QUALIDADE DE ENERGIA (1)

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TARIFAÇÃO E
QUALIDADE DE
ENERGIA
Rafael Alex Vieira do Vale
Qualidade da Energia Elétrica
SENAI - SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL
DEPARTAMENTO REGIONAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIAS ”ÍTALO BOLOGNA”
CLASSIFICAÇÃO DO CONSUMIDORES
O consumidor é a pessoa física ou jurídica,
comunhão de fato ou direito, legalmente
representada, que solicita a concessionária o
fornecimento de energia elétrica e se
responsabiliza pelo pagamento das
respectivas contas de consumo apresentadas
pela concessionária, bem como as suas
obrigações legais;
CLASSIFICAÇÃO DO CONSUMIDORES
A Unidade Consumidora é caracterizada
pela entrega de energia elétrica em um só
ponto, com medição individualizada, a um
consumidor. A cada consumidor pode
corresponder uma ou mais unidades de
consumo;
O consumidor de energia faz com a
concessionária um contrato de fornecimento
de energia.
CLASSIFICAÇÃO DO CONSUMIDORES
Para se determinar as estruturas tarifárias a
concessionária deve levar em consideração a
classificação dos consumidores;
 Consumidores de Baixa Tensão (até 2,3 kV);
 Consumidores de Alta Tensão (maior que 2,3
kV);
CLASSIFICAÇÃO DO CONSUMIDORES
Além da classificação conforme o nível de
tensão existe uma outra classificação dos
grupos consumidores em decorrência da classe
de consumo que define o setor econômico;
 Consumidor Residencial;
 Consumidor Comercial;
 Consumidor Industrial;
 Consumidor de Serviço Público;
CONSUMIDOR DE BAIXA TENSÃO
O consumidor de baixa tensão ou classificado
em grupo B é aquele que recebe energia
elétrica em tensões entre 220V a 380V e tem
com a concessionária um contrato de adesão;
Este contrato é um instrumento, com
cláusulas vinculadas às normas e
regulamentos aprovados pela ANEEL, não
podendo ser o conteúdo das mesmas
modificado pela concessionária ou
consumidor, a ser aceito ou rejeitado de forma
integral;
CONSUMIDOR DE BAIXA TENSÃO
Os consumidores de baixa tensão podem ser
classificados em:
 B1 – Residencial;
 B2 – Rural;
 B3 – Demais Classes;
 B4 – Iluminação Pública;
CONSUMIDOR DE BAIXA TENSÃO
De acordo com a instalação de fornecimento
esses consumidores são classificados como:
 Tipo A – Monofásico – Dois condutores (Fase e
Neutro);
 Tipo B – Bifásico – Três condutores (Duas fases e
o neutro);
 Tipo C – Trifásico – Quatro condutores (Três
fases e o neutro);
CONSUMIDOR DE BAIXA TENSÃO
Para a determinação da instalação, deverá ser
calculada a carga instalada de cada unidade
consumidora;
Sendo o somatório das potências nominais de
placa de cada um dos equipamentos usados na
instalação;
Consumidores monofásicos são classificados
em potências menores que 15kW, bifásicos
entre 15 a 25 kW e trifásicos entre 25 a 75
kW;
CONSUMIDOR DE ALTA TENSÃO
Os consumidores de alta tensão são aqueles
que operam em potências maiores que 75 kW
de carga instalada e tensões acima de 2,3kV;
O fornecimento de tensões abaixo de 2,3 kV
fica inviável, visto que, o tamanho dos cabos e
as perdas seriam consideráveis necessitando
de grande número de subestações para o
fornecimento de energia;
CONSUMIDOR DE ALTA TENSÃO
Apesar disso todo consumidor de alta tensão
necessita de uma subestação própria para
receber o fornecimento de energia vinda da
concessionária;
Esta subestação é construída em propriedade
particular e suprida através dos
alimentadores primários da concessionária;
A concessionária, geralmente, fornece energia
em tensões de 13,8 kV ou 69 kV para
consumidores AT;
CONSUMIDOR DE ALTA TENSÃO
As subestações pode ser do tipo:
 Aérea (até 225 kVA);
 Abrigada (maior que 225 kVA);
Os níveis de tensão, corrente elétrica e
potência de fornecimento determinam estas
classificações devido a segurança e
