O Setor Elétrico ( Edição 133 - Fevereiro-2017) by Revista O Setor Elétrico

Ano 12 - Edição 133 Fevereiro de 2017

Mercado de EX volta a falar em crescimento Desvalorização do Real e falta de confiança dos investidores ainda são entraves para setor

Melhoria do perfil de tensão em alimentadores residenciais Estudo de caso

Energia eólica Impacto da intermitência da fonte no sistema elétrico brasileiro

Sumário atitude@atitudeeditorial.com.br Diretores Adolfo Vaiser Simone Vaiser Coordenação de circulação, pesquisa e eventos Marina Marques – marina@atitudeeditorial.com.br Assistente de circulação, pesquisa e eventos Bruna Leite – bruna@atitudeeditorial.com.br Administração Paulo Martins Oliveira Sobrinho administrativo@atitudeeditorial.com.br Editora Flávia Lima - MTB 40.703 - flavia@atitudeeditorial.com.br Publicidade Diretor comercial Adolfo Vaiser - adolfo@atitudeeditorial.com.br Contatos publicitários Ana Maria Rancoleta - anamaria@atitudeeditorial.com.br Marson Werner - marson@atitudeeditorial.com.br Representantes Paraná / Santa Catarina Spala Marketing e Representações Gilberto Paulin - gilberto@spalamkt.com.br João Batista Silva - joao@spalamkt.com.br (41) 3027-5565 Rio Grande do Sul / Minas Gerais Marson Werner - marson@atitudeeditorial.com.br (11) 3872-4404 / 99488-8187 Direção de arte e produção Leonardo Piva - atitude@leonardopiva.com.br Denise Ferreira

Suplemento Renováveis 51 Impacto da variabilidade da produção de energia eólica no sistema elétrico brasileiro através dos Custos Marginais de Operação (CMO).

Coluna do Consultor Cursos e eventos do setor.

Painel de notícias Empresas do setor eletroeletrônico esperam crescimento em 2017; Horário de verão economizou R$ 159,5 milhões; Bandeiras tarifárias da Aneel têm novas regras; Engerey comemora aniversário; Omicron inicia atividades no Brasil. Estas e outras notícias sobre empresas, mercado e produtos do setor elétrico brasileiro.

Consultor técnico José Starosta Colaborador técnico de normas Jobson Modena Colaboradores técnicos da publicação Aléssio Borelli, Cláudio Mardegan, João Barrico, Jobson Modena, José Starosta, Juliana Iwashita, Luiz Fernando Arruda, Marcelo Paulino, Michel Epelbaum, Roberval Bulgarelli e Saulo José Nascimento. Colaboradores desta edição: Adilson Roberto Batistel, Alan Rômulo Queiroz, Bernardo Bezerra, Bruno Borba, Bruno Camilo, Carlos Alberto Sotille, Celso Dall’Orto, Domingos Simonetti, Eduardo César Senger, George Farmain, João Henrique Zancanella, Lucas Encarnação, Luciene Queiroz, Luis Gamboa, Luiz Alberto Pettoruti, Marcelo Brunoro, Marcos Malveira, Martha Carvalho, Reinaldo Pintoni Sedano, Roberto Aguiar, Sérgio Roberto Santos, Stephan Romeder e Yasmina El-Heri Revista O Setor Elétrico é uma publicação mensal da Atitude Editorial Ltda. A Revista O Setor Elétrico é uma publicação do mercado de Instalações Elétricas, Energia, Telecomunicações e Iluminação com tiragem de 13.000 exemplares. Distribuída entre as empresas de engenharia, projetos e instalação, manutenção, industrias de diversos segmentos, concessionárias, prefeituras e revendas de material elétrico, é enviada aos executivos e especificadores destes segmentos. Os artigos assinados são de responsabilidade de seus autores e não necessariamente refletem as opiniões da revista. Não é permitida a reprodução total ou parcial das matérias sem expressa autorização da Editora. Capa: Foto Google Impressão - Ipsis Gráfica e Editora Distribuição - Correio

Fascículos

Aula prática – Qualidade Melhoria do perfil de tensão em alimentadores residenciais.

Pesquisa – Equipamentos para atmosferas explosivas Um dos setores mais promissores de outrora volta a falar em crescimento. Fabricantes e distribuidores de equipamentos para áreas classificadas projetam crescimento médio de 9% para 2017.

Espaço 5419 A diferença entre o tipo do DPS e a tecnologia para fabricá-lo. Colunistas

70 72 74 78 80

Jobson Modena – Proteção contra raios

Dicas de instalação Alumínio liga 1120 – CAL 1120 para linhas de transmissão e de distribuição.

Ponto de vista Cinco mitos da Internet das Coisas.

José Starosta – Energia com qualidade Roberval Bulgarelli – Instalações Ex Marcelo Paulino – Proteção, automação e controle Plinio Godoy – Falando sobre a luz

Atitude Editorial Publicações Técnicas Ltda. Av. General Olímpio da Silveira, 655 – 6º andar, sala 62 CEP: 01150-020 – Santa Cecília – São Paulo (SP) Fone/Fax - (11) 3872-4404 www.osetoreletrico.com.br atitude@atitudeeditorial.com.br

Filiada à

Editorial

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

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Ano 12 - Edição 133 Fevereiro de 2017

Mercado de EX volta a falar em crescimento Desvalorização do Real e falta de confiança O Setor Elétrico - Ano 12 - Edição 133 – Fevereiro de 2017

IoT e a eletricidade

dos investidores ainda são entraves para setor

Melhoria do perfil de tensão em alimentadores residenciais Estudo de caso

Energia eólica Impacto da intermitência da fonte no sistema elétrico brasileiro

Edição 133

A decisão por abordar o tema Internet das Coisas em um fascículo nesta publicação foi tomada tendo em vista,

principalmente, dois fatores: é uma novidade que promete ser irreversível e pouco se sabe sobre ela, especialmente, quanto à sua ligação com o setor elétrico. E se o assunto ainda é incipiente, cabe a nós, revista técnica do segmento, ir atrás de informações relevantes e pertinentes para que o leitor se sinta minimamente orientado sobre as novas tendências desse universo da engenharia elétrica. E a tal Internet das Coisas é uma delas.

Grosso modo, Internet das Coisas, ou simplesmente IoT, diz respeito a uma revolução tecnológica cujo intuito é conectar as

coisas (qualquer coisa) à rede mundial de computadores. E assim, vão surgindo, dia após dia, equipamentos elétricos, eletrônicos, veículos, portas, janelas, luminárias, até roupas (!) conectadas a computadores e smartphones. Dessa maneira, as “coisas” se comunicam e desempenham suas funções de modo programado, conectado e disponibilizando informações importantes aos seus usuários – como, por exemplo, consumo de energia, eficiência (mecânica, energética, etc.) e eventuais problemas.

A indústria ainda tem tirado poucas vantagens desse novo modelo computacional, mas a tendência é que isso se

transforme muito rapidamente. Algumas empresas provedoras de tecnologias já estão se adiantando e oferecendo produtos e serviços com internet das coisas embutida. A GE, para se ter uma ideia, lançou há um ano uma solução de IoT para aumentar a vida útil de usinas de energia. Trata-se de uma planta virtual que permite simular diferentes condições com o objetivo de entender como uma usina real poderia responder a elas.

Uma estimativa do Sebrae afirma que até 2026 serão cerca de 100 bilhões de dispositivos conectados. Dá para

imaginar a enorme quantidade de dados gerada? A proposta da IoT é utilizar esses dados a fim de melhorar os processos e facilitar o cotidiano das pessoas.

O convite à equipe do CPqD, responsável pela série de artigos sobre este tema iniciada na edição passada, surgiu em

função da relevância do trabalho que vem sendo desenvolvido pelo instituto. São diversas iniciativas importantes, como, por exemplo, o projeto criado em parceria com o Grupo São Martinho, um dos maiores do setor sucroalcooleiro do país, e que conta com o apoio do BNDES. Voltado para o aumento da produtividade da lavoura de cana-de-açúcar e da eficiência dos processos relacionados à produção de açúcar e etanol, esse projeto prevê o desenvolvimento de rede móvel de quarta geração baseada na tecnologia LTE e adaptada às condições operacionais do setor sucroalcooleiro, em conjunto com uma infraestrutura de sensoriamento com tecnologia RFID (identificação por radiofrequência). Esses recursos, integrados, permitirão a coleta de informações no campo, em tempo real.

Nesta edição, por exemplo, os pesquisadores falam sobre a relação da IoT e as redes inteligentes, outra tendência

– embora, velha conhecida dos que atuam no setor elétrico há algum tempo – que vem sendo aplicada gradativamente. De acordo com os autores, a IoT deverá ser utilizada como recurso de aperfeiçoamento do relacionamento entre concessionária e unidade consumidora, por meio da conexão das redes inteligentes do setor elétrico com outras redes de conectividade à internet de outros setores da economia. Parece o futuro? Para mim, sim. Boa leitura!

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Coluna do consultor

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

José Starosta é diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp. jstarosta@acaoenge.com.br

A suruba antes do Carnaval

Não precisa pedir desculpas senador.

concebido. Agora o nobre presidente da

Vossa Excelência foi muito feliz ao retratar

Câmara recomenda que as assinaturas

aquilo que para os brasileiros simples

sejam conferidas! Sim, estes senhores

mortais era já sabido, e há muito. De fato,

que elegemos nos acham idiotas. Que

a música dos “mamonas” (de saudosa

quadrilha!

lembrança), bem retratava que ainda não

haviam comido ninguém...

2016 já eram os esperados e as armas

Na economia, os resultados pífios de

Isso ocorre com a população que tenta

clássicas são aplicadas, como a redução

achar uma forma de desenvolver atividade

da taxa de juros para estimular o consumo.

honesta e pagando muito imposto por isso.

Aliás, na proporção dos fatos do que tem

publicados

acontecido em Brasília nos últimos anos,

redução de atividade em 6,6% em 2016

“suruba” é uma simples festinha infantil.

e acumulada de 16,9% nos últimos três

Outro tema foi desdenhado pelas

anos. De acordo com especialistas, a saída

Excelências

da crise depende do aumento de consumo

Central:

que

ocupam

população

Planalto

brasileira

níveis

atividade

pelo

IBGE

indústria

registraram

da população, mas como a demanda

mobilizou para redigir um projeto contra a

pode

corrupção no Brasil, contendo dez medidas

desempregados? Curioso é que se verifica

contra a corrupção (simples assim: se

também redução de poupança, indicando

roubar vai preso e paga o “penalty”).

que a turma está de fato sem dinheiro no

Para que este projeto fosse votado no

banco e no bolso para gastar. A balança

Congresso, a sociedade organizada se

comercial em 2016 registrou balanço

mobilizou com mais de dois milhões de

favorável, devido à falta de investimento em

assinaturas. Imaginem como foi “fácil” para

aquisição de equipamentos importados;

a sociedade conseguir tal mobilização. Em

leia-se, portanto: não estamos investindo,

algumas canetadas (ao bom e velho estilo),

não renovamos nosso parque fabril e

estamos perdendo competitividade. Que

deputados

modificaram

projeto

aumentar

com

milhões

retirando a essência original. Foi preciso

estrago!

que um Ministro do STF informasse aos

protagonistas que aquele projeto não

ao tão esperado fundo do poço e agora a

mais representava os conceitos originais

coisa vai. Enquanto isso os cães ladram e

e que deveria ser votado tal qual como

a caravana passa.

Mesmo assim, parece que chegamos

Painel de mercado

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Notícias relevantes dos mercados de instalações elétricas de baixa, média e alta tensões.

Aneel define novas faixas de acionamento e adicionais das bandeiras tarifárias Bandeira amarela passou para R$ 2 a cada 100 Kwh, já a bandeira vermelha no patamar 1 se manteve em R$ 3 a cada 100 Kwh, e no patamar 2 caiu para R$ 3,50 a cada 100 Kwh

A Diretoria da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) definiu em meados de fevereiro, o aperfeiçoamento do sistema de bandeiras tarifárias. De acordo com a decisão, A bandeira amarela passou para R$ 2 a cada 100 Kwh, já a bandeira vermelha no patamar 1 se manteve em R$ 3 a cada 100 Kwh, e no patamar 2 caiu para R$ 3,50 a cada 100 Kwh.

A proposta aprovada considera que a

definição das faixas de acionamento não deve ser exclusivamente atrelada ao PLD, mas precisa avaliar a distribuição de custos e riscos entre os patamares, de forma a não sobrecarregar um patamar em virtude do aumento ou redução do PLD. Dessa forma, ficou estabelecido que as faixas de acionamento serão definidas anualmente com base na estimativa de custos para cada cenário. De acordo com a decisão, em um cenário

Bandeira Tarifária Verde: será acionada

Patamar 2: será acionada nos meses em

hídrico desfavorável, o acionamento das

nos meses em que o valor do CVU da última

que o valor do Custo Variável Unitário – CVU

bandeiras pode ocorrer antecipadamente,

usina a ser despachada for inferior a R$

da última usina a ser despachada for igual ou

em vez de ser acionada apenas quando

211,28/MWh;

superior ao limite a R$ 610/MWh.

térmica despachada for superior a 50%

Bandeira Tarifária Amarela: será acionada

do PLD. Com esse mecanismo, mitiga-se o

nos meses em que o valor do CVU da última

período de 19/12/16 a 20/1/17 e recebeu

risco das distribuidoras de terem que arcar

usina a ser despachada for igual ou superior a R$

34 contribuições de 14 agentes e instituições

com os custos de geração enquanto as

211,28/MWh e inferior a R$ 422,56/MWh; e

interessadas.

o Custo Variável Unitário (CVU) da última O assunto ficou em audiência pública no

A Diretoria aprovou, ainda, abertura

faixas de acionamento não forem atingidas, o que poderia agravar a situação do caixa

Bandeira

das concessionárias. E como esse custo é

acionada nos meses em que o valor do CVU

Submódulo

repassado aos consumidores nos processos

da última usina a ser despachada for igual

componentes financeiros) e discussão do

tarifários através da CVA, o mecanismo

ou superior a R$ 422,56/MWh, conforme os

tratamento tarifário da previsão do risco

proposto

seguintes patamares de aplicação:

hidrológico. Os interessados podem enviar

propicia

consumidor

Tarifária

Vermelha:

será

A definição das faixas de acionamento

será

realizada

critérios:

conforme

seguintes

4.4

PRORET

(Demais

contribuições até 30/3/17 para o e-mail:

conhecimento desse custo antecipadamente, e não apenas no processo tarifário.

de audiência pública para atualização do

Patamar 1: será acionada nos meses em que o

ap004_2017@aneel.gov.br

valor do Custo Variável Unitário – CVU da última

endereço da Agência (SGAN, Quadra 603,

usina a ser despachada for igual ou superior a

Módulo I, Térreo, Protocolo Geral, CEP:

R$ 422,56/MWh e inferior a R$ 610/MWh; e

70.830-030), em Brasília (DF).

para

Painel de mercado

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Empresas do setor eletroeletrônico esperam crescimento em 2017 Levantamento da Abinee revela que 52% das consultadas projetam aumento das vendas já no primeiro semestre do ano

Pesquisa realizada em janeiro pela Associação

Brasileira

Eletroeletrônica

(Abinee)

Indústria

com

seus

associados indica que a maioria das empresas projeta crescimento de suas atividades para 2017. De acordo com a pesquisa, 65% das consultadas esperam aumento

dos

negócios

neste

ano,

enquanto 26% projetam estabilidade e 9%, queda, em relação a 2016. Para mais da metade das entrevistadas (52%), esse crescimento vai começar já no primeiro semestre de 2017.

“O resultado da sondagem indica que

o otimismo das empresas, depois de um ano desastroso, voltou a ganhar fôlego”, afirmou o presidente da Abinee, Humberto Barbato. “Trata-se, entretanto, de um otimismo

cauteloso,

pois

precisamos

aguardar os próximos meses para que, com a consolidação de um cenário econômico positivo, essas expectativas se concretizem”, observou.

Emprego

Motivadas pela expectativa de crescimento das vendas, cerca de um terço das empresas (30%) tem intenção de ampliar seu quadro de

funcionários neste ano. Deste total, 23% das consultadas devem realizar o aumento já no 1º trimestre; 64%, no 2º trimestre e 13%, no 2º semestre de 2017.

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Horário de verão economizou R$ 159,5 milhões Com duração de 126 dias, horário de verão 2016/2017 reduziu demanda energética nos horários de ponta

Dados

apresentados

pelo

Operador

Nacional do Sistema Elétrico (ONS) indicam que o horário de verão 2016/2017 gerou ganhos da ordem de R$ 159,5 milhões, decorrentes da redução do acionamento de usinas térmicas durante o período de vigência da medida. O valor superou as expectativas iniciais, que eram de aproximadamente R$ 147,5 milhões.

Com relação à demanda no horário de

ponta noturna, no Sistema Sul houve uma redução da ordem de 4,3%, o que equivale, aproximadamente, ao atendimento do dobro da carga da cidade de Florianópolis (SC) no horário de ponta noturna. Já no sistema Sudeste/Centro-Oeste,

redução

demanda foi equivalente ao atendimento da metade da carga da cidade do Rio de Janeiro no horário de ponta, aproximadamente.

O horário de verão 2016/2017 durou

126 dias. Além da economia de valores, a medida gera ganhos qualitativos referentes à redução do consumo no horário de pico noturno, diminuindo os carregamentos no sistema de transmissão, proporcionando maior flexibilidade operativa para realização de

manutenções

equipamentos

sistema de transmissão e redução de cortes de cargas em situações de emergências, o que gera um aumento na segurança do atendimento ao consumidor final.

Painel de produtos

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Novidades em produtos e serviços voltados para o setor de instalações de baixa, média e alta tensões.

Sistemas de energia www.cummins.com.br

A Cummins Power Generation apresenta suas novidades: o sistema de monitoramento à distância Telematic e

o Integrated Switchgear, solução composta de cinco modelos de painéis elétricos configuráveis de baixa tensão.

O sistema de monitoramento é um produto de simples instalação, onde se conecta um equipamento similar

a um modem no gerador e, através de um meio de transmissão, que pode ser um cabo de rede ou um chip de celular, todas as informações são enviadas e armazenadas na nuvem, por isso, a nomenclatura “Powercommand Cloud”.

O Telematic foi desenvolvido para atender aos clientes que precisam ter acesso remoto a seu gerador, porém,

não desejam fazer um grande investimento em sistemas supervisórios ou infraestrutura.

Já o novo sistema funcional de painéis de transferência e paralelismo, Integrated Switchgear, desenvolvido e

fabricado na planta de Guarulhos (SP), passou por vários pré-testes, conforme normas ABNT NBR IEC 604391/2 e IEC 61439-1/2. Esta solução busca otimizar todo o processo de venda, desde o primeiro contato com o cliente até a entrega. Ao todo, são cinco modelos de painéis, capazes de atender mais de 168 mil possibilidades de configurações.

Tomadas e interruptores www.steck.com.br

A proposta da Linha Sophie de tomadas e interruptores da

Steck é levar cor e design aos ambientes residenciais. As peças apresentam acabamento fosco e módulos texturizados, o que, de acordo com a empresa, vai ao encontro das mais modernas tendências de decoração e design.

São mais de 50 itens entre interruptores, tomadas e módulos

para conectividade, como TV/Vídeo, RJ45, telefonia e ainda: o carregador USB, que traz mais praticidade para o dia a dia. Os produtos estão disponíveis

A linha Sophie é modular e permite que o cliente monte a combinação conforme desejar.

nas cores Branco Orus, Cromado Aton, Grafite Fênix e Amêndoa Seth.

Alicate de aterramento www.fluke.com.br

A Fluke lança para o mercado brasileiro seu novo alicate de aterramento sem estaca Fluke 1630-2 FC.

Trata-se de uma ferramenta sem fio que executa testes sem desconectar os eletrodos de terra do sistema de aterramento e entrega testes rápidos de loop de terra e de fuga em ambientes externos ou fechados sem utilizar estacas.

O alicate registra automaticamente os dados em intervalos predeterminados e salva até 32.760

medições na memória nos intervalos de registro definidos. A garra para serviço pesado é projetada para ficar alinhada e calibrada mesmo nos mais severos ambientes industriais. Ferramenta conectada

A 1630-2 FC faz parte do Fluke Connect® — um sistema com mais de 40 ferramentas de teste sem fios

que se comunicam pelo aplicativo Fluke Connect ou pelo software Fluke Connect Assets, solução na nuvem que reúne medições para fornecer uma visão abrangente do status de equipamentos críticos — permitindo que os técnicos visualizem, gravem e compartilhem medições do alicate em tempo real, por meio de seus smartphones ou tablets, e automaticamente carregue-as para o armazenamento no Fluke Cloud juntamente com tags e localizações de GPS dos ativos.

A ferramenta permite que técnicos meçam resistências de loop de terra para sistemas com multiaterramento usando apenas a garra dupla.

Painel de empresas

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Um giro pelas empresas que compõem o setor elétrico brasileiro.

Engerey celebra 15 anos de atividades Em comemoração, empresa lança galeria online de fotos que conta a história da companhia Engerey quando ainda funcionava dentro da Reymaster, em um espaço de apenas 30 m².

Com ampliação em 2013, a empresa incorporou mais 1000 m² para área de montagem de painéis, para estoque e para uma área especial dedicado ao transporte dos painéis.

