeo ou podem trazer danos irreparáveis como a perda de informações, queima de unidades de disco, 
etc. 
 
Um ambiente eletromagnético não estáapenas restrito a campos eletromagnéticos, mas também a sinais 
ruidosos na linha de transmissão ou de distribuição de energia elétrica. Por exemplo, um equipamento 
eletrônico pode não estar sujeito a campos eletromagnéticos gerados por um outro equipamento 
próximo, mas pode sofrer uma interferência devido aos ruídos produzidos por esse equipamento e 
propagados através da rede de alimentação elétrica. 
 
Portanto, fontes e receptores de EMI sempre existirão. Para entender melhor as fontes e os 
receptores de interferências EMI (irradiada pelo ar) e EMC (conduzida pelos cabos), vemos abaixo as 
possíveis situações em que elas podem estar presentes: 
 
 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 10 de 16 
 
 
 
Resumo de alguns dos principais distúrbios da rede elétrica: 
 
 
 
 
Normas aplicáveis 
 
• EN50160: é uma nova norma que cobre flicker, interharmônicas, desvios/variações de tensão, e 
muito mais. 
• IEC 61000-4-15: é uma norma de medição de flicker que inclui especificações para medidores. 
• IEC 61000-4-7: descreve uma técnica de medição padrão para harmônicas. 
• IEEE 519 (1992): é uma prática recomendada pela IEEE, utilizada principalmente por concessionárias 
de energia nos EUA. Descreve níveis aceitáveis de harmônicas para o ponto de entrega de energia 
pela concessionária. 
• IEEE 1159 (1995): é uma prática recomendada pela IEEE para monitoração e interpretação 
apropriada dos fenômenos que causam problemas de qualidade de energia. 
• CBEMA: Computer and Business Equipment Manufacturers Association. A CBEMA virou ITI em 1994. 
A curva CBEMA define os níveis de suportabilidade de equipamentos, em função da magnitude da 
tensão e da duração do distúrbio. Distúrbios que caiam fora da curva podem causar danos aos 
equipamentos. 
• ITI: Information Technology Industry Council. Grupo trabalha para defender os interesses da 
indústria de informática. 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 11 de 16 
Indicadores de Qualidade 
 
Para medir o desempenho das concessionárias quanto à continuidade do serviço prestado de 
energia elétrica, a ANEEL criou indicadores específicos. 
 
Após a privatização da maioria das concessionárias de energia elétrica, a ANEEL criou o conceito de 
consumidor livre, com direito de comprar energia de qualquer concessionária, e não apenas 
daquela cuja concessão cobre a área onde o consumidor está instalado. 
 
Entretanto, num primeiro momento os consumidores livres eram aqueles cujas demandas eram 
superiores a 10MW. 
 
Desde 8 de julho de 2000, são livres todos aqueles consumidores de energia elétrica com demandas 
acima de 3MW, e alimentados com tensão igual ou superior a 69KV. Ainda são poucos os que exercem 
este direito. Existem apenas 2 casos no Brasil de consumidores que trocaram de concessionária: 
Volkswagen (Taubaté/SP) e Carbocloro (Cubatão/SP). Este número promete continuar pequeno devido 
ao imenso esforço que as concessionárias estão dispendendo para manter seus clientes. 
 
Ainda que por outras circunstâncias (oferta quase igual a demanda) não se possa esperar expressivas 
reduções de preços da energia por conta desta liberalização, é certo que o novo ambiente deve estimular 
inovações tecnológicas redutoras de custo, com grande destaque para a qualidade da energia. 
 
Muitas empresas já desejam acompanhar as curvas de tensão, de transientes e de correntes harmônicas 
no ponto de entrega de suas concessionárias. No ambiente de livre mercado, cresceu muito em 
importância a qualidade da energia entregue, e este acompanhamento. 
 
As quedas de tensão são de tipicamente 0,5 à 30 ciclos e as interrupções de normalmente 2 segundos à 
5 segundos. As interrupções são normalmente causadas por manutenção na linha. As quedas de tensão 
são normalmente causadas por falhas na alimentação ou pela partida de cargas muito grandes como 
motores. 
 
As falhas na alimentação são causadas tipicamente por alguma sobrecarga momentânea (por exemplo, 
algum curto-circuito na linha causado por um galho ou dois fios que se tocaram devido ao vento). 
 