adequações das instalações;
CONSUMIDOR DE ALTA TENSÃO
CONSUMIDOR DE ALTA TENSÃO
Os consumidores de alta tensão podem ser
classificados em:
 Grupo A3 – Tensão em 69 kV;
 Grupo A3a – Tensões entre 30 a 44 kV;
 Grupo A4 – Tensões entre 2,3 a 15 kV;
ESTRUTURA TARIFÁRIA
A estrutura tarifária refere-se ao conjunto de
tarifas aplicáveis aos componentes de
consumo de energia elétrica e/ou demanda de
potência ativa, de acordo com a modalidade de
fornecimento;
 Tarifa Convencional;
 Tarifa Horossazonal Azul;
 Tarifa Horossazonal Verde;
TARIFA CONVENCIONAL
A tarifa convencional é dita uma tarifa
Binômia que apresenta duas fontes de
tarifas tanto para a demanda da localidade
quanto para o consumo;
As tarifas Binômias são aplicáveis,
geralmente, para consumidores de alta
tensão;
Os consumidores de baixa tensão são taxados
por tarifas Monômias com a cobrança de
somente a tarifa de consumo;;
TARIFA CONVENCIONAL
De acordo com a resolução da ANEEL
414/2010 a tarifa convencional é enquadrada
para os consumidores com seguintes critérios;
 Consumidores com tensão inferior a 69 kV
 A demanda contratada inferior a 300 kW;
TARIFA CONVENCIONAL
O cálculo da tarifa pode ser efetuada por:
𝑃𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜
𝑃𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 = 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑥 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎
𝑃𝑢𝑙𝑡𝑟𝑎𝑝. = 𝑇𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎 𝑑𝑒 𝑈𝑙𝑡𝑟𝑎𝑝𝑎𝑠. 𝑥 (𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 − 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎)
Desta forma a conta de energia vai ser a soma destas 
percelas;
TARIFA CONVENCIONAL
Na tarifa convencional a parcela de
ultrapassagem é a diferença entre a demanda
medida e a demanda contratada, quando
exceder o limite de 5%;
Ocorrendo este fato a ultrapassagem é
calculada com a tarifa duas vezes maior que a
tarifa normal também regido pela Resolução
414/2010.
TARIFA HOROSSAZONAL VERDE
Os consumidores AT podem ser enquadrados
também na tarifa Horossazonal Verde que
apresentem as seguintes características;
 Tensão de Fornecimento inferior que 69 kV;
 Demanda contratada igual ou superior a 300 kW;
TARIFA HOROSSAZONAL VERDE
A diferença entre a tarifa verde e a
convencional se dá pela tarifa verde
apresentar tarifas em horários específicos
chamados horários de ponta e fora de
ponta com relação ao consumo;
E também de acordo com o período do ano
divididos em período seco e úmido;
Cada período apresenta uma determinada
tarifa para o consumo mantendo a tarifa da
demanda fixa;
TARIFA HOROSSAZONAL VERDE
TARIFA HOROSSAZONAL VERDE
Assim, a tarifa de energia pode ser calculada por:
TARIFA HOROSSAZONAL VERDE
O somatório dos custos das parcelas de
consumo, demanda e ultrapassagem engloba o
custo total da tarifa de energia;
A demanda de ultrapassagem segue o mesmo
raciocínio usado para a tarifa convencional
com uma tolerância de 5% com o custo de 2
vezes o valor da tarifa normal de demanda;;
TARIFA HOROSSAZONAL AZUL
Esta tarifa pode ser usada para qualquer
consumidor do grupo A:
Porém, para consumidores atendidos em
tensões acima de 69 kV a tarifa horossazonal
azul deve ser obrigatória;
O cálculo da conta de energia conta com
tarifas de ponta e fora de ponta tanto para o
consumo ativo quanto para a demanda ativa;
TARIFA HOROSSAZONAL AZUL
TARIFA HOROSSAZONAL AZUL
Desta forma o cálculo da conta de energia de um
consumidor grupo A em modalidade tarifária azul
pode ser calculado por:
𝑃𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎
= tarifa de demanda ponta x demanda contratada na ponta
+ tarifa de demanda fora ponta x demanda contratada fora da ponta
QUALIDADE DE ENERGIA
Sistemas de potência apresentam vários defeitos.