A Engerey Painéis Elétricos completa

O projeto, intitulado de “Memória Engerey”,

15 anos de história e, para comemorar seu

permite, por exemplo, que o visitante tenha

aniversário, lança um projeto que resgata a

acesso a fotos de eventos em que a empresa

trajetória da empresa. A iniciativa consiste em

participou e a palestras técnicas ministradas

uma aba em seu site, chamada de “Linha do

por profissionais da Engerey.

tempo”, que traz fotos de todos os momentos

marcantes da empresa ao longo destes anos.

da Engerey. Em 2004, a empresa deixou a

“A história da Engerey entrelaça-se

Reymaster e passou a funcionar em outra

com a do segmento de painéis elétricos,

sede com 300 metros quadrados, onde

acompanhando a evolução da demanda por

contratou mais funcionários. “Foi um grande

estes produtos do país”, explica o sócio-

passo. Aí percebemos nosso potencial”. Em

diretor da empresa, Fábio Amaral.

2009, a Engerey construiu sua sede própria,

No link, é possível verificar o início da

com mil metros quadrados, que passou por

Engerey, que surgiu em 2002 como um

ampliação em 2013 e hoje possui mais de

departamento de automação dentro da

2.000 m², incorporando a atividade de 75

empresa Reymaster Materiais Elétricos. Era

profissionais da área.

apenas uma área de 30 metros quadrados

próxima ao estoque da Reymaster com

nossos 15 anos com um projeto de

três funcionários que montavam painéis,

resgate histórico. Além de relembrar os

basicamente para automação industrial.

acontecimentos

“Tudo começou quando trabalhava

período, podemos contribuir para que outras

na Reymaster no início dos anos 2000.

empresas verifiquem e acreditem na evolução

Identificamos a necessidade dos clientes em

do segmento, mesmo em uma época

montar os componentes que eram vendidos.

conturbada na qual vivemos hoje no país”,

Muitas indústrias montavam seus próprios

conclui Fábio Amaral.

painéis, com todos os riscos e dificuldades.

Então, passamos a oferecer este tipo de

basta acessar www.engerey.com.br/linha-do-

serviço e não paramos mais”, conta Amaral.

tempo

No site é possível acompanhar a evolução

“Estamos muito felizes em comemorar

mais

marcantes

neste

Para conhecer a história da empresa,

Painel de empresas

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Omicron inicia atividades no Brasil Entre as primeiras ações da empresa, destaque para a organização de um encontro técnico voltado para clientes e demais interessados para discutir novas tecnologias em testes de sistemas de proteção e automação em subestações

Omicron,

multi na

cional especia l izada em testes e medição, inicia em março de 2017 suas operações partir

no um

Brasil

escritório

localizado na cidade de Sorocaba (SP). ao

A empresa é dedicada desenvol vimento

mecanismos de testes e soluções de diagnósticos na indústria de energia elétrica. A aplicação de produtos permite avaliar

empresa

aos

usuários

condição

equipamento e

secundário

primário em

seus

sistemas. Os treinamentos sobre comissionamento e teste de relés de proteção, e também sobre medidas de diagnóstico e testes de manutenção de ativos primários tornam completa a gama de produtos.

O gerente de aplicações da Omicron Brasil, o engenheiro Marcelo Paulino, está à

frente das operações no país e relata que “devido à importância estratégica do Brasil e para melhor atender aos usuários dos produtos Omicron, as operações serão realizadas no escritório em Sorocaba (SP), com uma completa infraestrutura para atendimento comercial, treinamentos e suporte técnico”.

Entre as primeiras iniciativas a serem realizadas no país, a empresa está organizando

o 1º Encontro de Usuários Omicron no Brasil, que será realizado em São Paulo, entre os dias 22 e 23 de março de 2017. O evento abordará, além dos temas tradicionais e recorrentes da área, todos os aspectos relacionados a tecnologias emergentes em testes de sistemas de proteção e automação e avaliação de ativos em subestações.

No evento, os participantes poderão interagir com especialistas da empresa e da

indústria, e se informar sobre as experiências que alguns dos clientes e palestrantes compartilharão. O objetivo do encontro é combinar um alto nível de conhecimento técnico com ênfase em sessões práticas em um ambiente descontraído.

Mais informações e inscrições em www.omicronenergy.com/usuariosbrasil/

ATERRAMENTO ELÉTRICO Carlos Sotille, Luiz Pettoruti e João Zancanella

Capítulo II – ABNT NBR 7117 – Medição da resistividade e estratificação do solo • Amostragem física do solo • Método da variação da profundidade • Método dos dois eletrodos • Método dos quatro eletrodos

Ensaios em instalações elétricas industriais Luis Gamboa e Roberto Aguiar

Capítulo II – Diagnósticos e ensaios elétricos em subestações de energia industriais • Manutenção preditiva • Manutenção preventiva periódica • Localização de defeitos • Monitoramento online • Tecnologias construtivas

INTERNET DAS COISAS Adilson Batistel, Marcos Malveira e Reinaldo Sedano

Capítulo II – Smart grid – Por que sair do confinamento? • IoT potencializando as redes inteligentes • Desafios • Ações para operacionalização do smart grid/ IoT

MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS Alan Rômulo Queiroz, Eduardo César Senger e Luciene Queiroz

Capítulo II – Conceitos e definições da função manutenção • Defeitos e falhas • Manutenção corretiva • Manutenção preventiva • Manutenção de primeira linha

Fascículos

Apoio

Por Carlos Alberto Sotille, Luiz Alberto Pettoruti e João Henrique Zancanella*

Aterramento elétrico

Capítulo II ABNT NBR 7117 –

Medição da resistividade e estratificação do solo

A função básica de um sistema de

Fatores externos também podem

das curvas de resistividade), dados estes

aterramento é dissipar para o solo correntes

alterar ou influenciar a resistividade do

também necessários na determinação

oriundas de curtos-circuitos, surtos de

solo, como contaminação e compactação

dos

manobra de equipamentos, surtos de

do mesmo.

admissíveis para uma pessoa que com

origem atmosférica, etc., o que faz com que

A norma ABNT NBR 7117 tem

o estudo do solo seja fundamental para o

como escopo “ estabelecer os requisitos

potenciais

toque

passo

as instalações mantenha contato. A resistividade do solo pode ser

obtida por meio de medições diretas

(trataremos dos métodos de medições

solo”, ou seja, fornecer um caminho

a seguir) e os resultados devem ser

seja, sua resistividade varia em função de

para

resistividade

tratados matematicamente para se obter

diversos fatores, como: nível de umidade,

das diversas camadas do solo e de suas

a estratificação do solo em camadas

idade e formação geológica, temperatura,

espessuras.

paralelas ou horizontais (ver Figura 1

projeto de uma malha de aterramento que

para

deva atender aos requisitos de segurança.

determinação

Raramente, o solo é homogêneo, ou

salinidade, composição, profundidade das camadas e outros fatores naturais.

medição

da da

resistividade estratificação

quantificação

Os cálculos para o projeto de um sistema de aterramento (geometria,

– Solo real (a) e solo estratificado (b)). Os

métodos

medição

por

Um exemplo desta variação é mostrado

dimensões, etc.) são estabelecidos em

sondagem elétrica (tensão e corrente

na Tabela 1, em que se quantifica a

função das medições de resistividade

originadas

e estratificação do solo (levantamento

eletrodos colocados no solo) procuram

resistividade do solo, medida em Ω.m.

determinar

Fascículo

através

distribuição

vertical

Tabela 1 – Valores típicos de resistividade de alguns tipos de solo

de resistividade abaixo do ponto em

Tipos de solo

Faixa de resistividade (Ω.m)

estudo. De acordo com a norma e as

Água do mar

Menor do que 10

experiências de campo e pesquisas

Alagadiço, limo, húmus, lama

Até 150

realizadas, em um solo considerado

Água destilada

300

aproximadamente homogêneo, pode-se

Argila

300 – 5.000

dizer que cerca da metade da corrente

Calcário

500 – 5.000

injetada

solo

pelos

eletrodos

Areia

1.000 – 8.000

auxiliares circula a uma profundidade

Granito

1.500 – 10.000

igual

metade

distancia

Basalto

A partir de 10.000

separação dos eletrodos instalados e

Concreto(1)

Molhado: 20 – 100

que grande parte da corrente flui acima

Úmido: 300 – 1.000

da profundidade igual à separação entre

Seco: 3kΩ.m – 2MΩ.m

eles. Para solos na condição de não

A categoria molhado é típica de aplicação em ambientes externos. Valores inferiores a 50 Ω.m são considerados altamente corrosivos (1)

obtidas

homogêneos (a maioria dos tipos de solo no Brasil), essa distribuição não

Apoio

Figura 1 – Solo real (a) e solo estratificado (b).

é válida, pois a densidade de corrente varia de acordo com a distribuição das resistividades. Deve-se

ter

conta

que

Por amostragem física do solo

Uma amostra definida é tomada do

gradientes de potencial na superfície

solo (deformada e/ou indeformada),

do solo, na área de ação de um eletrodo,

podendo

são, principalmente, uma função da

comparativos com os resultados de

resistividade da camada superficial do

medições em campo pelo método dos

solo. Já para a resistência do eletrodo

quatro eletrodos. Em laboratório podem

de terra (especialmente se este for de

ser levantadas as curvas de resistividade

grandes dimensões), os gradientes de

em função da quantidade de água

potencial são função de suas dimensões

adicionada ao solo. Também se pode

e das resistividades das camadas mais

determinar a capacidade de retenção

profundas do solo.

de água da amostra, resultando em uma

A ABNT NBR 7117, em seu item 5.1.2, define as seguintes metodologias de medição:

fornecer

critérios

curva característica da resistividade versus percentual de água retida. Como o efeito de absorção de água pelo solo está relacionado ao efeito de

- Por amostragem física do solo; -

Pelo

método

variação

capilaridade, este ensaio de capacidade da

de retenção de água representa a

profundidade (ou dos três eletrodos);

umidade que o solo terá na maior parte

- Pelo método dos dois eletrodos;

do tempo, ou seja, a resistividade nessa

- Pelo método dos quatro eletrodos

porcentagem é a resistividade mais

com arranjos do tipo central, de Lee, de

representativa do solo.

Wenner e de Schlumberger – Palmer. Abordaremos todos estes métodos, sendo que o arranjo de Wenner (ou de quatro eletrodos igualmente espaçados)

Método da variação da profundidade (ou dos três eletrodos)

é o método mais conhecido e mais

Para fins práticos, a resistência de

utilizado em sondagens elétricas para

aterramento de uma haste enterrada em

determinar a resistividade específica do

um solo uniforme é dada pela equação:

solo.

Apoio

Aterramento elétrico

ρ R= 2π • L

{

4L In( ) – 1) r

{

(1)

duas vezes a resistência de cada eletrodo

“V” é medida entre os dois eletrodos

(R1e).

internos utilizando um potenciômetro ou

ρ – resistividade aparente do solo [Ω.m] L – comprimento da haste [m] r – raio da haste em metro. Neste método, os eletrodos em forma de hastes de comprimento L e raio r são espaçados (espaçamentos compatíveis com a área que se está analisando para o projeto de aterramento). eletrodos

são

aprofundados

igualmente e suas resistências são medidas

para

profundidades resistência

alta

impedância

resistividade

será

dada

pela

equação:

R – Resistência da haste

(Figura 2).

A resistividade média “ρ2e“ do solo entre os eletrodos será:

Em que:

voltímetro

cada (L).

medida

uma O

destas

valor para

de cada

profundidade refletirá a variação da

ρ2e =

RmπL

(2)

2L In( ) r

ρ1 =

Método dos quatro eletrodos (geral)

2π •V I 1+1– 1 – 1 d1 d3 (d1 + d2) (d2 + d3)

O método permite variar os arranjos dos eletrodos. Neste capítulo iniciaremos abordando o arranjo do tipo eletrodo

Mais comum e mais aplicado para

central.

medição da resistividade média de grandes volumes de terra, este método

Arranjo do eletrodo central

consiste na cravação de quatro pequenos eletrodos

pequena

profundidade,

alinhados e espaçados em intervalos

A Figura 3 exibe o arranjo, o qual,

não necessariamente iguais. Injeta-se

pela sua configuração, é indicado para

uma corrente “I” entre os dois eletrodos

prospecção a grandes profundidades ou em

externos e a diferença de potencial

locais em que a resistividade é elevada.

resistividade “aparente” em função do incremento da profundidade, a qual, se plotada em função de L, fornece uma ajuda visual para determinação da variação da resistividade do solo com a profundidade. Os valores obtidos neste método devem ser entendidos como médios e não devem ser extrapolados.

Método dos dois eletrodos (anexo D da norma)

Fascículo

Este método é indicado quando se pretende avaliar a ordem de grandeza da resistividade de pequenos volumes

Figura 2 – Método dos quatro eletrodos (geral).

de solo. Ele consiste em cravar dois eletrodos iguais de comprimento L espaçados a uma distância maior ou igual a 5 x L interligados por meio de um cabo isolado. Utilizando um instrumento do tipo alicate terrômetro, mede-se a resistência em série dos eletrodos posicionando a pinça entrelaçada ao cabo de interligação. Com esse arranjo, a resistência medida para os dois eletrodos (Rm) será

(3)

Em que: I corrente; P1 e P2 eletrodos de potencial; C1 e C2 eletrodos de corrente; Figura 3 – Arranjo do eletrodo central.

d1 d2 d3 ρ1

distância entre os eletrodos C1 e P1; distância entre os eletrodos P1 e P2; distância entre os eletrodos C2 e P2; resistividade aparente da primeira camada.

21 O eletrodo C2 é fixado no centro da área a ser medida, variando-se a posição dos eletrodos C1, P1 e P2, obedecendo-se sempre a condição de “d3 muito maior que d1 e d2". A resistividade para uma profundidade H (dada pela média aritmética das distancias d1, d2 e d3) é obtida pela equação (4), admitindo-se erro de 1%: Em que: ρ(H) =

2π • d1 • (d1 + d2) d2

x V I

(4)

No caso particular de d1 = d2, a expressão da resistividade é simplificada e reduz-se a: ρ = 4 • π • d1 • V I

(5)

No próximo capítulo serão abordados os demais arranjos, assim como alguns elementos de estudo e novas propostas para inclusão de outros métodos de medições. *Carlos Alberto Sotille é engenheiro eletricista, mestre em ciências pela COPPE – UFRJ, pesquisador, foi professor do curso de graduação em Engenharia Eletrica da Escola de Engenharia de Lins. Atualmente é Diretor Técnico da Sota Consultoria e Projetos Ltda. e membro da CE-03:102 – Comissão de estudos “Segurança em Aterramento elétrico de Subestações C.A.”, do Cobei/ABNT. Luis Alberto Pettoruti é engenheiro eletricista e eletrônico e pesquisador. Foi membro do Laboratório de Alta Tensão da Universidade Nacional de La Plata – Argentina. Atualmente, é sócio fundador e diretor técnico da Megabras Indústria Eletrônica Ltda. e membro da CE-03:102 – Comissão de estudos “Segurança em Aterramento elétrico de Subestações C.A.” do Cobei/ABNT. João Henrique Zancanella atua há mais de 30 anos no ramo elétrico em geração, transmissão e distribuição de energia. É superintendente de Marketing e Vendas da Intelli Indústria de Terminais Elétricos Ltda., membro e coordenador da CE-03:102 – Comissão de estudos “Segurança em Aterramento elétrico de Subestações C.A.”, do Cobei/ABNT. Continua na próxima edição Acompanhe todos os artigos deste fascículo em www.osetoreletrico.com.br Dúvidas, sugestões e outros comentários podem ser encaminhados para redacao@atitudeeditorial.com.br

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Ensaios em instalações elétricas industriais

Por Luis Gamboa e Roberto Aguiar*

Capítulo II Diagnósticos e ensaios elétricos em subestações de energia industriais As políticas de manutenção em instalações industriais

elétrico industrial, principalmente a subestação, com as

focam especialmente as máquinas e os equipamentos de sua

mesmas características técnicas da concessionária local. Isso

atividade fim, de modo que os programas de manutenção

ajuda muito na hora de substituir equipamentos avariados.

para os equipamentos da subestação normalmente ficam em segundo plano.

O programa de manutenção vai depender principalmente do período de indisponibilidade dos equipamentos. Algumas

Muitas indústrias fazem parcerias com as concessionárias e

indústrias têm programas anuais, ou até com periodicidade

estabelecem programas de manutenção similares. Mas isso nem

menor, de manutenção das máquinas e equipamentos. Se essas

sempre é possível, pois as diferenças operacionais e de projeto

“paradas” possibilitarem a desenergização da subestação, a

das instalações industriais costumam exigir uma metodologia

situação será confortável, com baixo custo de manutenção.

de manutenção diferenciada.

Caso contrário, será necessário investir em monitoramento

Com as exigências de melhoria da qualidade do

online e em instrumentos e técnicas de ensaios especiais,

fornecimento, as concessionárias têm procurado minimizar

encarecendo os custos de manutenção. Neste artigo, vamos

a necessidade de desligamentos para realizar manutenções

comentar desde os planos mínimos de manutenção até as

de equipamentos, abrindo espaço para o desenvolvimento

técnicas mais aprimoradas.

de novas tecnologias, tais como: monitoramento online, uso de instrumentos de ensaio multifuncionais, investimento na

Manutenção preditiva

melhoria dos equipamentos para minimizar as manutenções, As atividades mínimas de manutenção preditiva em

etc.

Fascículo

Para

concessionárias,

que

contam

com

muitas

subestações consistem em:

subestações, esses investimentos se justificam, o que não ocorre com as subestações industriais, em que estes custos

a) Inspeções visuais;

representam investimentos nem sempre viáveis. Mesmo assim, a

b) Inspeções termográficas nos equipamentos e em conexões

manutenção destas subestações é essencial para não se chegar à

elétricas;

indisponibilidade de equipamentos, como os transformadores,

c) Ensaios no óleo isolante dos equipamentos.

que, em caso de queima, podem levar semanas para serem substituídos.

As três atividades podem ser executadas com a subestação

Dispor de equipamentos reservas nas instalações industriais,

energizada. São técnicas simples e de baixo custo, com bons

principalmente transformadores, não é economicamente viável.

resultados para acompanhar o desempenho dos equipamentos.

Algumas indústrias utilizam transformadores especiais, bem diferentes dos transformadores convencionais, utilizados pelas concessionárias. Dependendo do tamanho do transformador, a troca ou recuperação em caso de falha pode levar meses. Uma boa política, quando possível, é projetar o sistema

A - Inspeções visuais Estas inspeções devem ser realizadas regularmente visando verificar o estado geral de conservação da subestação, incluindo a limpeza dos equipamentos, a qualidade da iluminação do

Apoio

pátio e a adequação dos itens de segurança (por exemplo, extintores e sinalização). Durante as inspeções visuais, devem ser verificados, entre outras coisas, a existência de vazamentos de óleo nos equipamentos, a presença de ferrugem e corrosão em equipamentos e estruturas metálicas, a existência de vibração e ruídos anormais, o nível de óleo dos principais equipamentos, o estado de conservação dos armários e canaletas, e as condições dos aterramentos (Resolução Aneel – Plano Mínimo de Manutenção). Periodicidade recomendada: mensal. B - Inspeções termográficas As inspeções termográficas em subestações permitem avaliar não apenas as conexões, mas todos os equipamentos da subestação.

Figura 1 – Sobreaquecimento de conexões em equipamentos de uma subestação.

Em um sistema elétrico energizado, a corrente gera calor por efeito Joule (W=RI2). Este calor pode ser observado com uma câmera infravermelha. Defeitos no caminho da condução de corrente (diminuição da área do condutor ou aumento na resistência das conexões) elevam o calor nestas regiões, o que aumenta a diferença de temperatura entre o componente defeituoso e o normal. A termografia é uma ferramenta poderosa na prevenção de falhas, conforme mostra a Figura 2.

Figura 2 – a) Foto normal; b) Termografia. Três dos quatro radiadores – em azul – fechados (inoperantes).

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Ensaios em instalações elétricas industriais

em andamento. Os processos identificáveis têm como origem o sobreaquecimento (pontos quentes) ou a ocorrência de descargas elétricas internas. Ver Tabela 2. Tabela 2 – Gascromatografia em óleo isolante

Figura 3 – Sobreaquecimento de para-raio.

C - Ensaios do óleo isolante Dois tipos de ensaios são realizados de forma rotineira com o óleo isolante dos transformadores, os ensaios físico-químicos (para verificar a qualidade do óleo) e o ensaio de gascromatografia (para verificar a integridade da parte ativa do transformador). Os ensaios físico-químicos de referência são relacionados na Tabela 1. Indicam a necessidade de tratamento ou substituição do óleo. Periodicidade recomendada: anual. Tabela 1 – Ensaios físico-químicos em óleo isolante

Periodicidade recomendada: anual.

Manutenção preventiva periódica Um plano de manutenção preventiva periódica é sempre recomendável e abrangente, todavia, este artigo priorizará os ensaios elétricos, os quais fornecem dados valiosos sobre a taxa de deterioração de uma peça ou equipamento elétrico. Uma vez que esta taxa é determinada, fatores de serviço podem ser ajustados e potenciais problemas evitados. Ensaios elétricos irão indicar a condição do isolamento no momento do ensaio, mas, para avaliar a real deterioração que o isolamento sofreu ao longo de sua vida útil, são necessários os dados produzidos por ensaios periódicos, desde sua instalação em campo. Estes ensaios devem ser realizados por pessoal especializado. Todas as conexões, procedimentos de limpeza, tensões de ensaio e

Fascículo

intervalos de tempo para as leituras devem ser repetidos. Ao realizar os ensaios com um método definido e corrigindo os resultados para uma temperatura padrão, as análises e os diagnósticos tornam-se mais confiáveis. Ensaios em equipamentos elétricos podem ser divididos em duas categorias, ensaios com corrente alternada (AC) e ensaios com corrente contínua (CC). Ensaios com corrente contínua são bem aceitos por causa da portabilidade dos instrumentos e devido à natureza não destrutiva. Como o potencial de teste pode ser aplicado

Gascromatografia

sem o componente reativo, ensaios em CC podem ser realizados em níveis mais elevados de tensão sem forçar o isolamento com a mesma intensidade de um ensaio de AC.

