Qualidade de energia: análise da qualidade da energia elétrica em sistemas trifásicos de distribuiçã

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o electricista Cristiano Dias Eng.º Electrotécnico - Gestor Comercial. SFT Portugal S.A

qualidade de energia {ANÁLISE DA QUALIDADE DA ENERGIA ELÉCTRICA EM SISTEMAS TRIFÁSICOS DE DISTRIBUIÇÃO}

PASSADO E PRESENTE DA QUALIDADE DA ENERGIA Houve uma época em que existia quantidade suficiente de energia eléctrica. Construíam-se redes e fábricas por todo o Mundo. Estas fábricas proporcionaram benefícios económicos e crescimento industrial trazendo consigo um incremento no consumo eléctrico, tendo como consequência que a quantidade de energia existente passasse a ser um problema. Alguns países realizaram importantes esforços para fomentar o desenvolvimento de sistemas energeticamente mais eficazes de forma a poder aumentar os dispositivos ligados à rede eléctrica sem que os consumos aumentassem.

No entanto, estes novos sistemas resultaram ser mais susceptíveis às perturbações do meio envolvente, aparecendo as primeiras evidências de distorções e alterações no fornecimento energético. A problemática estava, então, servida.

A directiva do "Conselho de Responsabilidade legal derivada dum produto" (85/374/CEE) qualifica a electricidade como um produto.

O comprador transformar-se em cliente e a energia eléctrica em mercadoria. O cliente espera que o preço do produto seja estabelecido de acordo com a sua qualidade. Surge, então, um novo conceito: "Qualidade da energia". Vejamos algumas das suas muitas definições: A terminologia "Qualidade da energia", de acordo com o IEEE ("Institute of Electric and Electronic Engineers") refere-se a uma ampla variedade de fenómenos electromagnéticos que caracterizam a tensão e a corrente num momento e localização determinado no sistema de energia (IEEE 1159-1995).

De acordo com a IEC (International Electromechanical Comission) na sua norma IEC 61000-4-30: "Medições da qualidade da energia" define a qualidade da energia como: "as características da electricidade num ponto determinado do sistema eléctrico, comparado com uma série de parâmetros técnicos de referência".

Independentemente da definição que se utilize, a qualidade da energia é um assunto de grande importância estratégica no mercado aberto da electricidade. Afinal, os utilizadores associam a qualidade da energia que consomem com o número de problemas que experimentam. O importante é que existem muitas razões que animam um enfoque sistemático e constante do controlo dos parâmetros da qualidade da energia, guiado por objectivos tanto técnicos como económicos e de marketing.

Normativas aplicadas à Qualidade da Energia e aos Equipamentos de Medição › EN 61010: Norma Europeia que rege as características e requerimentos dos equipamentos de medição eléctrica tais como os Analisadores de redes Trifásicos. › EN 50081-1: Compatibilidade electromagnética. Directiva de emissões genéricas. › EN 50082-1: Directiva da Baixa Tensão e compatibilidade electromagnética, necessárias para o símbolo CE dos equipamentos. › EN 50160: Características da tensão presente nas redes gerais de distribuição. Esta normativa define quais as características principais da tensão, presentes no ponto de entrega ao cliente, de

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› Para determinar a qualidade global da energia da instalação, deve-se colocar o equipamento no ponto de conexão do utilizador. O equipamento mostrará a qualidade da energia fornecida pela companhia, junto com o efeito das cargas pesadas na instalação. › Para localizar os problemas dentro da instalação, situar o analisador em circuitos ou partes separadas da instalação. › Para solucionar problemas devido a cargas determinadas, colocar o analisador o mais perto possível das mesmas. › Para encontrar problemas, fixamo-nos na tensão. Para os localizar e resolver fixamo-nos na tensão e corrente.

Evidentemente, estas são as quatro orientações básicas. O tema deveria ser analisado em detalhe. Se nos interessarem temas como reactância e factor de potência, logicamente nos centraríamos nestes valores na altura de configurar o registo.

Se inicialmente detectamos, mediante a observação em tempo real da forma de onda de tensão, que existe distorção harmónica considerável, também incluiremos os harmónicos ímpares como variáveis para observação.

3. DURAÇÃO DO ESTUDO. ANÁLISE DO RESULTADO Um estudo, pode durar desde uns segundos, até semanas. Tudo depende, uma vez mais, do objectivo do estudo.

Se queremos estudar o comportamento da onda de tensão de uma fábrica deveremos programar um estudo onde se registem dados com todas as fases de produção possíveis, em fim, quando entram em jogo todas as máquinas, motores e equipamento de controlo da mesma.

Se pelo contrário já temos localizado o problema num motor em concreto, e desejamos registar, por exemplo, a influência do seu pico de arranque na tensão geral, isto será em questão de minutos.

A análise posterior será realizada em base ao download de dados registados ao computador para a sua posterior referência em tabelas e gráficos.

A observação conjunta de gráficos de tensão, correntes, THDU e THDI, e a relação entre os dados e os fenómenos que aconteceram em cada intervalo de tempo, vai nos levar a chegar a conclusões.

Selecção do equipamento adequado Existem diversos tipos de analisadores de qualidade de energia.

Desde o modelo monofásico mais simples, como o Voltscanner da KOBAN, até o Power-Quality Analyzer Plus, também da KOBAN, o qual analisa em sistemas trifásicos, todos os parâmetros possíveis, incluindo inter-harmónicos, tensões de sinalização, flickers, etc. com captura ultra-rápida de transitórios e a possibilidade de registo de formas de onda para o estudo de arranques de motores e comportamento em geral de todo tipo de carga não linear.

O seguinte gráfico mostra dois picos de arranque consecutivos e as consequentes quedas de tensão.

Uma correcta selecção do equipamento a ser utilizado, passa por conhecer qual a finalidade e objectivo dos estudos a realizar. Em geral, para a detecção e localização de problemas de qualidade de energia bastaria um equipamento da gama média: PowerHarmonics Analyser da KOBAN. Mas se o objectivo é a solução dos problemas e estudar as cargas, então o Power-Quality Analyser, da KOBAN, será o mais indicado.

Power-Harmonics e Power

Quality Analyser da KOBAN PUB