As concessionárias utilizam dispositivos que tentam reconectar o circuito rapidamente. Durante este 
período, ocorre uma queda de tensão ou uma interrupção na alimentação. Alguns sistemas rearmam 
muito rapidamente (de 2 a 3 ciclos), enquanto outros levam muito mais tempo (de 20 ciclos até 5 
segundos). Não é incomum que o sistema rearme e desarme várias vezes até a causa do curto-circuito 
ser sanada. Estas falhas na alimentação podem abranger uma área muito grande atingindo diversos 
circuitos de distribuição. 
 
Partida de motores ou cargas grandes faz com que aumente muito o esforço sobre o sistema. 
Impedâncias dimensionadas para o funcionamento em modo contínuo, são normalmente muito altas para 
estes casos, causando quedas de tensão. Infelizmente, devido a queda de tensão, o fator de potência 
dos motores diminui muito diminuindo o torque de partida fazendo com que o período do arranque fique 
bem maior e, portanto, aumentando a gravidade da queda de tensão. 
 
O desempenho das concessionárias quanto à continuidade do serviço prestado de energia 
elétrica é medido pela ANEEL com base em indicadores específicos, denominados de DEC e 
FEC. 
 
O DEC (Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora) indica o número de horas em 
média que um consumidor fica sem energia elétrica durante um período, geralmente mensal. 
 
Já o FEC (Frequência Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora) indica quantas vezes, 
em média, houve interrupção na unidade consumidora (residência, comércio, indústria etc). 
 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 12 de 16 
O DEC pode ser calculado por: 
 
 
 
 
 
Onde: 
 
i = número de interrupções, de 1 a n 
T(i) = tempo de duração de cada interrupção do conjunto de consumidores considerados, em horas 
Ca(i) = número de consumidores do conjunto considerado, atingido nas interrupções 
Cs = número total de consumidores do conjunto considerado. 
 
 
O FEC pode ser calculado por: 
 
 
 
 
 
Os componentes da equação são os mesmos do cálculo da DEC. 
 
As metas de DEC e FEC a serem observadas pelas concessionárias estão definidas em Resolução 
específica da ANEEL. 
 
Essas metas também estão sendo publicadas mensalmente na conta de energia elétrica do consumidor. 
 
A ANEEL implantou no ano 2000 mais três indicadores destinados a aferir a qualidade prestada 
diretamente ao consumidor, quais sejam: DIC, FIC e DMIC. 
 
Os indicadores DIC (Duração de Interrupção por Unidade Consumidora) e FIC (Frequência de 
Interrupção por Unidade Consumidora) indicam por quanto tempo e o número de vezes respectivamente 
que uma unidade consumidora ficou sem energia elétrica durante um período considerado. 
 
O DMIC (Duração Máxima de Interrupção por Unidade Consumidora) é um indicador que limita o tempo 
máximo de cada interrupção, impedindo que a concessionária deixe o consumidor sem energia elétrica 
durante um período muito longo. Esse indicador passa a ser controlado a partir de 2003. 
 
As metas para os indicadores DIC, FIC e DMIC estão publicadas na Resolução ANEEL número 024, de 
27 de janeiro de 2000 e já estão sendo informadas na conta de energia elétrica do consumidor as metas 
do DIC e FIC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Prof. Milton D.Xavier - Página 13 de 16 
 
 
 
 
 
Fonte: ANEEL – Acessado em Junho 2013 
 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 14 de 16 
 
 
 
 
 
 
Fonte: ANEEL – Acessado em Junho 2013 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 15 de 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distúrbios: Causas – Efeitos - Soluções 
 
 
 
Distúrbio Descrição Causas Efeitos Soluções 
 
Interrupções 
Interrupção total da 
alimentação elétrica 
Curto-circuito, descargas 
atmosféricas, e outros 
acidentes que exijam 
manobras precisas de 
fusíveis, disjuntores, etc. 
Queda do sistema 
Danificação de 
componentes 
Perda de produção 
UPS 
Geradores de 
emergência 
(interrupções de 
longa duração) 
 
Transientes 
Distúrbio na curva 
senoidal, resultando em 
rápido e agudo aumento 
de tensão 
Descargas atmosféricas 
Manobras da 
concessionária 
Manobras de grandes 
cargas e bancos de 
capacitores 
Travamento, perda de 
memória e erros de 
processamento 
Queima de placas 
eletrônicas, danificação 
de materiais de isolação 
e de equipamentos 
Supressores de 
transientes 
UPS com supressores 
de transientes 
Transformadores de 
isolação 
 