Através da análise dos gases dissolvidos no óleo isolante é

Os dois principais ensaios em CC praticados nos equipamentos

possível avaliar a condição de operação de um transformador de

de subestação são a resistência de isolamento e a medição de

potência, com a identificação de eventuais processos de falha

resistências elétricas.

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Ensaios em instalações elétricas industriais

O ensaio de resistência de isolamento, conhecido como Megger,

de resistência e reatância dos diversos equipamentos de uma

é muito popular, pela portabilidade do instrumento, pela praticidade

subestação, só recentemente foram desenvolvidos instrumentos

de sua realização e por ser aplicável ao isolamento da maioria dos

portáteis com fontes de corrente CC de faixas amplas.

equipamentos. A medição da resistência de isolamento apresenta uma boa indicação do estado da isolação de equipamentos de até

bobina (a) e ao contato de um disjuntor ou seccionadora (b).

15 kV, tais como motores, geradores, etc. Para equipamentos de alta tensão, os resultados são mais limitados e de difícil interpretação, sendo a avaliação basicamente por comparação com ensaios anteriores. A norma ABNT NBR 5380, para transformadores, considera esse ensaio como um ensaio de verificação, o qual não é válido para aceitar ou recusar o equipamento. Os resultados das medições sofrem influências consideráveis pela indução, principalmente, em subestações com tensões superiores

(a)

que 230 kV. Instrumentos modernos empregam tecnologias que são usados para reduzir o problema de indução, porém, com um impacto considerável no custo do instrumento.

(b)

Figura 4 – a) Enrolamento; b) Contato de disjuntor.

minimizam essas deficiências. Cabos com blindagens especiais

Para medir a resistência de contato de um disjuntor ou seccionadora, o ideal é uma fonte de alta corrente, acima de 100

Para melhorar o diagnóstico, principalmente nos ensaios em

A. Para transformadores, onde a medição é fortemente influenciada

transformadores, a solução foi aumentar os valores de fim de escala.

pela indutância dos enrolamentos, a fonte pode ser de até uns 15 A,

Nos instrumentos antigos, os valores giravam na faixa de 250.000

porém com potência para “carregar” os enrolamentos (de 0,05% a

MΩ. Os instrumentos mais recentes ultrapassam os 250.000 TΩ,

1% da corrente nominal) e tornar a leitura o mais estável possível.

o que possibilita a realização do ensaio de Índice de Polarização,

Os instrumentos atuais são concebidos para as medições em

que é a razão entre o valor da resistência de isolamento medida

equipamentos específicos (disjuntor, transformador ou malha de

em 10 minutos pelo valor medido em 1 minuto. Essa técnica

terra) e, após a configuração do usuário, realizam-se os ensaios

permite avaliar a corrente de absorção, que é tão importante para o

automaticamente. Como resultado disso, temos ensaios com o

diagnóstico quanto a medição da corrente de fuga.

mesmo nível de precisão dos ensaios realizados em fábrica, o que

Os instrumentos aplicam tensões de ensaio entre 1 kV e 10 kV. Quando é necessário aplicar tensões maiores, na faixa dos 100 kV, utiliza-se um instrumento semelhante, com características construtivas diferentes, em função da alta tensão de ensaio, chamado Hypot, que mede a corrente de fuga em lugar da resistência do isolamento.

Fascículo

A Figura 4 ilustra o método da queda de tensão, aplicado a uma

melhorou consideravelmente a qualidade dos diagnósticos de campo. Os instrumentos e técnicas para os ensaios em AC também evoluíram, contribuindo para o aprimoramento dos diagnósticos. As técnicas empregadas nos ensaios de fator de potência do isolamento e na medição da relação de transformação não tiveram

Esse instrumento é utilizado em ensaios de isolamento de

grande evolução, no entanto, a automação e, principalmente, o

equipamentos com alta capacitância, como cabos de energia e

desenvolvimento de novos modelos de cabos de ensaio tornaram

geradores, onde é inviável utilizar instrumentos de AC. Os ensaios

esses ensaios mais rápidos e precisos, com os possíveis erros ou

de Hypot CC são normatizados e realizados há muito tempo, porém,

desvios nos resultados sendo verificados automaticamente pelo

com o aprimoramento tecnológico, surgiram os instrumentos VLF

próprio instrumento.

(Very Low Fequency), que realizam o ensaio em cabos de energia com

A real revolução, mesmo nesses ensaios convencionais, veio

altos valores de tensão de ensaio, em baixa frequência, excitando o

com o desenvolvimento dos instrumentos multifuncionais.

isolamento como um todo, com resultados bem mais promissores.

Praticamente todos os instrumentos até agora citados foram

Dos ensaios convencionais, o que mais evoluiu em termos

incorporados em uma só unidade. Os instrumentos multifuncionais

de instrumentação foram os ensaios para medição de resistência.

são compostos basicamente de fontes de corrente e tensão (CC e

A aplicação desse ensaio no campo tem como principal objetivo

CA), com saídas e entradas de sinais e cabos apropriados para

verificar o estado das conexões, potenciais pontos de problema em

os diversos tipos de ensaio. O resto é software. Além dos ensaios

um sistema elétrico. O ensaio é realizado em praticamente todos

convencionais, é possível a realização de alguns ensaios especiais,

os equipamentos de subestação, como também para verificações na

tais como: impedância de curto-circuito em transformadores, curva

malha de terra.

de saturação de transformadores de corrente, tempos de operação

A técnica, aparentemente simples, consiste em fazer circular uma corrente CC no objeto sob ensaio e, simultaneamente, medir a queda de tensão neste objeto. Mas, para atender às características

de disjuntores, medição de resistência dinâmica em disjuntores e comutadores de tapes, etc. Um grande diferencial desses instrumentos é a possibilidade de

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variação de frequência das fontes de AC. Isso elimina os problemas de indução e possibilita o desenvolvimento de novas técnicas de ensaio. Alguns desses instrumentos multifuncionais são modulares,

também medem a carga ligada ao secundário e realizam o ensaio de exatidão em TCs de medição. Erros ou desvios nos resultados são verificados pelo instrumento.

possibilitando que o usuário especifique um instrumento personalizado. A operação do instrumento é facilitada pela apresentação do esquema de ligação dos cabos e por diagnósticos automatizados.

Figura 6 – Analisador de TCs. Foto: cortesia Omicron.

O aprimoramento tecnológico dos instrumentos permitiu dispor de novas técnicas de ensaio. As medições de resistência Figura 5 – Instrumento multifuncional. Fonte: cortesia Megger.

Os ensaios em transformadores de corrente foram muito facilitados pelo surgimento dos instrumentos analisadores de TC.

de contato e dos tempos de operação em disjuntores já podem ser realizadas com os polos aterrados (Figura 7). Isso diminui consideravelmente os problemas de indução, condição sempre crítica para ensaios em disjuntores, em subestações energizadas.

Conectados ao primário e ao secundário do TC, o instrumento

Alguns equipamentos de ensaios também possibilitam: variar o

realiza os ensaios de resistência de isolamento, relação de

range de frequência, medir os tempos de polarização e despolarização

transformação, medição da resistência elétrica do secundário

dos materiais isolantes, realizar registros vibro-acústicos, etc., trazendo

e curva de saturação automaticamente, e alguns instrumentos

para o campo técnicas antes restritas aos laboratórios e à academia.

Apoio

Fascículo

Ensaios em instalações elétricas industriais

Figura 9 – Localização de defeitos em OLTC.

Figura 7 – Ensaios em disjuntor. Polos aterrados.

Localização de defeitos em bobinas de motores e geradores

Dos instrumentos de resposta em frequência, o de maior

Bobinas de motores e de geradores podem ser avaliadas em

aplicação é o SFRA (Sweep Frequency Response Analysis), uma

campo por ensaios de resposta a impulso. A resposta a solicitações

ferramenta cada vez mais utilizada por fabricantes e concessionárias.

impulsivas mostra oscilações que dependem especialmente das

A ideia é que mudanças na parte ativa do transformador provoquem

indutâncias e capacitâncias entre espiras e entre enrolamentos.

mudanças na resposta (curva) do SFRA, particularmente, se o

Ao se comparar a resposta simultânea de duas bobinas iguais,

problema envolver deformações no enrolamento. O grande desafio é

como as de duas fases de um equipamento trifásico, as respostas

correlacionar as alterações nas curvas de resposta com a localização

aparecem superpostas na tela do instrumento. Mas, se uma delas

física do defeito.

tiver alterações de geometria ou das propriedades da isolação, num

A ampla faixa de frequências utilizadas pelo ensaio de SFRA, geralmente, de algumas dezenas de Hz até algumas dezenas de MHz,

trecho, a resposta se alterará, mostrando variações na frequência de ressonância, no perfil de amortecimento, etc.

com mais de 1000 pontos intermediários permite excitar tanto as características do núcleo, como as características do enrolamento.

Figura 10 – Registro de respostas impulsivas. Figura 8 – Localização de falhas com a técnica SFRA.

Para os comutadores de derivação em carga (OLTC), os ensaios de campo eram muito limitados, ficando restritos à

Duas ondas não coincidentes aparecerão neste caso, conforme mostra a Figura 10 (oscilograma inferior).

relação de transformação e à medição da resistência elétrica das

Sintomas, como vibrações e ruídos anormais em máquinas

derivações. Hoje se dispõem de instrumentos que possibilitam

rotativas, costumam levar à suspeita de alterações físicas no bobinado,

medir a resistência dinâmica (durante as transições), melhorando a

normalmente provocadas por solicitações eletromecânicas. Nestes

avaliação da chave de carga.

casos, a resposta impulsiva costuma ser uma ferramenta poderosa.

Outra técnica promissora e a avaliação vibro-acústica do OLTC,

Esta técnica também é aplicável a transformadores trifásicos,

técnica que permite a realização do ensaio com o transformador em

observando-se os aspectos de assimetria do núcleo magnético na

serviço. Os instrumentos possuem software de diagnóstico.

análise das respostas.

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Monitoramento online

Considerações finais

O monitoramento de diversos parâmetros dos equipamentos

Como foi verificado ao longo deste artigo, são inúmeras as

de subestação tem-se mostrado uma excelente ferramenta

técnicas de ensaios empregadas na manutenção de equipamentos de

de manutenção. Alguns dos parâmetros já consagrados são:

uma subestação industrial. Obviamente, a utilização de cada uma

monitoramento dos gases dissolvidos no óleo isolante, degradação

delas implica custos que devem ser avaliados por cada empresa.

do gás SF6, umidade do óleo isolante e do gás SF6, etc.

Contudo, conforme o tamanho da subestação de energia aumenta,

Muitas pesquisas e aplicações experimentais têm sido realizadas

mais testes devem ser incluídos nos planos de manutenção das

e, ao que tudo indica, o monitoramento será uma das principais

indústrias, a fim de se preservar a vida útil dos equipamentos,

ferramentas de manutenção dos equipamentos de subestação.

os quais, em caso de falha, podem representar dias completos de

Mas, por enquanto, o monitoramento ainda está restrito a poucos

parada total de uma planta industrial.

equipamentos de algumas concessionárias. É uma realidade distante para uma boa parte das concessionárias e para a maioria dos equipamentos instalados em subestações industriais, que contam apenas com monitoramentos básicos, como: temperatura, número de operações, indicação de pressão do SF6, etc.

Tecnologias construtivas Entre as tecnologias utilizadas para minimizar as manutenções e aumentar a vida útil dos equipamentos, podemos destacar: – Utilização do óleo vegetal isolante para transformadores; – Ampolas de vácuo para disjuntores de média e baixa tensão; – Ampola de vácuo nas chaves de carga dos OLTCs.

*Luis R. A. Gamboa é especialista com 42 anos de experiência em equipamentos de AT. Trabalhou na Copel desde 1975 e como pesquisador no Lactec a partir de 1994. Engenheiro desde 1980 pela UTFPR, hoje atua na R. de Aguiar Treinamentos e Energia, focada em Diagnósticos em Equipamentos de AT. Participa do COBEI/ABNT em normas de aterramento e como pesquisador e instrutor junto ao Lactec. Roberto Aguiar é eletrotécnico pelo CEFET/SC, especialista em AT. Trabalhou 32 anos na Copel em Engenharia de Manutenção e há mais de 23 atua como analista de Falhas em Equipamentos de AT. Participa do COBEI/ABNT em normas de Equipamentos de AT. Pesquisa e realiza cursos junto ao Lactec e Instronic de Especificação, Manutenção e Ensaios em Equipamentos de AT pela R. de Aguiar Treinamentos e Energia. Continua na próxima edição Acompanhe todos os artigos deste fascículo em www.osetoreletrico.com.br Dúvidas, sugestões e outros comentários podem ser encaminhados para redacao@atitudeeditorial.com.br

Apoio

Por Adilson Roberto Batistel, Marcos Malveira e Reinaldo Pintoni Sedano*

Internet das Coisas

Capítulo II Smart Grid - Por que sair do confinamento?

Smart

grids,

redes

elétricas

inteligentes, são os sistemas de distribuição e de transmissão de energia elétrica que foram dotados de recursos de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC) e de automação com o objetivo de ampliar a sua eficiência operacional. Devido ao alto nível de tecnologia agregado, as smart grids conseguem responder a várias demandas da sociedade moderna, tanto no que se refere às necessidades

energéticas,

quanto

Figura 1 –Domínios de smart grid. Fonte: National Institute of Standards and Technology (Nist).

relação ao desenvolvimento sustentável. No modelo conceitual representado na

As aplicações do conceito de smart

Figura 1, observamos que o fluxo de energia

grid estão apoiadas em quatro pilares

seu fornecimento.

elétrica representada pela linha tracejada

conforme descrito a seguir:

• Automação da distribuição: a automação

Fascículo

de amarelo é suportado por um fluxo de

também verificar eventuais fraudes no

da distribuição contribui para a eficiência

informações de vários atores desta cadeia

•

de fornecimento.

concessionárias

Medição

remota

inteligente:

podem

realizar

do processo de manutenção preventiva,

que, por meio do seu monitoramento,

leituras de consumo de suas unidades

suportado

a partir do sensoriamento da rede,

consumidoras

algoritmos

Este fluxo de informações é gerado

forma

remota,

por

desenvolvimento

específicos

também

equipamentos

dispensando a figura do profissional

por

telecomandados pela rede de transmissão

que faz a leitura manual do medidor.

possibilita que a rede de distribuição

e distribuição, e pelo desenvolvimento de

Proporciona a automação do serviço de

possa se auto reconfigurar, a partir de

algoritmos desenvolvidos possibilitando a

corte e religamento de energia daquelas

ocorrências que venham a acontecer.

automação da rede.

implantação

equipamentos

telecomandados,

unidades consumidoras inadimplentes.

• Tarifação diferenciada: a partir dos

Esta cadeia estruturada proporciona

Possibilita o balanceamento de cargas,

resultados

uma robustez na rede de transmissão e

cruzando as informações do consumo

inteligente, a concessionária passa a ter

distribuição de tal forma a garantir alta

das

com

visibilidade do comportamento de suas

performance no fornecimento de energia

outras medidas da rede, fornecidas pela

unidades consumidoras. Desta forma

elétrica, minimizando as interrupções.

automação da distribuição, possibilitando

pode estimulá-las a modificar seu hábito

unidades

consumidoras,

dos

dados

medição

Apoio

de consumo para uma utilização maior em horários de baixo tráfego através

Iniciativas

tia dos recursos e serviços providos pelas concessionárias de redes de transmissão

de tarifas mais atraentes ou por meio

Existem algumas iniciativas mun

de um modelo de tarifação pré-pago,

e distribuição.

diais em que as grandes potências,

Houve progressos significativos no

preservando seus ativos e, ao mesmo

como Estados Unidos, Canadá e Japão,

país relacionados à infraestrutura de

tempo,

unidade

têm investido milhões de dólares na

medição avançada (AMI), referente ao

consumidora uma gestão mais eficiente

implantação de medidores inteligentes,

primeiro degrau da escala de evolução

do seu consumo.

centros

do conceito smart grid, conforme

• Geração distribuída: neste pilar, o

autoprodução. Contudo, todas estas

apresentado na Figura 2. Os testes-

consumidor passa a gerar energia a

proporcionando

pesquisa,

incentivo

inciativas estão voltadas exclusivamente

piloto

partir da implantação de equipamentos

ao setor elétrico, objetivando maior

no Brasil utilizando soluções com

microgeração

energia

realizados

até

momento

garantia dos recursos e serviços providos

medidores inteligentes estão sendo

sua residência. Integrada à rede de

pelas

implementados

distribuição, a unidade consumidora pode

transmissão e de distribuição.

concessionárias

redes

experimentalmente

em diversas regiões do país e avaliados

gerar sua própria energia e quando esta

No Brasil, este cenário não é diferente.

por meio de projetos de P&D da

energia é mais do que suficiente para seu

Iniciadas em 2010 e previstas até 2020,

Agência Nacional de Energia Elétrica

consumo, o excedente pode ser injetado

as iniciativas voltadas para smart grid

(Aneel).

na rede de distribuição. Nesta situação, a

somam investimentos na ordem de 25

Os demais degraus da escala de

tarifação é aplicada com base na diferença

milhões de dólares e com expectativa de

evolução do conceito de smart grid

entre o total de energia que a unidade

três milhões de medidores inteligentes

necessitam

consumidora utilizou e a energia que a

implantados.

específicas e de definições regulatórias

mesma injetou na rede de distribuição

Brasil do setor elétrico estão seguindo a

no Brasil, bem como da disponibilidade

a partir do excedente produzido pelo

mesma estratégia do setor no mercado

técnica de fornecedores para soluções de

equipamento de microgeração.

internacional, objetivando maior garan

redes inteligentes.

concessionárias

ainda

análises

mais

Apoio

IoT será da ordem de 4 a 11 trilhões de

Internet das Coisas

dólares, sendo que, deste valor, cerca de 60% a 85% deste benefício ficará com empresas do setor que desenvolvem softwares e serviços e menos de 10% do valor ficará com a cadeia produtiva das empresas para prestadores de serviços de conectividade para a rede. As

concessionárias

setor

elétrico devem também se posicionar estrategicamente quanto a limitar-se em atuar nas atuais soluções M2M conectando sua infraestrutura inteligente

Figura 2 – Evolução do conceito de smart grid.

ou se lançar para soluções tecnológicas compartilhando seus dados e informações

IoT potencializando o smart grid O maior benefício da evolução

dados, fomentando um ecossistema

para um universo IoT, prestando serviços

multivendor.

de valor agregado, diversificando sua

• Cooperação entre todas as coisas: com

atuação e penetrando em outros setores e

a possibilidade de comunicação direta

serviços do mercado. posicionamento

estratégico

entre diversos tipos de dispositivos

transformação do relacionamento com

e aplicações, por meio da troca de

das empresas do setor elétrico em

o cliente por meio de novos canais de

informações e comandos de atuação,

migrar para IoT pode ser acelerado a

interação nos quais ele pode efetuar o

será possível a interação mais rápida,

partir de pressões do próprio mercado

autoatendimento via agências virtuais,

autônoma e inteligente nos dispositivos.

brasileiro, motivado pela busca da

chats, e-mails, SMS, mídias sociais e

• Invisibilidade da tecnologia: todas estas

convergência de interesses entre as

aplicativos de celulares. Neste sentido, é

características

diferentes cadeias de valor (elétrico,

fundamental definir, regular e viabilizar

que o usuário final interaja com todos

Telecom,

a internet das coisas (IoT) como recurso

estes objetos sem se preocupar com a

automobilístico, das cidades inteligentes

de aperfeiçoamento do relacionamento

tecnologia embarcada, como eles se

entre outros) encontrando nas redes

entre

comunicam ou com as complexidades

inteligentes a maneira de contribuir e

por detrás da operação.

agregar valor em seu próprio negócio.

conceito

smart

concessionária

grid

unidade

consumidora, por meio da conexão

somadas

propiciarão

com outras redes de conectividade à

eletroeletrônico,

seguros,

Isto é uma quebra de paradigma

das redes inteligentes do setor elétrico Em um estudo da McKinsey Global

e um desafio de pensamento criativo,

internet de outros setores da economia

Institute,

pois envolve uma modelagem complexa

brasileira.

Figura 3, nota-se que no ano de 2025

entre diferentes atores e setores da

o potencial de beneficio econômico,

economia brasileira e que estão fora dos

por verticais de mercado, gerado por

domínios da rede elétrica original.

Através

Fascículo

desta

abordagem,

seria

possível:

conforme

apresentado

• O compartilhamento de recursos: um recurso deve ser concebido para atender a diversas aplicações, e não para solucionar um único problema. Assim, a possibilidade do compartilhamento do recurso torna-se tão importante quanto as suas funcionalidades. • Liberdade na aplicação de dados: para que o compartilhamento de recursos ocorra,

devem

mecanismos

ser

estabelecidos

padronizados

que

possibilitem às aplicações o acesso aos

Figura 3 – Resultado do Estudo da McKinsey Global Institute.