Estes defeitos geram interrupções no
fornecimento de energia e danos aos
equipamentos:
 Curtos-Circuitos;
 Sobrecargas;
 Sobretensões;
 Fases abertas em motores;
 A qualidade do projeto elétrico e dos
equipamentos envolvidos na instalação são
fatores que reduzem os defeitos;
QUALIDADE DE ENERGIA
A qualidade de energia está relacionada a
qualquer desvio que possa ocorrer em
magnitude, forma de onda ou frequência de
tensão e corrente.
Os desviosse aplicam às interrupções de
natureza permanente ou transitória que
afetam o desempenho de transmissão,
distribuição e utilização da energia elétrica;
QUALIDADE DE ENERGIA
Esses desvios podem ser classificados em:
 Desequilíbrio de Tensão;
 Flutuação de Tensão;
 Afundamento de Tensão ou SAG;
 Elevação de Tensão Momentânea ou Swel;
 Interrupções de energia elétrica;
 Variações de Frequência;
 Harmônicas; 
QUALIDADE DE ENERGIA
Os desvios podem ocorrer tanto em sistemas
de energia do consumidor quanto nos
sistemas da concessionária;
O problema com o desvio de tensão vem se
agravando por algumas razões:
 Instalação de cargas não-lineares aumentam as
distorções harmônicas e podem levar ao sistema
condições de ressonância;
 Maior sensibilidade dos equipamentos aos
defeitos de qualidade de energia;
DESEQUILÍBRIO DE TENSÃO
As principais fontes geradoras de 
desequilíbrio de tensão são:
 Equipamentos Monofásicos;
 Fornos a Arco;
 Fornos a Indução
Com relação às concessionárias as origens dos 
desequilíbrios de tensão são devidos as cargas 
monofásicas mal distribuídas;
DESEQUILÍBRIO DE TENSÃO
Por outro lado a instalação consumidora
aumenta quando os consumidores são
alimentados de forma trifásica e que possuem
má distribuição de cargas em seus circuitos;
O desequilíbrio de tensão é agravado quando
se usa motores elétricos devido a variações de
tensão e potência;
DESEQUILÍBRIO DE TENSÃO
FLUTUAÇÃO DE TENSÃO
Flutuações de tensão correspondem a
variações sistemáticas dos valores eficazes da
tensão de suprimento dentro da faixa de 0,95
a 1,05 pu;
As flutuações de tensão podem ser causadas
por:
 Motores que apresentam oscilações de potência,
torque e queda de rendimento;
 Sistemas luminosos que apresentam
interferencia nos sistemas de proteção e efeito
Flicker ou cintilação luminosa;
FLUTUAÇÃO DE TENSÃO
A causa da flutuação de tensão em sistemas
industriais, geralmente, se deve ao uso de
partidas diretas de motores de indução;
AFUNDAMENTO MOMENTÂNEO DE TENSÃO
Em geral os afundamentos de tensão, Sags,
respondem por 87% dos distúrbios de tensão
em uma instalação elétrica;
Chama-se interrupção de curta duração
quando a tensão cai para um valor menos que
0,1 pu por um tempo não superior a 1 minuto;
 Isso ocorre devido a faltas de energia, falhas
nos equipamentos e mau funcionamento dos
sistemas de controle;
AFUNDAMENTO MOMENTÂNEO DE TENSÃO
Muito comuns em partidas de motores quando
a corrente elétrica de partida é usada para o
acionamento do motor;
ELEVAÇÃO MOMENTÂNEA DE TENSÃO
Uma sobretensão de curta duração ou Swell é
definida como a elevação de tensão entre 1,1 e
1,8 pu na tensão eficaz com duração entre 0,5
ciclo a 1 minuto;
Esta elevação se deve devido a saída
temporária de cargas e a conexão de banco de
capacitores;
Porém, essa elevação é pequena comparadas
as sobretensões em provenientes de faltas
fase-terra nas redes de transmissão e
distribuição;
ELEVAÇÃO MOMENTÂNEA DE TENSÃO
Essa elevação de tensão pode causar danos
aos equipamentos eletrônicos reduzindo a sua
vida útil;
A severidade de um Swell durante uma
condição de falta é função do local de falta, da
impedância e do sistema de aterramento;
A duração da falta esta ligada ao tempo de
atuação dos dispositivos de proteção, a
natureza da falta e a sua localização na rede
elétrica;
ELEVAÇÃO MOMENTÂNEA DE TENSÃO
INTERRUPÇÃO TOTAL DE ENERGIA
As interrupções no fornecimento de energia
elétrica estão associadas a fenômenos
transitórios;
Os transitórios são fenômenos
eletromagnéticos que aparecem durante
alterações súbitas nas condições de operação