Sag / Swell 
Subtensões (sags) ou 
sobretensões (swells) 
curtas (meio ciclo até 3 
segundos) 
Sags respondem por 
cerca de 87% de todos 
os distúrbios elétricos 
Queda/Partida de 
grandes equipamentos 
Curto-circuito 
Falha em equipamentos 
ou manobras da 
concessionária 
Perda de dados e erros 
de processamento 
Desligamento de 
equipamentos 
Oscilações em motores 
com redução de vida útil 
UPS 
Reguladores de 
tensão 
 
Ruídos 
Sinal indesejado de alta 
frequência que altera o 
padrão normal de tensão 
(onda senoidal) 
Interferência de 
estações de rádio e TV 
Operação de 
equipamentos 
eletrônicos 
Travamentos, perda de 
dados e erros de 
processamento 
Recepções distorcidas 
(áudio e vídeo) 
UPS 
Transformadores de 
isolação 
Filtros de linha 
 
Harmônicos 
Alteração do padrão 
normal de tensão (onda 
senoidal), causada por 
frequências múltiplas da 
fundamental (50-60Hz) 
UPS, Reatores 
eletrônicos, inversores 
de frequência, 
retificadores e outras 
cargas não-lineares. 
Sobreaquecimento de 
cabos e equipamentos 
Diminuição da 
performance de motores 
Operação errônea de 
disjuntores, relés e 
fusíveis 
Filtros de harmônicas 
Reatores de linha 
Melhorias na fiação e 
no aterramento 
Transformadores de 
isolação 
 
Variações de 
Tensão de 
Longa Duração 
Variações de tensão com 
duração acima de 1 
minuto 
Equipamentos e fiação 
sobrecarregados 
Utilização imprópria de 
transformadores 
Fiação subdimensionada 
ou conexões mal feitas 
Desligamento de 
equipamentos 
Sobreaquecimento de 
motores e lâmpadas 
Redução de vida útil ou 
de eficiência dos 
equipamentos 
UPS 
Verificar conexões e 
fiações elétricas 
Transferência de 
equipamentos para 
outros circuitos 
Distúrbio Descrição Causas Efeitos Soluções 
 
Interrupções 
Interrupção total da 
alimentação elétrica 
Curto-circuito, descargas 
atmosféricas, e outros 
acidentes que exijam 
manobras precisas de 
fusíveis, disjuntores, etc. 
Queda do sistema 
Danificação de 
componentes 
Perda de produção 
UPS 
Geradores de 
emergência 
(interrupções de 
longa duração) 
 
Transientes 
Distúrbio na curva 
senoidal, resultando em 
rápido e agudo aumento 
de tensão 
Descargas atmosféricas 
Manobras da 
concessionária 
Manobras de grandes 
cargas e bancos de 
capacitores 
Travamento, perda de 
memória e erros de 
processamento 
Queima de placas 
eletrônicas, danificação 
de materiais de isolação 
e de equipamentos 
Supressores de 
transientes 
UPS com supressores 
de transientes 
Transformadores de 
isolação 
 
Sag / Swell 
Subtensões (sags) ou 
sobretensões (swells) 
curtas (meio ciclo até 3 
segundos) 
Sags respondem por 
cerca de 87% de todos 
os distúrbios elétricos 
Queda/Partida de 
grandes equipamentos 
Curto-circuito 
Falha em equipamentos 
ou manobras da 
concessionária 
Perda de dados e erros 
de processamento 
Desligamento de 
equipamentos 
Oscilações em motores 
com redução de vida útil 
UPS 
Reguladores de 
tensão 
 
Ruídos 
Sinal indesejado de alta 
frequência que altera o 
padrão normal de tensão 
(onda senoidal) 
Interferência de 
estações de rádio e TV 
Operação de 
equipamentos 
eletrônicos 
Travamentos, perda de 
dados e erros de 
processamento 
Recepções distorcidas 
(áudio e vídeo) 
UPS 
Transformadores de 
isolação 
Filtros de linha 
 