Apoio

Internet das Coisas

Desafios Caso a estratégia da concessionária seja de oferecer novos serviços a partir da

A construção dessa visão sistêmica

rede bancária, seguradoras, fabricantes de

exigirá profissionais com conhecimento

componentes, mobilidade urbana entre

sobre as cadeias produtivas de serviços de

outras.

IoT e de processos interempresariais, cuja

integração mais ampla das soluções M2M

No momento em que todos os objetos

gestão e a operacionalização passarão a ser

com o ecossistema de veículos elétricos,

se tornarem inteligentes e a interação entre

mais complexas, uma vez que movimentará

aparelhos

inteligentes

eles não depender mais das pessoas que

diferentes setores da economia até então

e tecnologias de geração distribuída

os utilizam chegaremos à invisibilidade da

razoavelmente isolados entre si.

caracterizando IoT, é preciso estruturar um

tecnologia. Exemplo deste cenário é um

novo mindset e considerar basicamente:

aplicativo no celular do consumidor que

eletroeletrônicos

Transformando em realidade

interage com vários outros dispositivos • A instalação generalizada de medidores

Neste momento se faz necessário

independentemente da tecnologia. Será

inteligentes para que o desperdício e furto

concedida

técnicas

possibilitando

acessados e processados pelos diferentes

para a interação com o universo IoT e,

tempo real das condições de fios, cabos,

setores da economia. Neste sentido é preciso

principalmente,

transformadores e até o consumo de

definir e regular questões sobre segurança

organização já possui, objetivando o melhor

dispositivos

da informação e privacidade dos dados.

uso do smart grid.

instalados

pelos

seus

organização, ou seja, quais competências

• Uso de comunicações bidirecionais,

específicos

dados

uma autoavaliação das competências na

proprietários, os quais necessitam ser

conhecimento

dos

liberdade

aplicação

uma

de energia acabem;

gestão quais

são

essenciais

competências

possível

Identificadas as competências de IoT

controle (ligar ou desligar). Assim, as

a cooperação entre todas as coisas, na

na organização, devem-se considerar as

unidades consumidoras saberão qual é a

medida em que os objetos inteligentes

seguintes ações para início do aculturamento

tarifa daquele horário e poderão optar pela

passem a utilizar uma forma padronizada

e consequente operacionalização do smart

utilização do equipamento em horário de

grid / IoT:

menor demanda em que as tarifas serão

possibilitando novas interações.

qualquer

ambiente,

permitindo

Consequentemente,

seu

compartilhamento

será

informação,

Para que esse mindset se transforme

mais baixas;

Fascículo

da economia, tais como segurança pública,

Ação 1 – Pensamento criativo e estratégico

• Implantação de um Portal do Consumidor,

em rotina no dia a dia das pessoas e das

com aplicativos operacionais e de serviços,

coisas, um difícil caminho precisa ser

Criar a consciência e aculturamento

pelos quais os clientes possam interagir. Este

trilhado pelas organizações. É preciso haver

na organização sobre IoT promovendo

tipo de interface com o consumidor será de

uma convergência de interesses, ou seja,

inicialmente a disseminação da estratégia

grande importância para que a smart grid

empresas em diferentes setores da economia

deste contexto aos seus colaboradores, por

seja bem-sucedida;

precisam perceber que novos negócios

meio de workshop de inovação, laboratórios

•

serão possíveis de serem realizados (novos

de IoT e de um universo colaborativo.

gerenciamento de demanda;

produtos e serviços rentáveis) através da

Ou seja, criar um espaço estratégico na

• A habilitação da rede interna dos clientes,

combinação inteligente de informações

organização para pensar e criar novos

o acesso dos consumidores aos dados em

originadas da interação entre os diferentes

modelos de negócio, identificando as

suas próprias residências facilitará muito a

objetos pertencentes a cada uma das

convergências, os interesses dos diferentes

operação das redes;

empresas dos diversos segmentos de

elementos da cadeia de outros setores e os

• Automatização e controle das redes de

mercado.

interesses do consumidor final.

Implantação

programas

distribuição;

Mais uma vez é preciso que a empresa

• Gerenciamento das medições em tempo

se posicione estrategicamente em seu

Ação 2 – Estudo de viabilidade técnico-

real, inclusive dos aparelhos internos dos

segmento de atuação, definindo e regulando

econômica

clientes.

como será sua atuação em IoT. A partir da definição da estratégia, será construída uma

Planejar e realizar estudos de viabilidade

Deve ser pré-requisito neste cenário

visão sistêmica, incluindo competências

com o objetivo de viabilizar novos produtos

que os recursos não sejam mais confinados.

de gestão de negócio e de tecnologia, que

e serviços da organização. Nestes estudos

Isto é, as máquinas inteligentes devem estar

possibilitará enfrentar os desafios de custo,

de viabilidade devem ser considerados

interligadas à mesma rede de comunicação

padronização, segurança da informação

aspectos

utilizada por outras soluções dos setores

e privacidade do dado e suas respectivas

econômicos, sociais e de mercado com

implicações tecnológicas, políticas e sociais.

variáveis e cenários, maximizando o valor

regulatórios,

tecnológicos,

Apoio

e a competividade, alinhado ao plano

Ação 4 – Aplicações das tecnologias para

poderá deixar de ser das pessoas (http://

estratégico e de negócio da organização.

IoT

ssti1-1112.wikidot.com/a-internet-dascoisas)

Ação 3 – Gestão de risco, governança e

Definir a metodologia e o uso de

conformidade

plataformas e ativos tecnológicos no desenvolvimento

soluções

para

Alinhar as boas práticas de gestão de

IoT, viabilizando a interoperabilidade

mercado alinhadas às práticas disseminadas

destas mesmas plataformas e ativos da

na organização, considerando:

organização com os outros setores da economia.

• Modelagem de processos - identificar a necessidade de aprimorar seus processos internos com o objetivo de interagir com

Conclusão As mais diversas competências de uma

os diferentes setores da economia;

organização por si só não são suficientes

• A segurança da informação - definir

para garantir a evolução de seus negócios

para o universo da internet das coisas.

regular

sobre

acessibilidade

compartilhamento dos dados;

Existe a necessidade de especial

• A estratégia de TI - definir quais

cuidado no que diz respeito às tecnologias,

informações que serão disponibilizadas

pois não deverá haver desenvolvimento

para cada segmento do mercado;

de serviços que ponham em risco a

• A gestão da informação - certificar que

privacidade, a independência, o livre

as informações cheguem ao seu destino

arbítrio, a segurança e a liberdade das

de forma integra e precisa, permitindo a

pessoas. É certo que a internet será, no

tomada de decisão no momento certo.

futuro, das coisas, mas o mundo nunca

Adilson Roberto Batistel é engenheiro eletricista, especialista em Gestão e Estratégia de Empresas, com MBA Executivo em Gerência de Projetos na FGV (2006). Desde 2010 trabalha na coordenação de projetos voltados a Smart Grid e outros temas de projetos do programa de P&Ds ANEEL em grandes distribuidoras de energia elétrica. Marcos Malveira é engenheiro eletricista pela Unicamp. Atualmente, é engenheiro no CPqD e trabalha em projetos de Pesquisa e Desenvolvimento voltados para smart grid e internet das coisas. Reinaldo Pintoni Sedano possui graduação em Administração. Desde 2008 atua como consultor de tecnologia da informação e comunicação na Fundação Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações. Continua na próxima edição Acompanhe todos os artigos deste fascículo em www.osetoreletrico.com.br Dúvidas, sugestões e outros comentários podem ser encaminhados para redacao@ atitudeeditorial.com.br

Apoio

Manutenção de equipamentos elétricos

Por Alan Rômulo Queiroz, Eduardo César Senger e Luciene Queiroz*

Capítulo II Conceitos e definições da função manutenção

Conceitos básicos de manutenção

técnicas e medidas administrativas com a

as definições citadas anteriormente utilizam a

finalidade de conservar um item em seu

expressão “manter”, “restabelecer”, “conservar”,

estado, ou restabelecer este estado, no qual ele

“restaurar” ou “preservar” a função requerida

Definições sobre manutenção

possa realizar uma determinada função.

do ativo físico de um sistema. Para que o sistema técnico possa apoiar, preservar e, em última

Apesar de intuitiva, a definição de manutenção é muito diversificada. Os itens seguintes

Uma das melhores concepções de

instância aperfeiçoar as metas organizacionais,

apresentam as principais concepções sobre o

manutenção é apresentada por Gits no

é necessário conhecimento na forma da

conceito de manutenção, extraídas das principais

seu projeto a respeito dos conceitos de

correta aplicação de técnicas e medidas

referências bibliográficas sobre o assunto.

manutenção:

administrativas, o que implica no emprego

“O

processo

primário

uma

de conhecimento técnico, administrativo,

a) 10 CFR 50.65:

organização industrial é a produção em que

organizacional e, especialmente, do negócio

Um agregado de funções requeridas

a sua entrada primária (material, energia,

a que o sistema técnico da manutenção apoia.

para preservar ou restaurar a segurança,

potência humana) é transformada na saída da

confiabilidade e disponibilidade das estruturas

produção primária (o produto desejado). Este

das plantas, sistemas e componentes.

processo de transformação se utiliza de um sistema técnico.

Defeito e falha são dois conceitos

Um sistema técnico é uma coleção

relevantes no processo de manutenção,

Combinação de todas as ações técnicas e

de elementos físicos que preenchem uma

mas que, em alguns casos, são aplicados

administrativas, incluindo as de supervisão,

função específica. O estado do sistema

erroneamente como sinônimos.

destinadas a manter ou recolocar um item em

técnico é a habilidade física considerada

Defeito é qualquer anormalidade em

um estado no qual possa desempenhar uma

relevante para preenchimento de sua função.

um sistema que não o impossibilite de

função requerida.

Este estado pode ser alterado por causas

permanecer em funcionamento ou disponível

externas, envelhecimento e uso, que conduz

para a operação, mas que afete o grau de

c) AFNOR NFX 60-010:

inevitavelmente a uma saída de produção

confiabilidade e/ou desempenho especificado

A manutenção é um conjunto de ações

secundária, a demanda da manutenção.

ou esperado para esse sistema.

b) ABNT NBR 5462:

Fascículo

Defeito e falha

que permitem manter ou restabelecer um bem

Manutenção é o total de atividades

Falha é o efeito ou consequência

dentro de um estado específico, ou medida

requeridas para manter os sistemas, ou

de uma ocorrência acidental em uma

para assegurar um determinado serviço.

restaurá-los ao estado necessário para executar

instalação ou equipamento que acarreta sua

a função de produção”.

indisponibilidade operativa em condições não

d) BS EN 60300-3-14: A manutenção é uma combinação de

Independentemente da definição que se

programadas, impedindo-o de funcionar, e,

utilize de manutenção, é possível perceber que

portanto, de desempenhar suas funções em

Apoio

caráter permanente ou em caráter temporário.

destruição. Uma folga excessiva no mancal de

enquanto que o defeito, quando detectado e

Conforme o modo de falha evolui no

um motor elétrico pode levar a um roçamento

realizada a manutenção, possui um caráter

tempo, desde o seu início, consideram-se duas

do rotor na massa estatórica, podendo gerar

preventivo.

possibilidades: falhas e defeitos. Exemplos

um curto-circuito. Se não houver inter-relação

de falhas são um curto-circuito em uma

entre falhas, elas são do tipo Independente.

Moubray defende o conceito de que o(s) defeito(s) antecede(m) a(s) falha(s). Para

linha de transmissão ou a quebra do bloco

Uma das principais diferenças entre

Moubray, a falha potencial (P) equivale à

de um motor a explosão. Já defeitos podem

defeito e falha é que a falha impede o sistema

definição de defeito, e falha funcional (F)

ser exemplificados com a alteração gradual

de realizar sua função, enquanto que o defeito

corresponde à definição de falha. Por esse

da emissão catódica de um monitor de

não. A falha sempre tem um caráter corretivo,

motivo, a curva da Figura 1 é conhecida como

computador ou o desgaste na camisa de um cilindro de motor diesel. Quanto à duração da falha, ela pode ser: • Temporária (curto-circuito fase-terra ou entre fases, devido a uma causa efêmera); • Intermitente (mau contato no borne de um relé); • Permanente (lâmpada ou bobina queimada). As falhas de vários componentes podem, ou não, estar ligadas casualmente entre si. Se uma falha em um elemento induz falhas em outros, diz-se que a falha é do tipo Dependente. Por exemplo, um resistor aberto no circuito anódico de uma válvula pode levar esta à

Figura 1 – Curva P-F.

Apoio

Manutenção de equipamentos elétricos

“Curva P-F”. Em alguns casos, classificar uma ocorrência como defeito ou falha não é uma tarefa trivial, apesar de as definições serem aparentemente bem distintas: falha causa a indisponibilidade da função e defeito não. Entretanto, a classificação precisa de quando um sistema está indisponível para a função ao qual foi concebido (ou seja, em da definição dessa função, havendo regiões

e operando dentro das suas especificações.

para não permitir o estado de falha do

de incerteza em termos dessa classificação,

Já se a mesma situação se apresentar para a

equipamento. Já as atividades reativas atuam

como ilustra a Figura 2. O tamanho dessa

segunda definição, o equipamento estará em

após a ocorrência da falha do equipamento,

incerteza depende do quão clara é a

falha, pois a temperatura interna ultrapassou

desenvolvendo ações para restabelecer a

definição da função do sistema.

o limite especificado, não mais realizando a

disponibilidade do equipamento.

Por exemplo, pode-se definir a função de

função então definida.

As atividades de manutenção são realizadas utilizando as técnicas descritas na

um transformador de duas formas: Na prática, nem sempre cada função

Figura 3.

1 - Elevar a tensão de 13,8 kV para 230 kV com

de um sistema está devidamente detalhada.

potência máxima de 300 MVA;

Assim, nos casos em que a inconformidade se

2 - Elevar a tensão de 13,8 kV para 230

encontra na região nebulosa da Figura 2, um

A manutenção corretiva é definida

kV com potência máxima de 300 MVA e

tratamento pormenorizado pode ser usado

pela norma ABNT NBR 5462 como uma

temperatura interna do óleo isolante menor

para a correta classificação.

manutenção efetuada após a ocorrência de

ou igual a 80° C. Pela primeira definição, se o transformador

Fascículo

Figura 2 – Incerteza na classificação de defeito ou falha.

condição de falha) depende estritamente

uma pane destinada a recolocar um item em

Tipos de manutenção

condições de executar uma função requerida.

A manutenção é executada nas empresas uma

como

diversas

à correção de falhas funcionais e de

refrigeração encontrar-se inoperante, fazendo

atividades. Essas atividades podem ser

desempenho. Significa deixar as instalações

com que o óleo isolante superaqueça (81 °C,

classificadas através de duas abordagens:

continuarem a operar até que quebrem. O

por suposição), o transformador estará em um

atividades proativas e atividades reativas. As

trabalho de manutenção é realizado somente

estado de defeito, pois ele continua realizando

atividades proativas são aquelas executadas

após a quebra do equipamento ter ocorrido.

sua função de elevar a tensão na potência

antes de as falhas ocorrerem, desenvolvendo

de 300 MVA, estando, portanto, disponível

ações

antecipam

sua

Essas atividades são reativas, destinadas

estiver convertendo 300 MVA e o sistema de

que

combinação

Manutenção corretiva

ocorrência

Figura 3 – Técnicas de manutenção.

A manutenção corretiva pode ser dividida em duas classes:

Apoio

Manutenção de equipamentos elétricos

• Manutenção corretiva não planejada:

tão bom quanto um novo, ou em péssimas

Já a Manutenção Baseada na Condição

correção da falha de maneira aleatória, ou seja,

condições, como um equipamento degradado.

(MbC) é uma estratégia de manutenção

é a correção da falha (ou desempenho menor

O fato de a manutenção preventiva reduzir

avançada que utiliza dados de monitoração

que o esperado) após a ocorrência do fato. Esse

o risco de paradas não programadas devido

da condição dos equipamentos. O principal

tipo de manutenção implica altos custos, pois

a falhas no equipamento já a coloca como

objetivo da MbC é otimizar as atividades

causa perdas de produção e a extensão dos

uma opção melhor do que a manutenção

de manutenção e reduzir os custos através

danos aos equipamentos é usualmente maior;

corretiva em máquinas ligadas diretamente

da utilização de informações preditivas e de

planejada:

ao processo. Cabe destaque para dois pontos:

monitoramento da saúde dos equipamentos.

correção que se faz em função de um

•

Manutenção

corretiva

o primeiro é o fato de que a troca de um item

Este tipo de manutenção é geralmente

acompanhamento preditivo, detectivo ou

por tempo de uso apenas pode ser considerada

aplicado em equipamentos que apresentam

até pela decisão gerencial de se operar até a

naqueles que sofrem desgaste. Outro ponto é

deterioração durante o tempo, sendo que os

falha. Esse tipo de manutenção é planejado,

a imprevisibilidade (mesmo nos itens que

defeitos podem ser identificados antes da

sendo menos custosa do que uma intervenção

sofrem desgaste), ou seja, o ritmo de desgaste

ocorrência de uma falha.

corretiva não planejada.

pode não ser uniforme e está sujeito a muitas

baseados

curva

P-F

(representada

Qualquer que seja o tipo de manutenção

trocar uma peça ainda com muito tempo

anteriormente na Figura 1), o que significa

adotada, sempre existirá uma parte de falhas

de vida, pode ocorrer falha antes do tempo

que é necessário encontrar o intervalo onde

que necessitam de ações corretivas. Belmonte

previsto.

requer

ocorre um defeito ou falha potencial (P) e o

ratifica que a manutenção corretiva não pode

estoques de peças de reposição, elevando os

ponto onde uma falha efetivamente ocorre (F).

ser totalmente descartada principalmente por

custos relativos.

Se o intervalo de manutenção for maior que o

existirem falhas aleatórias nos equipamentos.

Essa

imprevisibilidade

Além do estoque elevado para cobrir a

intervalo P-F, provavelmente, resultará em

Em relação aos custos, uma manutenção

imprevisibilidade das falhas, a manutenção

uma falha no equipamento. Para determinar

não planejada é, em geral, de duas a três vezes

preventiva apresenta o inconveniente de

esses intervalos de inspeção, é fundamental

mais cara do que uma manutenção planejada,

intervenções muitas vezes desnecessárias,

determinar também a probabilidade de

e, em caso de quebra, o custo pode ser superior

que reduzem a produtividade e elevam o

falhas. Se o intervalo P-F é de um mês e a

a dez vezes.

custo operacional total. No entanto, esse

probabilidade de falha é 0,01 por ano, então

tipo de manutenção pode ser a melhor

pode não ser eficiente, em termos de custo,

alternativa para equipamentos e/ou peças que

realizar a inspeção todo mês.

Manutenção preventiva Segundo a norma ABNT NBR 5462,

apresentam desgaste em ritmo constante e que

Uma forma de prevenir problemas com

a manutenção preventiva é efetuada em

representam um custo baixo, em comparação

o intervalo P-F é utilizar ferramentas de

intervalos predeterminados, ou de acordo

com o custo da falha, podendo-se prever

monitoramento contínuo, conhecidas como

com critérios prescritos, destinada a reduzir

estoques adequados e seguros.

monitoramento online. Isso permite que a

a probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um item. O principal objetivo da manutenção preventiva é melhorar a confiabilidade geral

Fascículo

Os intervalos de inspeção são usualmente

variáveis. Da mesma forma que é possível

A manutenção preventiva pode ser

equipe de manutenção possa acompanhar

dividida em duas partes: a manutenção

um equipamento continuamente e realizar

periódica (baseada no tempo) e a manutenção

as manutenções quando for efetivamente

baseada na condição.

necessário. Contudo, esta solução geralmente

do sistema e prevenir repentinas e inesperadas

A manutenção periódica é baseada

apresenta um alto custo e demanda recursos

falhas, que podem ser catastróficas. Contudo,

em intervalos de tempo pré-definidos (por

humanos para acompanhamento, sendo

mesmo com a adoção de uma estratégia

exemplo, em tempo-calendário ou horas

aplicada em máquinas de grande porte.

de manutenção preventiva, não é possível

de operação), sem considerar o estado/

Uma terceira parte da manutenção

eliminar totalmente a ocorrência de falhas

condição do equipamento. A manutenção

preventiva são os testes funcionais, aplicáveis

nos equipamentos. A própria realização da

preventiva é geralmente controlada através de

principalmente

manutenção preventiva também pode inserir

planos de manutenção. Contudo, na prática,

segurança e sistemas que operam em stand-by.

falhas nos equipamentos, visto que a qualidade

as tarefas dos planos de manutenção não

Um teste funcional tem como objetivo

da intervenção depende, principalmente, de

necessariamente estão relacionadas aos modos

observar se o sistema/equipamento está

aspectos relacionados ao comportamento e

de falhas, implicando na realização de tarefas

operando conforme esperado e se necessita de

capacitação do executante da manutenção e

muitas vezes desnecessárias. Tarefas comuns

algum tipo de intervenção de manutenção.

da qualidade/confiabilidade dos componentes

em planos de manutenção preventiva são

substituídos.

inspeções e ajustes em componentes, limpeza

Após

uma

manutenção

preventiva, um equipamento pode estar

e lubrificação.

equipamentos

Manutenção de primeira linha Um tipo de intervenção comumente

Apoio

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Aula Prática

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Por Bruno Camilo, Domingos Simonetti, Lucas Encarnação e Marcelo Brunoro*

Melhoria do perfil de tensão em alimentadores residenciais Estudo de caso

em relação ao assunto. Ou seja, é evidente

qualidade da tensão na rede de distribuição

racionamento de energia elétrica, ocorrido

a necessidade de soluções técnicas mais

secundária são: a queda de tensão nos

entre anos 2001 e 2002, o sistema elétrico

completas.

alimentadores, as correntes harmônicas

passou por uma mudança profunda com

injetadas por cargas não lineares e o

a proliferação de cargas monofásicas

associação de filtros ativos e passivos,

desbalanceamento entre as fases.

não lineares em sistemas de distribuição

combinam as vantagens de ambos, uma

residenciais, em que o terceiro harmônico

vez

características

baseado em uma estratégia de controle

é geralmente o dominante. O uso intensivo

de compensação de filtros passivos e

para um filtro híbrido, a qual tem como

de equipamentos eletrônicos eficientes,

permitem a redução das características

finalidade minimizar os efeitos negativos

sem controle de injeção de harmônicos

nominais do filtro ativo. Dessa forma,

de todos os fatores supracitados sobre

de corrente, trouxe uma economia de

obtêm-se melhoras tanto em termos de

as tensões nas barras de um alimentador

energia considerável, contudo, deteriorou

custo quanto de desempenho.

residencial,

a qualidade de energia no sistema elétrico.