de um sistema de energia elétrica;
Geralmente, o transitório dura muito pouco
tempo mas importante uma vez que submete
circuitos e equipamentos a grandes
solicitações de tensões e correntes;
INTERRUPÇÃO TOTAL DE ENERGIA
Existem dois tipos de transitórios:
 Impulsivos – Causados por Descargas
Atmosféricas;
 Oscilatórios – Causados por chaveamentos;
Os impulsivos têm, normalmente, natureza
repentina alterando os parâmetros elétricos e
caracterizados por apresentar impulsos
unidirecionais em polaridade e com
frequência diferente da frequência da rede;
CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO
As correntes de curto-circuito são aqueles
provenientes de falhas ou defeitos encontrados
nas instalações;
Os curtos-circuitos podem acontecer devido:
 Falha ou rompimentos da isolação entre fase e
terra;
 Falha ou rompimentos da isolação entre fase e
neutro;
 Falha ou rompimento da isolação entre fases
distintas;
CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO
A consequência destas falhas é o grande
aumento relativo a corrente elétrica que
circula pelo circuito;
Os curtos-circuitos produzem correntes da
ordem de 1000% a 10000% o valor da corrente
nominal;
Os efeitos das corrente de curto-circuito
dependem da intensidade e da duração da
corrente e se manifestam em todos os
componentes da instalação;
CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO
PROTEÇÕES
Sistemas de potência apresentam vários
defeitos. Os defeitos geram interrupções no
fornecimento de energia e podem causar
danos nos equipamentos;
Para diminuir os efeitos faz-se o uso
dispositivos de proteção;
A proteção pode ser feita em linhas elétricas,
transformadores e motores elétricos;
PROTEÇÕES
Os alimentadores devem ser protegidos contra 
curtos-circuitos. O curto-circuito em cabos ou 
linhas pode provocar;
 Fusão do Condutores;
 Queima da capa isolante dos cabos;
 Riscos de danos para os equipamentos
conectados tais com transformadores, geradores
e motores;
PROTEÇÕES
Proteção de transformadores pode ser mais ou
menos complexa dependendo da sua
importância (subestação de distribuição,
subestação em cabine particular);
Os transformadores de pequeno porte são
protegidos unicamente por dispositivos de
sobrecorrente;
Fusíveis e disjuntores são os mais utilizados
para a proteção destes equipamentos;
PROTEÇÕES
Os circuitos elétricos com motores são
protegidos contra:
 Sobrecargas;
 Curtos-Circuitos;
Esta proteção pode ser feita através de
disjuntores, fusíveis e também relés de
sobrecarga;
VARIAÇÕES DE FREQUÊNCIAS
As variações de frequências de um sistema
elétrico são definidas como sendo desvios de
frequência na sua componentes fundamental;
A frequência do sistema de potência está
diretamente associada à velocidade de rotação
dos geradores que suprem o sistema.
Pequenas variações de frequência podem ser
observadas como resultado do balanço
dinâmico entre carga e geração no caso de
alguma alteração;
VARIAÇÕES DE FREQUÊNCIAS
Distúrbios na frequência podem acarretar em
um sistema industrial a variação de
velocidade de máquinas rotativas;
Os motores elétricos de corrente alternada
dependem diretamente da frequência da rede
elétrica;
A variação na frequência modifica a
velocidade de rotação das máquinas para
valore maiores ou menos a que elas foram
projetadas;
DISTORÇÕES HARMÔNICAS
As correntes e tensões harmônicas são
geradas pela presença de cargas não-lineares
conectadas a rede elétrica;
As harmônicas geram deformações nos sinais
de tensão e corrente elétrica do sistema;
Uma carga é classificada como não-linear
quando a corrente que ela absorve não tem a
mesma forma de onda de tensão que a
alimenta;
DISTORÇÕES HARMÔNICAS
DISTORÇÕES HARMÔNICAS
As distorções harmônicas podem causar
interrupções no fornecimento de energia pela
abertura de chaveamentos e dificulta
sistemas de telefonia e transmissão de dados;
Além disso as harmônicas provocam
aquecimentos devido as perdas,
principalmente, em transformadores e
causam envelhecimento precoce dos
equipamentos elétricos;