Harmônicos 
Alteração do padrão 
normal de tensão (onda 
senoidal), causada por 
frequências múltiplas da 
fundamental (50-60Hz) 
UPS, Reatores 
eletrônicos, inversores 
de frequência, 
retificadores e outras 
cargas não-lineares. 
Sobreaquecimento de 
cabos e equipamentos 
Diminuição da 
performance de motores 
Operação errônea de 
disjuntores, relés e 
fusíveis 
Filtros de harmônicas 
Reatores de linha 
Melhorias na fiação e 
no aterramento 
Transformadores de 
isolação 
 
Variações de 
Tensão de 
Longa Duração 
Variações de tensão com 
duração acima de 1 
minuto 
Equipamentos e fiação 
sobrecarregados 
Utilização imprópria de 
transformadores 
Fiação subdimensionada 
ou conexões mal feitas 
Desligamento de 
equipamentos 
Sobreaquecimento de 
motores e lâmpadas 
Redução de vida útil ou 
de eficiência dos 
equipamentos 
UPS 
Verificar conexões e 
fiações elétricas 
Transferência de 
equipamentos para 
outros circuitos 
 
 
 Prof. Milton D. Xavier - Página 16 de 16 
Tipos de Distúrbios: Descrição, Causas, Efeitos e Soluções 
 
 
Distúrbio Descrição Causas Efeitos Soluções 
 
 
Interrupções 
Interrupção total da 
alimentação elétrica 
Curto-circuito, 
descargas 
atmosféricas, e 
outros acidentes que 
exijam manobras 
precisas de fusíveis, 
disjuntores, etc. 
Queda do sistema 
Danificação de 
componentes 
Perda de produção 
UPS 
Geradores de 
emergência 
(interrupções de 
longa duração) 
 
 
Transientes 
Distúrbio na curva 
senoidal, resultando 
em rápido e agudo 
aumento de tensão 
Descargas 
atmosféricas 
Manobras da 
concessionária 
Manobras de 
grandes cargas e 
bancos de 
capacitores 
Travamento, perda 
de memória e erros 
de processamento 
Queima de placas 
eletrônicas, 
danificação de 
materiais de 
isolação e de 
equipamentos 
Supressores de 
transientes 
UPS com 
supressores de 
transientes 
Transformadores 
de isolação 
 
 
Sag / Swell 
Subtensões (sags) 
ou sobretensões 
(swells) curtas 
(meio ciclo até 3 
segundos) 
Sags respondem por 
cerca de 87% de 
todos os distúrbios 
elétricos 
Queda/Partida de 
grandes 
equipamentos 
Curto-circuito 
Falha em 
equipamentos ou 
manobras da 
concessionária 
Perda de dados e 
erros de 
processamento 
Desligamento de 
equipamentos 
Oscilações em 
motores com 
redução de vida útil 
UPS 
Reguladores de 
tensão 
 
 
Ruídos 
Sinal indesejado de 
alta frequência que 
altera o padrão 
normal de tensão 
(onda senoidal) 
Interferência de 
estações de rádio e 
TV 
Operação de 
equipamentos 
eletrônicosTravamentos, perda 
de dados e erros de 
processamento 
Recepções 
distorcidas (áudio e 
vídeo) 
UPS 
Transformadores 
de isolação 
Filtros de linha 
 
 
Harmônicos 
Alteração do padrão 
normal de tensão 
(onda senoidal), 
causada por 
frequências 
múltiplas da 
fundamental (50-
60Hz) 
UPS, Reatores 
eletrônicos, 
inversores de 
frequência, 
retificadores e 
outras cargas não-
lineares. 
Sobreaquecimento 
de cabos e 
equipamentos 
Diminuição da 
performance de 
motores 
Operação errônea 
de disjuntores, relés 
e fusíveis 
Filtros de 
harmônicas 
Reatores de linha 
Melhorias na 
fiação e no 
aterramento 
Transformadores 
de isolação 
 
 
Variações de 
Tensão de 
Longa Duração 
Variações de tensão 
com duração acima 
de 1 minuto 
Equipamentos e 
fiação 
sobrecarregados 
Utilização imprópria 
de transformadores 
Fiação 
subdimensionada ou 
conexões mal feitas 
Desligamento de 
equipamentos 
Sobreaquecimento 
de motores e 
lâmpadas 
Redução de vida útil 
ou de eficiência dos 
equipamentos 
UPS 
Verificar conexões 
e fiações elétricas 
Transferência de 
equipamentos 
para outros 
circuitos