O uso desses equipamentos já foi

que a solução proposta não deve ser

A inserção de bancos de capacitores,

discutido em diversos trabalhos, entretanto,

proibitivamente cara ou impraticável do

que no passado era uma solução efetiva

percebe-se que a aplicação deles em

ponto de vista computacional.

para regular o nível de tensão em sistemas

sistemas de distribuição secundária ainda

de distribuição secundária, agora, começa

não foi muito explorada. Na verdade,

a se tornar um motivo de preocupação para

ainda que se tratando dessas redes, é

as concessionárias, pois a amplificação

comum que a estratégia desenvolvida leve

devido

em consideração que toda a carga fique

urbanos, é comum que os alimentadores

à ressonância entre as indutâncias da

concentrada em uma única barra, o que

residenciais possuam de cinco a sete

linha e as capacitâncias dos bancos

faz sentido para verificar a distorção de

postes, separados por distâncias de 30 m

pode trazer sérios problemas técnicos e

corrente de um único consumidor. Contudo,

a 40 m, de acordo com dados fornecidos

financeiros. Além disso, de acordo com as

para um alimentador residencial, a análise

pela EDP Escelsa. Por isso, o estudo aqui

recomendações do IEEE, as concessionárias

da distorção de tensão, do ponto de vista

realizado será feito utilizando uma rede

de energia elétrica têm a responsabilidade

da concessionária, fica prejudicada, pois o

secundária, em que o filtro híbrido é

de limitar as tensões harmônicas nas barras

local de instalação do filtro e o tipo de cabo

instalado na última barra de um alimentador

do sistema de distribuição, então é de

utilizado são fatores bastante relevantes.

radial de distribuição de 220 V, composto

se esperar que em um futuro próximo as

Alguns dos principais fatores que

por sete postes, distanciados em 40 m,

normas brasileiras tornem-se mais rigorosas

contribuem

como mostra a Figura 1.

Brasil,

principalmente

componentes

harmônicos

após

Filtros híbridos, constituídos por uma

que

melhoram

para

deterioração

Este artigo apresenta um estudo de caso

levando

consideração

Descrição da rede Em sistemas de distribuição secundários

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Figura 1 – Esquema do alimentador residencial analisado, com filtro híbrido instalado na última barra.

Considera-se que a distribuição de

de corrente de aproximadamente 20%,

Filtro híbrido

energia elétrica na rede secundária é feita

em cada barra, na condição de demanda

via condutores nus com alma de aço, 4/0

de 1 pu.

AWG, os quais apresentam indutância

elevada, e, por isso, causam quedas

são

A topologia de filtro híbrido a ser

barra

explorada neste trabalho consiste em um

que

filtro ativo, baseado em detecção de tensão,

de tensão consideráveis ao longo do

as demandas das fases B e C, em

ligado em série com um filtro passivo para

alimentador.

relação à fase A, sejam de 85% e 70%,

instalação paralela na última barra de um

As cargas lineares de cada barra

respectivamente.

alimentador de distribuição secundária.

são representadas como impedâncias

A rede de distribuição primária é

Esse é um modelo cujo circuito é

constantes, idênticas entre si, com fator

modelada como uma fonte ideal, com

bastante simples e dispensa o uso de

de potência de 0,8.

valor de tensão nominal de 13,8 kV de

transformador, sendo bastante atrativo

frequência 60 Hz, em série com uma

do ponto de vista prático, em razão dos

fonte de 0,138 kV de quinto harmônico,

seguintes

conectada

volume pequeno e baixo custo, comparado

As cargas não lineares, responsáveis

por

injetar

harmônicos

são

modeladas

como

rede,

retificadores

totais

cada

desbalanceadas

cargas

forma

transformador

fatores:

estrutura

simples,

a outras topologias mais complexas.

monofásicos com filtro capacitivo, os

13,8/0,22 kV e 75 kVA, ligado em delta/

quais representam bem as principais

estrela aterrado. A impedância da fonte

cargas harmônicas residenciais. A divisão

é calculada com base na corrente de

Filtro passivo

entre as cargas lineares e não lineares é

curto-circuito no ponto de acoplamento

O estágio passivo, neste trabalho,

feita de forma a obter uma distorção total

comum, de aproximadamente 1,2 kA.

agrega três funções:

Aula Prática

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

1) Injetar potência reativa na rede a fim de

Tabela I – Dados do filtro passivo

distribuição de baixa tensão, será utilizado

garantir níveis de tensão adequados nos

Filtro passivo (15,5 kVA)

como referência o valor de 2%, que vale

barramentos do alimentador, garantindo

1,1 mH

120 µF

240 µF

480 µF

Fator de qualidade

que a tensão eficaz de todas as barras, em qualquer situação de demanda, fique limitada entre os valores limites de 117 e 133 pu; 2) Absorver correntes harmônicas pro duzidas

pelas

cargas,

reduzindo,

por

para os demais casos. Uma vez que é necessário compensar tensões de sequência zero, é utilizado um inversor convencional, de três braços, cujo neutro está diretamente ligado ao ponto central de seu barramento CC, o qual tem

consequência, a distorção das tensões ao

como tensão nominal 90 V.

longo do alimentador;

Filtro ativo

3) Impor uma impedância elevada na

frequência fundamental para que a tensão

ativo de baixa potência nominal, no caso,

nessa frequência apareça exclusivamente

3,5 kVA, equivalente a 4,7% da potência

sobre do filtro passivo. Isso resulta em uma

nominal do sistema (75 kVA).

secundária, seria inviável instalar filtros

tensão nula na fundamental aplicada sobre

Esse filtro deverá ser sintonizado em

híbridos de potência nominal elevada,

do filtro ativo, o que reduz drasticamente a

múltiplas frequências harmônicas (3ª, 5ª, 7ª

tanto por questões espaciais, quanto

sua potência nominal.

e 9ª) a fim de reduzir a distorção total de

financeiras. Dessa forma, o ideal seria

tensão (DTT%) ao longo do alimentador, em

utilizar uma estratégia de controle efetiva

Propõe-se a utilização de um filtro

Estratégia de controle alimentadores

distribuição

especial, na barra em que está instalado.

e que, ao mesmo tempo, não exigisse um

variável, é indicado que haja diferentes

filtro híbrido demasiadamente grande.

níveis de compensação reativa. Isso é

as recomendações definidas no Prodist

obtido por meio da conexão paralela de

são mandatórias. Entretanto, conforme a

dos consumidores estiver elevada, o filtro

três capacitores, de capacitâncias C, 2C e

Tabela II, a mais rigorosa norma em relação

ativo seja mais exigido, pois, ainda que a

4C, em série com um único indutor para

a esse indicador recomenda um valor

DTT% e o FD% sejam menores, é bastante

cada fase. Essa escolha é interessante, pois

máximo de 6%. Portanto, ele será usado

provável que a potência necessária para

permite oito combinações diferentes entre

como referência.

minimizar esses problemas seja maior. Por

os capacitores, com degraus idênticos

Além disso, o filtro ativo também deve

isso, propõe-se o uso de uma estratégia

entre um estado e outro. A conexão e a

ser capaz de reduzir o fator de desequilíbrio

controle baseada no estado do banco de

desconexão de capacitores dependerão do

(FD%), por meio da compensação da

capacitores (3 bits), que está diretamente

valor da componente de sequência positiva

componente de sequência negativa da

relacionado à queda de tensão no sistema,

da tensão na última barra do sistema.

fundamental da tensão. Como não há

e que, por sua vez, é proporcional à

O controle da inserção dos capacitores

previsão na norma brasileira do valor limite

demanda. A Tabela III traz as funções ativas

é feito por pares de tiristores ligados em

para o FD% em barramentos de sistemas

(“on”) e inativas (“off”) do filtro híbrido,

Como a demanda ao longo do dia é

Para o nível de alimentação adotado,

É de se esperar quando a demanda

antiparalelo no lugar das chaves mecânicas, por serem mais precisos no instante de disparo. Essa característica é importante, pois, com o intuito de evitar transitórios de corrente e tensão acentuados, o chaveamento dos capacitores deve ser feito somente quando a tensão instantânea na rede é máxima.

O indutor foi dimensionado de modo

que a frequência de ressonância entre ele e a combinação de 2C e 4C fosse próxima de 180 Hz, ou seja, equivalente ao terceiro harmônico, que é o mais crítico. A combinação de 2C e 4C foi escolhida como referência para a sintonização no filtro, pois, na sua faixa de atuação, ela engloba a demanda de 1 pu. A Tabela I mostra os dados do filtro passivo.

Tabela II – Recomendação de DTT% em diferentes normas

Norma Nível de tensão

PRODIST

PROREDE

Módulo 8

Submódulo 2.8

V ≤ 1 kV

V ≤ 69 kV

IEEE Std 519

IEC 61000-2-2

V ≤ 1 kV

V(1ϕ) ≤ 420 V ou V(3ϕ) ≤ 690 V

DTT%

10,00

6,00

8,00

Tabela III – Funções ativas/inativas de acordo com o estado do banco de capacitores

3º h

5º h

7º h

9º h

FD%

111

off

011

off

101

off

001

off

110

off

010

off

100

off

Estado

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

de acordo com o estado do banco de capacitores.

ISh =

(1 – K)

VSh +

ZFh + (1 – K) ZSh

ZFh ZFh + (1 – K) ZSh

ILh

(3)

É interessante ainda que o filtro ativo atue

em frequências próximas à frequência de

ressonância do filtro passivo, pois, caso contrário,

o ganho K para um valor negativo elevado,

a potência consumida no estágio ativo fica muito

é possível eliminar a distorção harmônica

elevada. Por isso, um fator que deve ser levado

na tensão no terminal, seja ela proveniente

em consideração na implementação dessa

de cargas não lineares ou de uma fonte

estratégia é que, em razão de haver apenas um

distorcida.

indutor por fase, a frequência de ressonância do

filtro passivo varia de acordo com o estado do

que essa estratégia exclui também a

banco de capacitores.

possibilidade de ocorrência de ressonância

Fica claro, a partir de (2), que, ajustando

Além disso, verificando (3), percebe-se

série

paralela.

Idealmente,

restaria

A. Princípio da compensação

somente

harmônica

harmônica fluindo pela linha do sistema

causada por distorções na tensão da fonte.

Conforme mencionado anteriormente,

uma

parcela

corrente

limitar as tensões harmônicas nas barras do sistema de distribuição pode ser

B. Circuito de controle

considerado uma responsabilidade das

concessionárias de energia. Nesse caso,

vários quadros de referência síncronos

seria interessante aplicar um método que

para realizar a filtragem de múltiplos

atuasse diretamente sobre as tensões

harmônicos, foi criada uma técnica de

harmônicas

das

barras,

vez

A fim de eliminar a necessidade de

controle baseada na utilização integradores

trabalhar, por exemplo, com compensação

de sinais senoidais (SSI), que se comportam

de correntes harmônicas das cargas não

como filtros passa-faixa e garantem erro

lineares, que seria um método que poderia

estacionário nulo para entradas senoidais

ocasionar melhoras na qualidade das

em frequências especificadas. Apesar de

tensões ao longo do alimentador, porém,

essa técnica permitir a filtragem simultânea

de forma indireta. Partindo do circuito

de duas componentes harmônicas com

apresentado na Figura 2, uma maneira

somente um filtro SSI, preferiu-se utilizar um

de atuar diretamente sobre a tensão da

filtro SSI para cada frequência harmônica,

rede seria utilizar o seguinte princípio de

usando coordenadas, já que assim há maior

operação do filtro:

liberdade para selecionar o que se deseja

VAFh = K • VTh

(1)

compensar para cada faixa de demanda.

Para corrigir problemas causados por

desbalanceamentos entre as fases, em [13], mostrou-se que é possível realizar com eficácia a extração das componentes de sequência positiva, negativa e zero na frequência fundamental da tensão, por meio de uma transformada dq0 por fase, seguida de uma mudança de base para componentes de sequência. Aqui essa operação será chamada de “transformada Figura 2 - Circuito monofásico equivalente para análise do filtro híbrido.

Utilizando o princípio da superposição

chega-se às seguintes equações: VTh =

ZFh

– ZSh ZFh

VSh + ILh ZFh + (1 – K) ZSh ZFh + (1 – K) ZSh

abc - dq0(+,-,0)”. Após a extração, usa-se um filtro rejeita-faixa sintonizado em 120 Hz e um filtro passa-baixa para eliminar componentes indesejáveis resultantes do processo de heterodyning e distorções

(2)

harmônicas, respectivamente.

Com base nisso, os autores propõem

Aula Prática

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

a utilização simultânea dos SSI para

Resultados das simulações

A seguir, três condições de operação

foram simuladas:

filtragem do 3º, 5º, 7º e 9º harmônico e da transformada abc - dq(+,-) [13]

(note que o “zero” foi omitido) para

no programa PSCAD. Primeiramente, é

• Sem qualquer tipo de compensação;

compensar a componente de sequência

importante verificar a necessidade e a

• Com somente o banco de capacitores

negativa da fundamental, reduzindo

efetividade da utilização de compensação

(dimensionado

assim

simulações

foram

executadas

para

filtro

híbrido)

reativa para manter o nível de tensão do

conectado à última barra do alimentador;

inserção gradual dos capacitores é

sistema elétrico em questão dentro dos

• Com o filtro híbrido conectado à última

feita com base na componente de

padrões previstos em [7]. A Figura 4 exibe

barra do alimentador.

sequência positiva, apenas da fase A,

as tensões eficazes em cada uma das sete

obtida desta mesma transformação. A

barras do sistema com e sem o uso do filtro

frequência fundamental ω1 usada nas

passivo (o filtro ativo é omitido nesta etapa),

de tensão obtidas na última barra do

transformações é obtida por meio de

variando-se a demanda de 1,15 a 0,3 pu.

alimentador (a mais crítica) para o segundo

um circuito PLL.

Nota-se que, sem a presença do filtro

e o terceiro caso. Já a Tabela V resume as

fator

desequilíbrio.

A Figura 5 mostra as formas de onda

A Figura 3 ilustra essa metodologia de

passivo, as tensões de cinco barras no

seguintes medidas, obtidas em cada uma

controle, lembrando que as funções são

sistema chegam a níveis bem distantes da

das sete barras, na condição de demanda

utilizadas de forma seletiva, dependendo

faixa de adequação. Depois, com a inserção

de 1 pu de potência: a tensão eficaz, a

do estado do banco de capacitores. Os

do filtro passivo, as tensões de todas as

DTT% e o FD%.

ganhos dos controladores são mostrados

barras mantêm-se acima de 0,93 pu ao

Quando

na Tabela IV.

longo de toda a variação da demanda.

capacitores está conectado, as formas de

somente

banco

onda ficam extremamente distorcidas, em especial na barra 7, chegando a níveis de DTT% e FD% de 8,77% e 1,97%, respectivamente, considerando

ambos normas

elevados, vigentes,

inapropriados para fornecimento para o consumidor.

Percebe-se

também

que,

quanto mais distante do transformador, pior é o perfil de tensão.

No segundo caso, com o filtro híbrido

conectado, a DTT% é bastante reduzida, chegando ao valor de 3,96% na sétima barra. Com a estratégia de controle sugerida, o filtro não só corrige os efeitos negativos provocados pela carga não linear conectada na última barra, como também injeta correntes harmônicas que se propagam para cargas conectadas nas barras à montante, melhorando por consequência a DTT% ao longo de todo o alimentador. A melhoria do FD% também segue uma lógica semelhante, já que os Figura 3 – Metodologia de controle do filtro híbrido.

benefícios provocados pelo filtro alcançam todas as barras de maneira significativa.

Tabela IV – Ganhos dos controladores SSI e PI

A Tabela VI, por sua vez, expressa

Constantes dos controladores SSI

o comportamento do filtro híbrido e da

Ki,3

0.05

Ki,5

0.05

Ki,7

0.05

Ki,9

0.05

0.0005

sétima barra do alimentador frente à variação da demanda de 1,15 pu até 0,2 pu. Percebe-se que, com uma potência máxima de 3,5 kVA no filtro ativo, é possível obter resultados bastante satisfatórios.

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Figura 4 – Tensões eficazes nas barras sem o filtro passivo (esquerda) e com o filtro passivo (direita).

Figura 5 – Formas de onda da tensão na última barra somente com o banco de capacitores conectado (esquerda) e com o filtro híbrido conectado (direita).

Tabela V – Medidas obtidas em cada uma das sete barras, na condição de demanda de 1 pu

Sem compensações Tensão Barra

DTT%

FD%

eficaz (pu)

Com somente o banco de capacitores Tensão

FD%

DTT%

Com o filtro híbrido Tensão

eficaz

(pu)

DTT%

FD%

0,985

1,52

0,23

0,991

1,48

0,24

0,990

1,47

0,17

0,952

2,80

0,67

0,967

2,90

0,72

0,965

2,67

0,47

0,922

4,06

1,05

0,950

4,33

1,13

0,947

3,66

0,70

0,902

5,13

1,37

0,940

5,76

1,46

0,936

4,40

0,84

0,885

6,03

1,62

0,936

6,82

1,72

0,931

4,84

0,90

0,875

6,78

1,78

0,938

7,73

1,89

0,932

4,61

0,87

0,947

8,77

1,97

0,938

3,96

0,76

0,930

6,00

2,00

0,930

6,00

2,00

0,870

7,20

1,87

Limite

0,930

6,00

2,00

Na primeira condição de operação, a

capacitores. Isso significa que em toda a

DTT% ultrapassa o valor estabelecido como

faixa de demanda compreendida entre 0,5

limite até o penúltimo estado do banco de

pu e 1,15 pu, a sétima barra fica fora dos

Tabela VI – Comportamento do filtro híbrido e da sétima barra do alimentador frente à variação da demanda de 1,15 pu até 0,2 pu

Resultados da simulação com somente o banco de capacitores Nível de

Barra

tensão

DTT% máximo

FD% máximo

Resultados da simulação com o híbrido

Nível de tensão

DTT% máximo

FD% máximo

máxima no filtro

mínimo

Potência

111

0,922

9,06

2,25

0,933

3,97

0,75

3,5

011

0,940

8,60

2,02

0,931

4,09

0,80

3 2,5

101

0,937

8,20

1,80

0,931

3,66

0,90

001

0,937

8,10

1,65

0,931

3,35

0,86

110

0,938

8,35

1,38

0,932

2,90

0,90

1,6

010

0,938

7,60

1,28

0,934

1,40

1,28

0,5

100

0,938

5,25

1,15

0,935

3,97

0,90

0,8

Limite

0,930

6,00

2,00

0,930

6,00

2,00

Aula Prática

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

padrões recomendados, o que é bastante expressivo. Com a inserção do filtro híbrido, esse indicador melhora consideravelmente e a barra se mantém abaixo do limite de 6% em toda a faixa de demanda considerada. Já o FD%, que, no primeiro caso, assume valores relativamente altos para um sistema de distribuição secundária (próximos de 2%), após a inserção do equipamento estudado, mantém-se prati camente constante, em torno de 0,9%, um valor bem mais aceitável.

Conclusões

Estre trabalho apresentou um estudo de

caso baseado em um método, direcionado às

concessionárias,

para

minimizar

problemas de qualidade de energia bem comuns em alimentadores residenciais. As simulações realizadas apresentaram resultados bastante satisfatórios. Inicialmente,

constatou-se

que,

fato, em alimentadores de distribuição secundária formados por condutores nus com alma de aço, é um tanto provável que haja a necessidade de realizar compensação reativa para manter os níveis de tensão em valores adequados. Entretanto, foi mostrado que utilizar somente um banco de capacitores não resolve o problema de poluição harmônica de tensão. Aliás, viu-se que realmente essa solução pode até mesmo deteriorar a DTT%.

Com a instalação do filtro híbrido

paralelo na última barra do sistema e o uso da estratégia de controle, baseada em detecção de tensão, proposta aqui, provou-se que é possível e efetivo resolver simultaneamente os problemas de nível de tensão, DTT% e FD% ao longo de um alimentador residencial.

Além disso, verificou-se que a solução

proposta é simples, compacta e baseia-se no uso de um filtro ativo de baixa potência nominal.

Referências [1] IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, IEEE Std. 519-2014, 2014.

[2] R. Inzunza and H. Akagi, "A 6.6-kV transformerless shunt hybrid active filter for installation on a power distribution system", IEEE Trans. Power Electron., vol. 20, no. 4, pp.893- 900, 2005. [3] J. Dixon, L. Moran, J. Rodriguez, and R. Domke, “Reactive power compensation technologies: Stateof-the-art review”, Proc. IEEE, vol. 93, no. 12, pp. 2144-2164, 2005. [4] J. E. Hernandez, R. P. Kandula, F. Lambert, and D. Divan, “A practical directional third harmonic hybrid active filter for medium voltage utility applications”, IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 49, no. 6, pp. 2674-2683, 2013. [5] L. S. Caires and L. F. Encarnação, “Filtro Híbrido Trifásico a Quatro Fios Aplicado a Consumidores de Baixa Potência com Amortecimento Harmônico”, V Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos, 2014. [6] M. L. y Gonzales, I. A. Pires, and S. R. Silva, “Correntes Harmônicas em Aparelhos Eletrodomésticos,” VI Seminário Brasileiro sobre Qualidade da Energia Elétrica, 2005. [7] Agência Nacional de Energia Elétrica, Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional: Módulo 8 – Qualidade da Energia Elétrica, Brasil, 2015. [8] Operador Nacional do Sistema Elétrico, Procedimentos de Rede: Submódulo 2.8 – Gerenciamento dos indicadores de desempenho da rede básica e dos barramentos dos transformadores de fronteira, e de seus componentes, 2011. [9] IEC 61000-2-2, Part 2-2: Environment Compatibility Levels for Low Frequency Conducted Disturbances and Signalling in Public Low Voltage Power Supply Systems, IEC 61000-2-2 Standard, 2004. [10] S. Bhattacharya and D. M. Divan, "Synchronous Reference Frame Based Controller Implementation for a Hybrid Series Active Filter System", Proceedings, IEEE-IAS Annual Meeting, pp.25312540, 1995. [11] D. N. Zmood, D. G. Holmes, and G. Bode, "Frequency domain analysis of three phase linear current regularors", IEEE Transactions on Industry Applications, pp.601-610, 2001. [12] F. T. Ghetti, P. G. Barbosa, H. A. C. Braga, and A. A. Ferreira, “Estudo Comparativo de Técnicas de Controle de Corrente Aplicadas a Filtros Ativos Shunt”, XVIII Congresso Brasileiro de Automática, 2010. [13] C. Hochgraf and R. H. Lasseter, "Statcom Controls for Operation with Unbalanced Voltages", IEEE Trans. On Power Delivery, vol. 13, no.2, pp. 538-544, 1998.

Este trabalho foi originalmente apresentado durante o Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos, realizado entre os dias 22 e 25 de maio de 2016, na cidade de Natal (RN). *Bruno de César Toledo Camilo, Marcelo Brunoro, Domingos Sávio Lyrio Simonetti e Lucas Frizera Encarnação são pesquisadores do Laboratório de Eletrônica de Potência e Acionamentos Elétricos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES).

Renováveis ENERGIAS COMPLEMENTARES

Ano 1 - Edição 8 / Fevereiro de 2017

Energia eólica

Análise do impacto energético da variabilidade da produção de energia eólica no sistema elétrico brasileiro *Notícias selecionadas sobre o mundo das energias renováveis complementares eólica e solar* APOIO

Eólica

Artigo

Por Bernardo Bezerra, Bruno Borba, Celso Dall’Orto, Martha Carvalho e Yasmina El-Heri*

No Setor Elétrico Brasileiro (SEB),

Geração de energia eólica

o problema do despacho hidrotérmico

Análise do impacto energético da variabilidade da

no âmbito energético da variabilidade

produção de energia a partir do vento no sistema

considerando diferentes níveis de

é resolvido por meio da metodologia de Programação Dinâmica Dual Estocástica (PDDE), em que a única variável estocástica é a vazão afluente das hidrelétricas. A produção eólica é modelada de maneira determinística com base na expectativa de geração desta fonte. Este trabalho tem como objetivo analisar os impactos na produção de energia eólica no SEB

elétrico brasileiro através dos Custos Marginais de

penetração eólica nos próximos 15 anos. Foi

Operação (CMO) considerando diferentes níveis de

Programming (SDDP), desenvolvido pela

penetração de usinas eólicas

utilizado o modelo Stochastic Dual Dynamic empresa de consultoria PSR, que é capaz de considerar incerteza na produção eólica e nas vazões.

Metodologia Cenários de geração eólica

Os cenários (ou séries) de geração eólica

utilizados nas simulações deste trabalho foram feitos a partir de dados de medição de ventos e tratados com métodos matemáticos, probabilísticos e temporais pela PSR. Este trabalho não tem como objetivo focar no método de criação destes cenários, mas na análise da modelagem do sistema com a inserção dos cenários.

Os cenários utilizados são referentes a

quatro pontos de medição que representam quatro bacias de ventos no Brasil situadas nos seguintes estados: Rio Grande do Sul, Bahia, Ceará e Rio Grande do Norte. As séries de geração eólica foram criadas, portanto, para estes quatro estados. No total foram utilizados dois conjuntos de 20 cenários para as quatro bacias: Conjunto 1 - 20 cenários sintéticos equiprováveis criados para cada uma das quatro bacias, ou seja, 20 cenários que representam as características sazonais do Rio Grande do Sul, 20 cenários que representam as características sazonais da Bahia, etc.

Artigo

Eólica

Conjunto 2- Aumento da variabilidade

dos cenários originais (conjunto 1). Para

estados do país utilizam um dos quatro

de geração eólica referentes a 2014 e 2015

isto, foi utilizado um critério para alterar

conjuntos de séries criadas, onde para cada

disponibilizados pelo Operador Nacional do

os desvios padrões mensais dos cenários

estado foi escolhida a série criada a partir da

Sistema Elétrico (ONS) no “Boletim Mensal

baseado no coeficiente de variação mensal

região que apresenta maior proximidade. Por

de Geração Eólica”. Estes dados também

destes (cv). A metodologia consiste em

exemplo: usinas situadas em Pernambuco

mostram a variabilidade eólica ocorrida

aplicar a distribuição normal padronizada

utilizam os cenários característicos do Rio

nestes anos, e esta comparação pode ser vista

por mês nos cenários originais e depois

Grande do Norte.

através da Figura 1 e Figura 2. Percebe-se

aplicar novos desvios padrões de acordo

A verificação da representação da

que o conjunto 2 parece representar melhor a

com os valores de cv desejados. Foi

variabilidade eólica dos cenários foi feita

variabilidade ocorrida nos últimos dois anos.

escolhido o cv=40%.

através da comparação entre os dois

As usinas eólicas situadas nos demais

conjuntos de cenários utilizados e os dados

Estudo de caso

Para os estudos realizados neste trabalho

foram construídos dois casos. O caso 1 conta com a expansão prevista para o setor elétrico de acordo com o Plano Decenal de Energia (PDE) 2014, considerando o mix de fontes de energia previsto, com a entrada de aproximadamente 20 GW de energia eólica até o final do horizonte de estudo. O caso 2 é hipotético, criado com finalidade de analisar se os impactos são intensificados quando se considera a entrada de larga escala de usinas eólicas no setor, considerando a mesma garantia física em expansão, porém, somente com entrada de usinas de fontes eólicas e hídricas, contando com a entrada de Figura 1- Comparação entre geração verificada pelo ONS em 2014 com os cenários de geração eólica (Conjunto 1) utilizados para o RS, BA, CE e RN.

aproximadamente 35 GW de energia eólica até o final do horizonte de estudo.

Para cada um dos dois casos, foram feitos

dois cálculos da política operativa a fim de obter a Função de Custo Futuro (FCF) para as simulações. A 1ª FCF foi criada a partir da produção eólica determinística (apenas 1 cenário de geração eólica para cada usina, a média mensal dos cenários utilizados) e a 2ª FCF foi criada a partir da produção eólica probabilística (considerou-se os cenários de geração eólica com cv=40%). As simulações com alteração na FCF têm o objetivo de analisar o benefício de se incluir a variabilidade eólica no cálculo da política operativa.

Para a 1ª FCF, foram feitas três

simulações, uma com produção eólica determinística, e duas com variações Figura 2 - Comparação entre geração verificada pelo ONS em 2014 com os cenários com coeficiente de variação mensal de 40% (Conjunto 2) para o RS, BA, CE e RN.

na produção eólica probabilística. Estas simulações têm o objetivo de analisar o

Eólica

Artigo

impacto energético da variabilidade da

iniciais) foi baseado no PDE 2024 realizado

apenas um cenário de geração eólica

produção eólica no SEB, sendo possível

anualmente pela Empresa de Pesquisa

(utilizando a média mensal por bacia)

comparar o comportamento de alguns

Energética (EPE). E os cinco anos finais

com o objetivo de obter a FCF de base para

parâmetros do sistema quando não é

foram baseados em premissas de expansão

as simulações onde foram analisados os

considerada a variabilidade eólica e quando é

(baseadas na contratação de oferta das

impactos da variabilidade eólica. Este método

considerada a variabilidade eólica.

distribuidoras de modo a atender a demanda

representa a metodologia atual de despachar

Para a 2ª FCF foi feita apenas uma

utilizada no caso) adotadas pela PSR. Isso

as usinas no Brasil. Após este processo,

simulação considerando a produção eólica

porque o estudo da EPE fornece um plano

esta FCF é simulada considerando-se 1200

probabilística com cv=40%. Esta simulação

de expansão com horizonte de apenas dez

cenários de vazão e utilizando alterações na

para a 2ª FCF, quando comparada com a

anos (2014-2024), não abrangendo todo o

produção eólica.

mesma simulação utilizando a 1ª FCF, tem o

horizonte de simulação utilizado.

objetivo de analisar as alterações causadas

médios anuais resultantes das simulações

quando se incorpora a variabilidade eólica no

contribuições de cada fonte em porcentagem

pode ser visto na Figura 3.

cálculo da política operativa.

em relação à capacidade total instalada na

matriz, com destaque para as contribuições

eólica probabilística com cv=40%, há

Configuração de oferta e demanda dos casos

hídricas e eólica para os dois casos utilizados.

uma elevação nos custos marginais do

A configuração de demanda utilizada para os

subsistema SE chegando a uma diferença

dois casos pode ser vista na Tabela 3.

de aproximadamente 40 R$/MWh no final

O horizonte de estudo das simulações

é de 15 anos, iniciando em setembro de

As Tabelas 1 e 2 mostram as

Percebe-se que, para a produção

do horizonte, em 2030, o que implica em

2015 e finalizando em dezembro de 2030. A configuração de oferta de usinas, para o

O resultado da comparação entre os CMOs

Resultados

alterações no despacho das usinas utilizadas para suprir a demanda do sistema. Percebe-se

horizonte de curto prazo (cinco primeiros anos) foi baseada no estudo do Plano Mensal

Caso 1

também que, apesar da maior concentração

da Operação (PMO) de setembro de 2015.

Foi simulada uma política operativa

de usinas eólicas no NE, a alteração causada

O médio prazo (o restante dos dez anos

utilizando 200 cenários de vazão e inserindo

nos CMOs médios anuais do NE tem o mesmo

Tabela 1- Composição da capacidade instalada por fonte para o caso 1

Tabela 2- Composição da capacidade instalada por fonte para o caso 2

Tabela 3- Configuração de demanda dos casos utilizados

Artigo

Eólica

A política operativa foi recalculada

considerando-se os cenários de produção eólica probabilísticos com cv=40%. Depois foi feita uma simulação com 1200 cenários de vazão e os cenários de geração eólica com cv=40% utilizando esta 2ª FCF. O intuito é avaliar se inserir a variabilidade eólica no cálculo da política operativa traz algum benefício ao sistema. Figura 3 – CMOs médios anuais para o SE e NE resultantes das simulações do caso 1.

A Figura 5 mostra a comparação entre os

CMOs anuais médios do SE para as simulações probabilísticas de geração eólica com cv=40% para os casos utilizando a 1ª e a 2ª FCF, e para o caso de geração eólica determinística utilizando a 1ª FCF.

Observa-se que inserir a variabilidade

eólica no cálculo da política operativa (cálculo da FCF) ameniza os impactos que a variabilidade eólica causa nos CMOs do Figura 4 – CMOs médios anuais do SE e NE resultantes das simulações com diferentes cálculos da política operativa para o caso 1.

sistema, reduzindo a diferença existente entre o caso probabilístico com cv=40% e o caso determinístico para aproximadamente 35 R$/

impacto da alteração ocorrida nos CMOs

custos em aproximadamente 40 R$/MWh no

MWh. Desta forma, o modelo se previne melhor

médios anuais do subsistema SE, elevando os

final do horizonte de simulação.

contra os possíveis cenários de geração eólica

Eólica

Artigo pela variabilidade eólica nos CMOs médios anuais do SE e NE continuam os mesmos do caso 1. Porém, a diferença entre os custos do caso probabilístico em que cv=40% e o caso determinístico aumenta para aproximadamente 115 R$/MWh.

O mesmo processo de aprimoramento da

política operativa foi feito para este caso. A Figura 7 mostra a comparação entre os CMOs anuais médios do SE para as simulações probabilísticas de geração eólica com cv=40% para os casos utilizando a 1ª e a 2ª FCF, e para o caso de geração eólica determinística utilizando a 1ª FCF. Figura 5 - Percentis do CMO para o subsistema SE resultantes das simulações com diferentes cálculos da política operativa para o caso 1.

Inserir a variabilidade eólica no cálculo

da política operativa continua amenizando os impactos que a variabilidade eólica causa nos CMOs do sistema, diminuindo a diferença de

que podem ocorrer, conseguindo diminuir os

Caso 2

115 R$/MWh para aproximadamente 95 R$/

custos marginais de operação.

MWh.

eólicas no sistema, foram feitas simulações

resultado dos CMOs do subsistema SE para

análogas ao caso anterior, a fim de analisar

resultado dos CMOs do subsistema SE para

as 1200 séries de vazões combinadas com

se os impactos no sistema para uma alta

as 1200 séries de vazões combinadas com

as 20 séries de geração eólica para o ano de

inserção de energia eólica continuam os

as 20 séries de geração eólica para o ano de

2030. Através dela percebe-se que a política

mesmos de um sistema com uma menor

2030. Através dela percebe-se que a política

operativa calculada considerando produção

inserção desta energia. Os CMOs médios

operativa calculada considerando produção

eólica probabilística diminui a volatilidade dos

anuais podem ser vistos através da Figura 6.

eólica probabilística diminui a volatilidade dos

custos marginais.

A Figura 5 mostra os percentis do

Para o caso com aumento na inserção de

Os comportamentos do impacto causado

A Figura 8 mostra os percentis do

Figura 6 – CMOs médios anuais do SE e NE resultantes das simulações do caso 2.

Figura 7 – CMOs médios anuais do SE e NE resultantes das simulações com diferentes cálculos da política operativa para o caso 2.

Artigo

Eólica

Figura 8 - Percentis do CMO para o subsistema SE resultantes das simulações com diferentes cálculos da política operativa para o caso 2.

Conclusão

Seguidas as condições utilizadas neste

estudo, a variabilidade na produção de energia eólica causa, portanto, impactos elevados nos Custos Marginais de Operação. O primeiro

SNPTEE, p. 8, 10 2013. [3] Operador Nacional do Sistema Elétrico, 2015. Disponível em: http://www.ons.org.br/operacao/ apresentacoesPMO.aspx. [4] EPE - Empresa de Pesquisa Energética, “Plano Decenal de Expansão de Energia - 2024”, Rio de Janeiro, 2015.

método de calcular a FCF é análogo ao utilizado pelos agentes do setor, e, se inserida a variabilidade da produção de energia eólica no cálculo do despacho hidrotérmico final pode levar a aumento nos custos, porém, este

*Bernardo Bezerra é engenheiro eletricista e de produção, com mestrado e doutorado em Engenharia Elétrica pela PUC RJ. Ingressou na PSR em 2004 onde atualmente é Diretor Técnico. Bruno Soares Moreira Cesar Borba é

impacto pode ser amenizado alterando-se

engenheiro eletricista, com mestrado e doutorado em

a metodologia de criação da FCF e das

Planejamento Energético pela Universidade Federal

simulações realizadas. Portanto, considerando os resultados deste estudo, recomenda-se que:

do Rio de Janeiro (UFRJ). Atualmente é professor adjunto do departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal Fluminense (UFF). Celso Eduardo Ramos Campos Dall’Orto

1. No médio prazo os estudos energéticos passem a ser realizados considerando a variabilidade da produção eólica na simulação final, com objetivo de diagnosticar o impacto desta fonte no sistema; 2. Em um horizonte de mais longo prazo, com o aumento da penetração eólica, que a política operativa passe a ser calculada considerando a variabilidade da inserção

é engenheiro eletricista com ênfase em Telecomunicações. É especialista em geração de energia elétrica pela Universidade Federal de Itajubá, onde atualmente está terminando o mestrado em planejamento de sistemas elétricos. Martha Rosa Martins Carvalho é engenheira eletricista com ênfase em Sistemas de Potência. É mestre pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) desde 2013. Atualmente trabalha em estudos energéticos, executando atividades como projeção de preços de curto prazo

eólica, o que permite otimização da utilização

e análise de risco de racionamento na PSR.

dos reservatórios hidrelétricos.

Yasmina Suleiman El-Heri graduou-se em

Referências [1] Pereira, M. V. F.; Pinto, L. M. V. G., “Stochastic Optimization of Multireservoir Hydroelectric System – a Decomposition Approach,” Water Resource Research, vol. 21 nº 6, 1985. [2] Bezerra B., Cunha G., Ávila P., Barroso L. A., Carvalho M., e Pereira M. V., “Análise do percentual máximo para a inserção de energia eólica na matriz elétrica brasileira sob a ótica energética”, XXII

Engenharia Elétrica com ênfase em Sistemas de Potência. Trabalhou como estagiária na área de estudos energéticos do Brasil na PSR onde realizou a pesquisa que deu origem ao projeto final de graduação e posteriormente a este artigo.

Este trabalho foi originalmente apresentado durante o Brazil Windpower 2016, realizado entre os dias 30 de agosto e 1º de setembro de 2016 na cidade do Rio de Janeiro (RJ).

Renováveis

notícias

Produção eólica aumentou 55% em 2016

Capacidade instalada das usinas da fonte também passou evolui de 8.277 MW para 10.221 MW nos últimos doze meses

A produção de energia eólica

no Brasil cresceu 55,1% em 2016. Com 3.651 MW médios, o desempenho das usinas em operação no Sistema Interligado Nacional (SIN) foi 1.297 MW médios superior ao registrado em 2015, quando a geração alcançou um total de 2.347 MW médios

Este são os dados da Câmara

de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), que também indicam que, ao final de 2016, os 402 empreendimentos

Dez maiores estados produtores de energia eólica – 2016

eólicos em operação no sistema Posição

Estado

MW médios

capacidade instalada, ou seja,

1º

Rio Grande do Norte

1.206

incremento de 23,5% frente aos

2º

Bahia

693

números do ano anterior (8.277

3º

Ceará

668

MW), quando havia 325 projetos

4º

Rio Grande do Sul

519

em funcionamento no país.

5º

Piauí

331

6º

Pernambuco

170

usinas eólicas fez com que

7º

Santa Catarina

a fonte aumentasse sua

8º

Paraíba

representatividade em toda a

9º

Sergipe

geração de energia do país. Em

10º

Rio de Janeiro

alcançaram 10.221 MW em

O bom desempenho das

2016, elas representaram 6% da produção, o que significa

que alcançou 668 MW médios

confirmam o estado do Rio

seguida, aparece o Ceará com

dois pontos percentuais de

(+29%) e o Rio Grande do Sul

Grande do Norte com a maior

1.930 MW (+22,6%), a Bahia

acréscimo.

com 519 MW médios (+39%)

capacidade instalada, somando

com 1.750 MW (+21,5%) e o

produzidos no primeiro semestre.

3.181 MW, aumento de 27,5%

Rio Grande do Sul com 1.621

em relação ao ano anterior. Em

MW (+6,8%).

Desempenho por Estado

O Rio Grande do Norte

permanece como principal produtor de energia eólica no Brasil. As usinas potiguares produziram 1.206 MW médios no período, aumento de 50% em relação a 2015.

O levantamento aponta o

estado da Bahia na segunda colocação com 693 MW médios (+54%), seguido pelo Ceará

Os dados da CCEE também

Dez maiores estados em capacidade instalada de energia eólica – 2016 Posição

Estado

1º

Rio Grande do Norte

3.181

2º

Ceará

1.930

3º

Bahia

1.750

4º

Rio Grande do Sul

1.675

5º

Piauí

915

6º

Pernambuco

465,5

7º

Santa Catarina

224

8º

Paraíba

59,5

9º

Sergipe

34,5

10º

Rio de Janeiro

Renováveis

notícias

Eólica mais competitiva

ABDI criou Grupo de Trabalho para estimular setor com a meta de produzir 30 GW em 2025

reuniões, realizadas em

no nordeste brasileiro,

para o País, especialmente

do setor de energia eólica no

setembro e em dezembro do

complementação com a

para o setor industrial. “A

Brasil, a Agência Brasileira de

ano passado.

geração hidrelétrica e a

energia eólica é hoje uma das

Desenvolvimento Industrial

possibilidade de “estocagem

fontes de energia elétrica mais

(ABDI) criou um Grupo de

presidente da ABDI, Guto

indireta” de energia por

competitiva. Além disso, não

Trabalho (GT) para formular

Ferreira, a proposta do grupo

meio dos reservatórios

apenas a eólica faz bem para o

propostas e contribuir

é discutir, propor e criar

das usinas hidrelétricas.

bolso, como também para o meio

com a definição dos temas

subsídios para a formulação

“Essas características

ambiente”.

estratégicos para o setor e

de um Plano Nacional de

permitem ao Brasil lidar

para a indústria no médio e

Desenvolvimento Setorial em

melhor com a intermitência

De acordo com o especialista em

longo prazos. A perspectiva

Energia Eólica na Perspectiva

da geração eólica, que é

Desenvolvimento Produtivo e

do GT é atingir 30 GW em

da Indústria. “Ao longo do

o principal limitante de

coordenador técnico da iniciativa

2025, considerando 25,1 GW

segundo semestre de 2016,

sua difusão em sistemas

na ABDI, Jorge Boeira, a agenda

previstos no Plano Decenal

reunimos especialistas e

predominantemente

estratégica proposta pelo grupo

de Expansão de Energia (PDE

representantes do setor e

termelétricos observados

tem como objetivo auxiliar a

2025) e 5 GW que poderão

já temos o esboço desse

em outros países”, observou

discussão e a atualização de

ser exportados pela indústria

plano na perspectiva da

o presidente da ABDI.

políticas públicas de fomento do

brasileira.

indústria. O próximo passo é

setor. “O texto não é definitivo

De olho na competitividade

De acordo com o

Para a presidente

Proposta em evolução

apresentar e discutir o teor

executiva da Abeeólica,

e deve ser encarado muito

em Brasília, o GT validou o

das medidas propostas com

Elbia Gannoum, o

mais como um documento a

documento Plano Nacional de

demais representantes do

desenvolvimento da energia

ser atualizado continuamente,

Desenvolvimento Setorial em

governo federal, do setor

eólica no Brasil não é

de forma a contemplar as

Energia Eólica na Perspectiva

produtivo e com outros

apenas uma questão de

oscilações do mercado e do

da Indústria – Subsídios para

atores interessados no

planejamento energético,

ambiente de negócios para o

uma Agenda Estratégica, que

desenvolvimento da cadeia

mas um assunto estratégico

setor”, explicou Boeira.

elenca 12 temas sensíveis,

produtiva, de modo a

tais como estímulos à

reforçar a competitividade

demanda, financiamento,

da indústria brasileira

linhas de transmissão,

dedicada a fornecer bens

exportação, cadeia produtiva,

e serviços para o setor de

1. Estímulos à demanda

P&D e Inovação, dentre outros.

energia eólica”, adiantou o

2. Financiamento

presidente.

3. Linhas de transmissão

especialistas da ABDI, do

Ministério da Indústria,

Guto Ferreira, o sucesso da

4. Tributação

Comércio Exterior e Serviços

energia eólica é confirmado

(MDIC), da Agência Brasileira

pela contratação de mais de

6. Licenciamento ambiental

de Promoção de Exportações

14 GW no ambiente regulado

7. Logística

e Investimentos (ApexBrasil),

entre 2009 e 2015, uma taxa

8. Capacitação, treinamento, P&D e inovação

da Associação Brasileira

de crescimento não observada

da Indústria de Máquinas e

em outras experiências

9. Exportação

Equipamentos (Abimaq) e

no mundo. Alguns fatores

da Associação Brasileira de

explicam a vantagem da

Energia Eólica (Abeeólica), o

produção brasileira de energia

Grupo formatou o documento

eólica, como ventos mais

após discussões em duas

favoráveis, especialmente

Em reunião realizada

Composto por

Ainda, de acordo com

Os 12 temas da Agenda Estratégica para Energia Eólica são:

5. Estatística setorial e cadeia produtiva

10. Atração de investimentos 11. Cooperação internacional 12. Representação parlamentar e de Governo

Pesquisa - Equipamentos para atmosferas explosivas

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Mercado de equipamentos para atmosferas explosivas Um dos setores mais promissores de outros tempos volta a falar em crescimento. Desvalorização da moeda nacional e falta de confiança dos investidores, no entanto, são obstáculos a serem superados

O setor de atmosferas explosivas é, certamente, um dos mais regidos

e seleção de equipamentos “Ex” para utilização nestas áreas classificadas

por normas técnicas entre todos os demais segmentos elétricos. Tendo em

em unidades marítimas fixas e móveis.

vista a complexidade e os riscos envolvidos, não haveria de ser diferente.

E somente neste início de 2017, duas novas normas já foram publicadas.

muita importância para a economia brasileira, tendo em vista que áreas

Uma delas é a Norma Petrobras N-2918 – Atmosferas explosivas –

potencialmente explosivas estão presentes nos segmentos de óleo e

Classificação de áreas, documento que fixa os requisitos mínimos

gás, indústrias químicas, alimentícias, siderúrgicas, entre outros deveras

necessários para a elaboração de estudos de classificação de áreas em

significativos para a economia do país.

instalações marítimas e terrestres. Tais critérios são aplicáveis em todas

as instalações do Sistema Petrobras. Outra norma recém-publicada foi a

de fabricantes e distribuidores de equipamentos para instalações com

segunda edição da ABNT NBR IEC 61892-7 – Unidades marítimas fixas

atmosferas explosivas para obter um retrato deste setor no país.

e móveis – Instalações elétricas – Parte 7: Áreas classificadas. Esta norma

estabelece os requisitos para a elaboração de uma classificação de áreas

significativa no que diz respeito aos números deste setor. As entrevistadas

Trata-se de um segmento em constante atualização normativa e de

Este é o mercado alvo da pesquisa desta edição, que ouviu dezenas

De acordo com o levantamento, as empresas vêm sinalizando melhoria

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

apresentaram crescimento médio de 5% em 2016 na comparação com o

Principais segmentos de atuação

ano anterior e estão otimistas para este ano de 2017: preveem elevação de 14% para suas empresas. Para o mercado de equipamentos voltados para Ex como um todo, as empresas projetam crescimento médio de 9%. E a previsão de contratação é de 5%.

14%

As empresas que participaram da pesquisa informaram ainda que,

entre os produtos que têm maior procura, destacam-se os dispositivos

22%

e equipamentos para sistemas de automação (comando, controle,

Residencial

Comercial

sinalização, alarme, etc.), seguidos pelas luminárias e projetores

94%

específicos para este segmento. Quadros e painéis elétricos também

Industrial

ocupam lugar de destaque – terceira posição – no ranking dos produtos mais procurados.

Como haveria de ser, o setor industrial domina este mercado, sendo

o principal segmento de atuação, segundo apontado por 94% das pesquisadas.

Vale destacar que as projeções de crescimento supracitadas poderiam

ser muito mais otimistas se o cenário político-econômico fosse outro. Diferentemente da opinião de outros segmentos, que apontaram a crise

Assim como foi registrado nesta mesma pesquisa realizada há um

ano, a venda direta ao cliente final continua sendo o principal meio de comercialização, indicado por 86% das empresas entrevistadas. Principais canais de vendas

econômica como a grande responsável pelos números pessimistas, neste caso, as empresas indicaram a desvalorização da moeda brasileira e a falta de confiança dos investidores como os principais agentes motivadores do insucesso do mercado de equipamentos Ex, o que faz todo o sentido.

A pesquisa é publicada na íntegra nas próximas páginas – com gráficos

ilustrativos e tabelas com detalhes do estudo, como produtos oferecidos pelas empresas, certificações conquistadas e serviços disponibilizados.

Números do mercado de equipamentos para atmosferas explosivas

A indústria foi apontada por 94% dos fabricantes e distribuidores

pesquisados como o principal segmento de atuação deste mercado.

14% 17%

Internet Telemarketing Outros

19% 42%

Distribuidores / atacadistas Revendas / varejistas

53% 86%

Venda direta ao cliente final

Pesquisa - Equipamentos para atmosferas explosivas

As pesquisadas informaram ainda que, entre os produtos que têm maior procura, destacam-se os

dispositivos e equipamentos para sistemas de automação (comando, controle, sinalização, alarme, etc.), seguidos pelas luminárias e projetores específicos para este segmento. Quadros e painéis elétricos também ocupam lugar de destaque – terceira posição – no ranking dos produtos mais procurados. Produtos mais comercializados

Motores elétricos

14%

Cabos elétricos e seus acessórios Plugues e Tomadas

20%

Outros

22%

Materiais e acessórios em geral para montagem

44%

Invólucros

52%

Painéis e quadros elétricos

55%

Luminárias / Projetores

61%

Produtos, dispositivos, equipamentos para sistemas de automação

67%

A tabela a seguir mostra a opinião das fabricantes e distribuidoras de equipamentos para

atmosferas explosivas sobre o tamanho de alguns mercados específicos. Pode-se afirmar, por exemplo, que, na opinião das entrevistadas, o mercado brasileiro de invólucros fatura, no máximo, até R$ 10 milhões por ano. Confira:

Até R$ 10 milhões

De R$ 10 milhões a R$ 30 milhões

De R$ 30 milhões a R$ 50 milhões

De R$ 50 milhões a R$ 100 milhões

De R$ 100 milhões a R$ 200 milhões

De R$ 200 milhões a R$ 500 milhões

Acima de R$ 500 milhões

Tamanho anual total dos mercados de:

52%

18%

–

18%

–

13%

27%

20%

13%

20%

–

Motores elétricos

33%

–

50%

–

17%

–

Cabos elétricos e

14%

43%

14%

15%

–

14%

Produtos, dispositivos, equipamentos para sistemas de automação (comando, controle, sinalização, alarme, etc.) Painéis e quadros elétricos

seus acessórios Invólucros

40%

13%

40%

–

Luminárias/ Projetores

25%

12%

19%

38%

–

Plugues e Tomadas

36%

29%

14%

–

Materiais e acessórios em

43%

22%

21%

–

geral para montagem

Pesquisa - Equipamentos para atmosferas explosivas

Questionadas ainda sobre perspectivas de crescimento, as empresas revelaram que

apresentaram elevação média em seus resultados de 5% em 2016, na comparação com 2015, e projetam crescimento de 14% para este ano de 2017. Para o mercado de Ex como um todo, a previsão é de que haja crescimento médio de 9%. As empresas sinalizaram ainda que deverá haver mais contratações neste ano. Na média, elas projetam acréscimo de 5% em seus quadros de funcionários em 2017. Previsões de crescimento

Crescimento médio das empresas em 2016 comparado ao ano anterior

Crescimento médio das empresas em 2017

Crescimento médio do tamanho anual total do mercado de EX em 2017

14% Acréscimo ao quadro de funcionários das empresas

Diferentemente da opinião de outros segmentos, que costumam apontar a crise econômica

como a grande responsável pelos baixos números de crescimento, neste caso, as empresas indicam a desvalorização da moeda brasileira e a falta de confiança dos investidores como os principais agentes desmotivadores deste mercado de equipamentos Ex. Fatores que influenciam o mercado de equipamentos para atmosferas explosivas

Programas de incentivo do governo

Outros

16%

Desaceleração da economia brasileira

24%

Desvalorização da moeda brasileira 7%

Setor da construção civil desaquecido 11%

Projetos de infraestrutura

18%

Falta de confiança de investidores

Falta de normalização e/ou legislação

Incentivos por força de legislação ou normalização

Crise internacional

Pesquisa - Equipamentos para atmosferas explosivas

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Alpha Equipamentos Elétricos

(11) 3933-7533

www.alpha-ex.com.br

São Paulo

Atex BR

(19) 3054-7017

www.atexbr.com.br

Campinas

BS&B Safety Systems

(11) 2084-4800

www.bsbbrasil.com

São Paulo

Burndy

(11) 5515-7225

www.burndy.com

São Paulo

Central-Ex

(19) 3708-9200

www.central-ex.com.br

Campinas

Conex

(11) 2334-9393

www.conex.ind.br

São Bernardo do Campo

Dialight

(11) 44314300

www.dialight.com

Jundiaí

DNV GL

(11) 3305-3343

www.dnvgl.com.br

São Paulo

Eaton Crouse Hinds Blinda

(15) 33537070

www.blinda.com.br

Votorantim

ExSuper

(15) 4069-9447

www.exsuper.com.br

Tietê

Finder

(11) 4223-1550

www.findernet.com

são Caetano do Sul

Fortlight

(11) 2087-6000

www.fortlight.com.br

Guarulhos

JL Iluminação

(11) 2459-6040

www.lojajl.com

Guarulhos

Hummel

(15) 3322-7000

www.hummel.com.br

Tatuí

Maccomevap

(21) 2687-0070

www.maccomevap.com.br

Itaguaí

Maex Engenharia

(19) 3455-5266

www.maex.com.br

Santa Bárbara D'oeste

Melfex

(11) 4072-1933

melfex.com.br

Diadema

Naville Iluminação

(11) 2431-4500

www.naville.com.br

Guarulhos

Obo Bettermann

(15) 3335-1382

www.obo.com.br

Sorocaba

Polar Componentes Elétricos

(22) 2105-7777

www.polarb2b.com

Macaé

Proauto

(15) 3031-7400

www.proautomacao.com.br

Sorocaba

Proex

(21) 2195-9244

www.proexrio.com.br

Rio de Janeiro

Reeme Iluminação

(11) 3525-3290

www.reeme.com.br

São Paulo

Renetec Eletromecânica Ltda

(11) 4991-1999

www.renetec.com.br

Santo André

Rittal

(11) 3622-2377

www.rittal.com.br

São Paulo

Sense

(11) 2145-0400

www.sense.com.br

São Paulo

Sermatex

(11) 3933-7100

www.sermatex.com.br

São Paulo

SPTF

(11) 2065-3838

www.sptf.com.br

São Paulo

Steute do Brasil

(19) 3836.2414

www.steute.com.br

Vinhedo

Telbra Ex

(11) 2946-4646

www.telbra.com.br

São Paulo

Tramontina Eletrik S.A.

(54) 3461-8200

tramontina.com

Carlos Barbosa

Varixx

(19) 3301-6900

www.varixx.com.br

Piracicaba

Vextrom

(11) 3672-0506

www.vextrom.com.br

São Paulo

Weidmüller

(11) 4366-9600

www.weidmueller.com.br

Diadema

X X

X X X

X X

Oferece treinamento técnico para os clientes

Criciúma

Possui corpo técnico especializado para oferecer suporte aos clientes

www.agpr5.com

Importa produtos acabados

(48) 3462-3900

Exporta produtos acabados

AGPR5

Programas na área de responsabilidade social

14001 (ambiental)

Barueri

9001 (qualidade)

Cidade

www.adelco.com.br

Outros

Site

(11) 4199-7500

Internet

Telefone

Adelco

Telemarketing

Venda direta ao cliente final

Revendas / varejistas

Empresa

Estado

Certificado ISO

Principal canal de vendas

Distribuidores / atacadistas

Residencial

Comercial

Industrial

Distribuidora

Fabricante

segmento A empresa é Principal de atuação

Serviço de atendimento ao cliente por telefone e/ou internet

X X

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Plugues e Tomadas

Materiais e acessórios em geral para montagem

Outros

Luminárias / Projetores

Estado

Invólucros

Cidade

Cabos elétricos e seus acessórios

Site

Motores elétricos

Telefone

Painéis e quadros elétricos

Empresa

Produtos, dispositivos, equipamentos para sistemas de automação (comando, controle, sinalização, alarme, etc.)

Produtos para Instalaçãoes para areas classificadas (EX)

Adelco

(11) 4199-7500

www.adelco.com.br

Barueri

AGPR5

(48) 3462-3900

www.agpr5.com

Criciúma

Alpha Equipamentos Elétricos

(11) 3933-7533

www.alpha-ex.com.br

São Paulo

Atex BR

(19) 3054-7017

www.atexbr.com.br

Campinas

BS&B Safety Systems

(11) 2084-4800

www.bsbbrasil.com

São Paulo

Burndy

(11) 5515-7225

www.burndy.com

São Paulo

Central-Ex

(19) 3708-9200

www.central-ex.com.br

Campinas

Conex

(11) 2334-9393

www.conex.ind.br

São Bernardo do Campo

Dialight

(11) 44314300

www.dialight.com

Jundiaí

DNV GL

(11) 3305-3343

www.dnvgl.com.br

São Paulo

Eaton Crouse Hinds Blinda

(15) 33537070

www.blinda.com.br

Votorantim

ExSuper

(15) 4069-9447

www.exsuper.com.br

Tietê

Finder

(11) 4223-1550

www.findernet.com

são Caetano do Sul

Fortlight

(11) 2087-6000

www.fortlight.com.br

Guarulhos

JL Iluminação

(11) 2459-6040

www.lojajl.com

Guarulhos

Hummel

(15) 3322-7000

www.hummel.com.br

Tatuí

Maccomevap

(21) 2687-0070

www.maccomevap.com.br

Itaguaí

Maex Engenharia

(19) 3455-5266

www.maex.com.br

Santa Bárbara D'oeste

Melfex

(11) 4072-1933

melfex.com.br

Diadema

Naville Iluminação

(11) 2431-4500

www.naville.com.br

Guarulhos

Obo Bettermann

(15) 3335-1382

www.obo.com.br

Sorocaba

Polar Componentes Elétricos

(22) 2105-7777

www.polarb2b.com

Macaé

Proauto

(15) 3031-7400

www.proautomacao.com.br

Sorocaba

Proex

(21) 2195-9244

www.proexrio.com.br

Rio de Janeiro

Reeme Iluminação

(11) 3525-3290

www.reeme.com.br

São Paulo

Renetec Eletromecânica Ltda

(11) 4991-1999

www.renetec.com.br

Santo André

Rittal

(11) 3622-2377

www.rittal.com.br

São Paulo

Sense

(11) 2145-0400

www.sense.com.br

São Paulo

Sermatex

(11) 3933-7100

www.sermatex.com.br

São Paulo

SPTF

(11) 2065-3838

www.sptf.com.br

São Paulo

Steute do Brasil

(19) 3836.2414

www.steute.com.br

Vinhedo

Telbra Ex

(11) 2946-4646

www.telbra.com.br

São Paulo

Tramontina Eletrik S.A.

(54) 3461-8200

tramontina.com

Carlos Barbosa

Varixx

(19) 3301-6900

www.varixx.com.br

Piracicaba

Vextrom

(11) 3672-0506

www.vextrom.com.br

São Paulo

Weidmüller

(11) 4366-9600

www.weidmueller.com.br

Diadema

X X

X X X

X X

Espaço 5419

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Por Sérgio Roberto Santos*

A diferença entre o tipo do DPS e a tecnologia para fabricá-lo

Após

tempo

acompanhando

• DPS tipo 1 – Instalado na fronteira entre

a assimilação da norma ABNT NBR

as ZPR0B e ZPR1;

5419:2015, é possível perceber alguns

• DPS tipo 2 – Instalado na fronteira entre

pontos que têm causado dúvidas. Em

as ZPR1 e ZPR2;

relação à sua parte 4, muitos colegas

• DPS tipo 3 – Instalado na fronteira entre

ainda não são rigorosos ao especificarem

as ZPR2 e ZPR3.

os Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) utilizando o conceito de Zonas de

Proteção contra Raios (ZPR).

construção dos DPSs não são definidos

pela

O posicionamento dos DPSs em uma

componentes ABNT

NBR

utilizados

5419:2015.

na Estes

edificação é baseado no conceito de

dispositivos podem ser construídos a

ZPRs conforme a parte 4 da norma ABNT

partir da utilização de centelhadores,

NBR 5419:2015.

varistores ou diodos separadamente, ou

pela combinação de dois ou dos três

As ZPRs são divididas, partindo do

exterior da edificação para o seu interior,

elementos.

em função da severidade dos efeitos das

correntes de surto.

utilizado, a classificação do DPS em um

Independentemente do componente

determinado tipo é definida pelo seu

ZPR0B), a única proteção disponível

fabricante já no projeto do dispositivo, até

ao equipamento que ali se encontra

chegar, idealmente, na sua certificação

é a sua própria suportabilidade. Nas

por um organismo qualificado para tal,

zonas internas (ZPR1, ZPR2 e ZPR3),

segundo a série de normas IEC 61643,

as estruturas metálicas da edificação

cuja parte 1 conta com uma versão ABNT,

são

a norma NBR IEC 61643-1:2007.

Nas

zonas

parte,

Medidas (MPS)

externas

intencional Proteção

aumentando

(ZPR0A

não,

contra

das

Surtos

proteção

dos

O que o projetista das MPSs irá determinar é o tipo do DPS, indicando

equipamentos eletroeletrônicos.

onde ele deverá ser instalado segundo

O parâmetro mais importante de um

o conceito de ZPRs. Ao definir seu tipo,

DPS é o seu tipo, que é definido pela sua

automaticamente, estará determinando

posição na instalação, em harmonia com

se a corrente de surto do DPS foi ensaiada

as ZPRs, conforme apresentado a seguir:

na curva 10/350µs ou 8/20µs e qual o seu

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

jurídico-comercial,

nível de proteção.

Definir se o DPS terá como elemento

informações

disponíveis a partir da publicação da

edição atual não podem ser ignoradas e

varistor ou um diodo, pode ser ou

deve ser indicado aos proprietários das

não uma decisão do responsável pelo

edificações inspecionadas que DPSs que

projeto, mas esta não é uma questão

não sejam tipo I, instalados entre as ZPRs

tratada na ABNT NBR 5419:2015. O

0B e 1, fazendo a equipotencialização dos

desenvolvimento tecnológico associado

condutores que entram na edificação em

a questões econômicas determinaram

relação a sua Barra de Equipotencialização

que, atualmente, os centelhadores sejam

Principal (BEP), devem ser substituídos

utilizados apenas como DPSs tipo I,

por DPSs tipo I. Isso para evitar que as

diodos como DPSs tipo III e varistores

instalações elétricas destas edificações

tenham

sendo

sejam danificadas caso sejam atingidas

utilizados nos três tipos de DPS. Podem

por descargas atmosféricas diretas. O

existir poucas exceções para a afirmação

mesmo é válido para os DPSs de sinal nas

anterior, mas uma consulta ao catalogo

mesmas condições que também devem

dos principais fabricantes existentes no

ter sido ensaiados na curva 10/350.

mercado vai confirma-la como válida.

norma

Outro equívoco comum é utilizar

traz

informações

a terminologia de tipo nos DPSs para

protegermos nossas edificações e suas

entradas de sinal. Condutores de sinal

instalações elétricas contra os efeitos

forma

de uma descarga atmosférica. Mas para

diferente, já que a entrada de energia

compreendê-la é necessário, ao menos

normalmente é única e a informação

uma vez, lê-la completamente para ter

chega aos equipamentos por canais

uma visão geral sobre seus fundamentos.

proteção

maior

energia

centelhador,

flexibilidade

dividem-se

ABNT

NBR

5419:2015

preciosas

para

individualizados, onde o mesmo condutor passa por duas ou mais ZPRs.

Referências

• ABNT NBR 5419-1/2/3/4:2015 -

Desta forma, um projeto de MPSs,

segundo a norma ABNT NBR 5419:2015,

Proteção contra Descargas Atmosféricas;

só pode ser considerado correto se o

• Artigo “Zonas de proteção contra

projetista especificou com precisão o DPS

raios”, Revista O Setor Elétrico, Espaço

de energia através de seu tipo e o DPS

5419, edição 114, julho/2015;

de sinal pela forma de onda e nível de

• ABNT - www.abntcatalogo.com.br;

proteção, o que, infelizmente, não está

• ABNT NBR IEC 61643-1:2007,

sendo feito em inúmeros projetos.

Dispositivos de proteção contra surtos

em baixa tensão

Esta questão merece uma reflexão

por parte daqueles que inspecionam a

Parte 1: Dispositivos de proteção

Proteção contra Descargas Atmosféricas

conectados a sistemas de distribuição de

(PDA), formada pelo SPDA e pelas MPSs,

energia de baixa tensão - Requisitos de

inspeção objeto de inúmeras indagações.

desempenho e métodos de ensaio.

A ABNT NBR 5419:2005 não apresentava uma classificação dos DPSs em três níveis,

*Sergio Roberto Santos é engenheiro

na verdade, ela não se aprofundava no

eletricista e membro da comissão de estudos

assunto DPS. Mas fora qualquer aspecto

CE 03:64.10, do CB-3 da ABNT.

Proteção contra raios

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Jobson Modena é engenheiro eletricista, membro do Comitê Brasileiro de Eletricidade (Cobei), CB-3 da ABNT, onde participa atualmente como coordenador da comissão revisora da norma de proteção contra descargas atmosféricas (ABNT NBR 5419). É diretor da Guismo Engenharia | www.guismo.com.br

O presente no futuro? “Data intergaláctica 33Φ1271.

um documento, aqui resumido, com as seguintes recomendações:

Regressando da viagem ao planeta

P-841 faltando apenas alguns anos-

- Alteração no eletrodo de aterramento

luz para aportarmos na, já familiar,

para que este tivesse dimensão e topologia

doca 35, recebemos uma mensagem

adequadas a fim de dispersar correntes

da coordenação de tráfego terrestre

espúrias no solo sem causar tensões

informando problemas de danos nos

superficiais acima das suportáveis pela

componentes do inversor radi helíptico

instalação e seus operadores;

(IrH), equipamento que impediria nosso

- Estabelecimento de zonas de proteção

pouso no prazo programado. Relatos de

contra

outra nave da empresa indicavam que

de blindagem em diversos pontos das

um especialista fora chamado e que,

instalações e estruturas até o equipamento

após vários ensaios heptadimensionais,

em questão, utilizando encaminhamento

constatou que o valor da resistência

correto dos cabos de energia e de sinal,

ôhmica do eletrodo de aterramento que

eliminando possíveis laços entre esses

servia aos componentes da instalação

condutores;

era

máximo

- Otimização das interligações entre partes

determinado pelo fabricante para que o

vivas, massas metálicas e condutores

IrH funcionasse corretamente, e assim

energizados para minimizar diferenças

concluiu ser essa a causa da falha num

de tensão que eventualmente surgissem

dos difusores do IrH após a exposição do

entre componentes, a níveis suportáveis

equipamento a um pulso eletromagnético

pelos mesmos, inclusive enfatizando a

disparado intempestivamente por uma

instalação de conjuntos de DPSs para

das armas que protegem a plataforma de

atenuar possíveis surtos de modo comum

pouso.

e de modo diferencial;

superior

1Ω,

valor

campos

magnéticos,

através

Como já estávamos há mais de cinco

anos-luz fora de casa, o comandante levou

os fatos ao conhecimento do engenheiro

da plataforma decidiram pela troca do IrH

chefe, responsável pelo já renomado bom

e implementação dessas recomendações,

funcionamento de nossa nave, solicitando

o que contribuiu para chegarmos em

ao mesmo que auxiliasse na resolução da

casa seguros e com muita experiência

questão a fim de pousarmos o mais rápido

extraterrestre para compartilhar com os

possível e de forma segura.

nossos”.

Após certa discussão, os engenheiros

Após breve comunicação e troca de

informações técnicas com o pessoal

Vamos pensar até onde presente e futuro

da base, o engenheiro chefe emitiu

podem ser um só?

Energia com qualidade

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

José Starosta é diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp. jstarosta@acaoenge.com.br

A revisão do Módulo 8 – critérios de avaliação das variações de tensão de curta duração (VTCDs) – Parte 3

Nas

duas

últimas

(dezembro/2016

edições

janeiro/2017),

uma indagação quanto à pertinência da

identificação

origem

dos

tratamos sobre a nova abordagem da

eventos de VTCD, ou seja, se esses

Agência Nacional de Energia Elétrica

eventos foram originados na rede

(Aneel) na revisão 8 do módulo 8 do

da distribuidora ou nas instalações

Prodist

dos consumidores ou transmissoras.

como

qualquer

assunto

novo, nos preocupamos em interpretar

Assim, vejamos:

e mesmo questionar como seria o

Atualmente,

procedimento prático para tratar do

interrupção do fornecimento (DEC,

assunto entre as distribuidoras e os

FEC, DIC, FIC, DMIC e DICRI), se

consumidores.

Generosamente,

evento

para

caso

ocorrido

dentro

das

determinado

amigo e professor da Universidade

instalações

Federal de Uberlândia, o engenheiro

consumidor promover a interrupção de

José Rubens Macedo Jr., que, desde

terceiros, os indicadores associados

sempre, esteve intimamente envolvido

serão computados normalmente para

com o tema, nos brinda com oportunos

todos os consumidores atingidos,

comentários

exceto para o consumidor causador

que

transcrevemos

sequência:

da falha. A lógica por trás dessa definição reside no fato de que, para

1- Responsabilidade e origem do VTCD

os demais consumidores, a origem da interrupção não é mais importante do que a interrupção em si, assim como

“Observei algumas

que

dúvidas

referentes

variações

ainda e

existem

no fato de que a responsabilidade

indagações

pela manutenção da qualidade do

regulamentação

das

serviço no ponto de entrega de todos

curta

os consumidores é da distribuidora,

duração. Nos dois artigos, foi feita

independentemente da origem dos

tensão

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

eventos. Dessa forma, o que se fez

Aneel.

no caso das VTCDs foi manter a

mesma lógica atualmente vigente

a não violação do FI não significa que

para a qualidade do serviço, sendo

uma determinada planta industrial

que essa mesma lógica foi também

não tenha registrado uma parada

adotada

de processo (o contrário também é

regime permanente. Adicionalmente,

verdadeiro). Contudo, a busca por

que

um valor de referência de 1,0 pu a

para

importante

mais

VTCD

têm

90%

fenômenos destacar

dos

cada 30 dias consecutivos, para um

das

determinado barramento, garantirá

independentemente

um mínimo de gestão da rede por

da responsabilidade das mesmas em

parte das distribuidoras de forma a

relação a cada evento registrado”.

se promover a melhoria contínua da

origem

distribuidoras,

eventos

É importante enfatizar também que

rede

qualidade do produto. Destaca-se

2- Transgressão do Fator de Impacto

ainda

que

conduzidos

mesmos

pelas

esforços

distribuidoras

“Outro aspecto que notei nos

para redução do FIC e do FEC são

artigos

também válidos para redução da

publicados

pela

revista

foi a afirmação de que eventuais

incidência

transgressões do Fator de Impacto

Adicionalmente, cabe enfatizar que a

poderão resultar em multas para

medição de registros de VTCDs (caso

as distribuidoras. Na verdade, não

solicitada pelo consumidor) poderá

há nenhuma menção sobre isso na

ser

revisão 8 do módulo 8 do Prodist.

consecutivos, desde que o indicador

De qualquer forma, no caso do

FI seja contabilizado a cada 30 dias.

descumprimento das determinações

Isso é importante no caso de se

desejar analisar a sazonalidade dos

procedimentos

pela

estabelecidos (e

não

realizada

eventos

por

vários

VTCD.

meses

eventos. Porém, “via-de-regra, se o

violação dos limites estabelecidos),

consumidor está reclamando hoje é

certamente poderão ser impostas

porque os eventos estão ocorrendo

penalidades por parte da Aneel.

hoje”.

regulamentação

O Fator de Impacto é um indicador

qualitativo, o qual tem como único

objetivo evitar excessos por parte

agradecimentos

das

esclarecimentos. Certamente, outros

distribuidoras.

adoção

Prezado Jose Rubens, reitero nossos pelos no

importantes

um número único para representar

interessados

tema

também

a incidência de VTCDs teve como

apreciarão. Caro leitor, fique à vontade

objetivo a simplificação da gestão

para nos mandar seus comentários.

por parte das distribuidoras, assim

Quem sabe não poderemos abrir um

como da fiscalização por parte da

grupo de discussão sobre o tema?!

Instalações Ex

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Roberval Bulgarelli é consultor técnico e engenheiro sênior da Petrobras. É representante do Brasil no TC-31 da IEC e no IECEx e coordenador do Subcomitê SC-31 do Comitê Brasileiro de Eletricidade (Cobei).

Recuperação de roscas espanadas em invólucros à prova de explosão fabricados em alumínio Apesar dos avanços da tecnologia

manutenção e reparos de campo.

considerada frequente a ocorrência de

de injeção de plástico, ainda hoje alguns

No entanto, muitos equipamentos à

defeitos relacionados ao espanamento dos

equipamentos fabricados para instalação

prova de explosão, em especial, os de

fios das roscas de fixação dos parafusos.

em áreas classificadas contendo atmosferas

fabricação mais antiga ou aqueles que

O alumínio é frequentemente utilizado na

explosivas possuem invólucros metálicos

são fabricados utilizando antigas técnicas

fabricação destes tipos de equipamentos

fabricados em alumínio, com tradicional

de fundição em areia, possuem invólucros

com invólucros metálicos à prova de

tipo de proteção “à prova de explosão”,

metálicos

tampas

explosão por se tratar de um material que

denominado de tipo de proteção Ex “d”.

flangeadas, as quais são fixadas ao corpo

permite maiores facilidades no processo

do invólucro por meio de parafusos em aço.

mesopotâmico de fundição em areia.

à prova de explosão estão associados à

Este

com

Por se tratar de um material com

utilização de componentes centelhantes

invólucros metálicos à prova de explosão

relativamente baixa resistência mecânica

Os modernos conceitos de invólucros

tipo

alumínio,

com

equipamentos

tem sido certificado e colocado no mercado

(quando comparada, por exemplo, com

desde a década de 1920 do século passado,

a resistência do aço), as roscas que são

comutação de força ou de controle)

tendo sido utilizado com frequência em

feitas nos invólucros de alumínio para

individualmente

antigas instalações brasileiras de refinarias

fixar os parafusos de fixação (fabricados

aos

atmosferas

disjuntores,

explosivas

contatores

(tais

como

chaves

encapsulados

e plantas petroquímicas, construídas nos

requisitos da norma sobre invólucros à

anos de 1940 a 1970.

ficam “espanadas”, devido a torques que

prova de explosão ABNT NBR IEC 60079-

são aplicados pelos usuários e pelos

1. Este tipo de fabricação de componentes

invólucros metálicos Ex “d” fabricados em

profissionais

à prova de explosão encapsulados em

alumínio podem ser citados os antigos

de campo de montagem, manutenção,

plástico tornam os equipamentos mais

painéis locais de força e controle, as

inspeção ou recuperação deste tipo de

seguros, em termos de facilidades de

botoeiras locais de comando, as antigas

equipamentos “Ex”.

procedimentos de montagem, inspeção,

luminárias com lâmpadas incandescentes

ou à vapor de sódio e os motores elétricos

Atmosferas explosivas - Parte 19: Reparo,

de indução trifásicos de baixa tensão.

revisão e recuperação de equipamentos “Ex”

apresenta os requisitos e os procedimentos

invólucros

plásticos,

atendendo

Como exemplos de equipamentos com

Neste tipo de equipamento, pode ser

aço)

das

tampas

envolvidos

frequentemente

nas

atividades

A norma ABNT NBR IEC 60079-19 -

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

a serem seguidos para as atividades de revisão, reparo, recuperação e modificação de equipamentos elétricos para atmosferas explosivas, incluindo para equipamentos com invólucros à prova de explosão. Com relação aos métodos de recuperação de invólucros metálicos à prova de explosão que podem ser aplicados, esta norma indica a possibilidade de utilização de soldagem, brasagem, costura metálica, embuchamento, usinagem e eletrodeposição.

Nos frequentes casos de necessidade

de recuperação de roscas espanadas dos furos para alojamentos dos parafusos de fixação das tampas em invólucros de alumínio à prova de explosão, uma técnica muito útil é, de fato, a utilização de insertos metálicos helicoidais fabricados em aço.

de tampas dos invólucros) que tenham sido

Este tipo de dispositivo é utilizado para o

danificados além de uma extensão aceitável

reparo de roscas espanadas, por meio da

podem ser recuperados por meio de um dos

colocação, no local da rosca existente, de

seguintes métodos:

um dispositivo metálico helicoidal que tem por função “recompor” a rosca original.

• Fazendo um furo com um diâmetro maior e

refazendo a rosca com um “macho”;

Insertos roscados de aço são utilizados,

por alguns fabricantes, em invólucros à

• Fazendo um furo com um diâmetro maior,

prova de explosão fabricados em alumínio,

refazendo a rosca com um “macho” e

a fim de evitar o desgaste das roscas no

instalando um inserto metálico helicoidal

invólucro de alumínio, quando a tampa

com uma rosca própria, a qual passe no

do invólucro é destinada a ser aberta e

ensaio apropriado de tração, de acordo

fechada durante a execução das atividades

com o especificado pelo fabricante do

inserto metálico helicoidal;

campo

instalação,

inspeção,

manutenção, reparos ou revisão.

• Fazendo um furo com um diâmetro maior,

plugueando o furo, executando um novo

Nos casos de invólucros à prova de

explosão de alumínio com parafusos de

furo e refazendo a rosca;

aço, a melhor opção para fabricação ou

• Fechando o furo existente por meio de um

recuperação é frequentemente a utilização

plugue e executando um novo furo e uma

de insertos roscados de aço. Nestes casos,

rosca em outro local;

os pontos de contato entre as roscas do

• Executando uma solda de fechamento do

metal macio do invólucro de alumínio e do

furo existente, executando um novo furo e

metal duro do parafuso de aço não são

rosqueando o novo furo.

submetidos a esforços e desgastes, nos casos frequentes de abertura e fechamento

do invólucro à prova de explosão.

internacional “Ex” da IEC, o IECEx, foi

No âmbito do sistema de certificação

Com relação a requisitos de serviços

apresentada ao Grupo do Conselho de

de recuperação de equipamentos “Ex”, é

Técnico (ExTAG – Testing and Assessment

indicado na ABNT NBR IEC 60079-19 que,

Group), em 2015, uma consulta sobre a

dependendo do tipo de proteção “Ex” existente

possibilidade de utilização destes insertos

no equipamento a ser recuperado, que os furos

helicoidais fabricados em aço em furos

roscados para dispositivos de fixação (como

roscados em invólucros Ex “d” fabricados

por exemplo para alojar parafusos de fixação

em alumínio.

Instalações Ex

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Após discussões sobre o assunto, levando em consideração os aspectos de segurança e de proteção requeridos por estes equipamentos, bem como o fato de que tradicionais laboratórios e organismos de certificação “Ex” da Alemanha já praticam a avaliação e a certificação de

equipamentos

“d”

utilizando

estes dispositivos de insertos metálicos helicoidais, de acordo com a Folha de Decisão IECEx ExTAG DS 2015/006,

Figura 1 – Exemplos de furos em superfícies de juntas flangeadas de invólucros metálicos à prova de explosão - Ex “d” (ABNT NBR IEC 60079-1).

nestes casos, a utilização de insertos de aço roscados em invólucro de alumínio Ex “d” é permitida, desde que:

• Se o diâmetro externo do inserto roscado

parafusos, proporcionando uma maior vida

de aço for maior que o diâmetro cego

útil das roscas e uma menor ocorrência de

• Os desenhos de certificação do fabricante

do furo para o dispositivo de fixação, a

“espanamentos” das roscas que de outra

necessitam

sobre

dimensão “L” mostrada nas Figuras 3 e 4

forma são feitas diretamente no alumínio

os detalhes da instalação de insertos

(Exemplos de furos em superfícies de juntas

dos invólucros Ex “d”.

roscados de aço e necessitam indicar uma

flangeadas de invólucros metálicos à prova

classe tolerância de 6H para a rosca de

de explosão) da ABNT NBR IEC 60079-

recebimento no invólucro de alumínio Ex “d”

1/2016 deve ser aplicada para o diâmetro

helicoidais fabricados em aço ainda não é

e uma classe de tolerância 6g para a rosca

externo do inserto roscado metálico.

previsto na atual Edição 7.0 (publicada pela

de recebimento no inserto roscado de aço

aço

IEC em 2014) da IEC 60079-1 (Invólucros

(NBR ISO 965-3).

necessitam ser efetivamente fixados, de tal

à prova de explosão com tipo de proteção

• No processo de fabricação do fabricante a

forma que evite o seu afrouxamento quando

Ex “d”), estando previsto para ser incluído

classe de tolerância 6H do inserto roscado

o parafuso for inserido ou extraído. Um

na próxima edição.

de aço, instalado em sua posição final,

requisito necessita ser incluído no manual

Na seção 9.2 da ABNT NBR IEC

necessita ser verificado com um calibre de

de Instruções do fabricante do invólucro Ex

60079-0 (Dispositivos especiais de fixação)

rosca ou pela documentação do fornecedor

“d” para que seja verificado que o inserto

é indicado que, no caso de qualquer das

do inserto roscado, de acordo com a

roscado de aço não tenha se soltado

Normas para o tipo específico de proteção

Norma ABNT NBR ISO/IEC 17050-1 -

quando o parafuso é inserido ou extraído

“Ex” requerer um dispositivo especial de

Avaliação da conformidade - Declaração

do inserto roscado de aço. Em caso de

fixação, este dispositivo deve possuir rosca

de conformidade de fornecedor - Parte 1:

afrouxamento do inserto roscado de aço, o

do tipo métrica, com passo grosseiro de

Requisitos gerais.

fabricante do invólucro de alumínio Ex “d”

acordo com a ABNT NBR ISO 262, com

• Se aplicável, os requisitos da Seção

necessita ser informado.

um ajuste de tolerância de 6g/6H, de

11.7 (Dispositivos de fixação e aberturas)

acordo com a NBR ISO 965-1 e com a

da ABNT NBR IEC 60079-1/2016 devem

roscados metálicos não são permitidos de

NBR ISO 965-3.

ser aplicados sobre o furo cego feito para

fazerem parte de uma junta de passagem

receber o inserto roscado metálico.

de chama à prova de explosão, de acordo

aplicável somente para a rosca (macho) do

• O invólucro completo montado, incluindo

com a Seção 5.3 (Juntas roscadas) da

parafuso e para a respectiva rosca (fêmea)

os insertos roscados de aço necessita

norma ABNT NBR IEC 60079-1/2016.

do invólucro. No caso de utilização de um

suportar os ensaios de sobrepressão,

inserto metálico helicoidal, a rosca interna

definidos na ABNT NBR IEC 60079-1.

parte

(fêmea) necessita atender ao requisito de

•

incluir

requerido,

informações

invólucro

insertos

roscados

Deve ser ressaltado que os insertos

Este tipo de consulta tem como base experiências

existentes

por

Deve ser ressaltado que este requisito utilização

insertos

metálicos

O ajuste de tolerância de 6g/6H é

metálico

de diversos fabricantes de invólucros

classe de tolerância 6H e a rosca externa

completo, incluindo os insertos metálicos,

Ex “d” em alumínio, onde é verificado

(macho) necessita atender à classe de

necessita suportar o ensaio de rotina de

que a instalação de insertos helicoidais

tolerância 6g, como mostrado na Figura

sobrepressão, definidos na ABNT NBR IEC

fabricados em aço apresenta uma maior

1 da norma ABNT NBR IEC 60079-0,

60079-1.

resistência

indicada na seguir.

mecânica

torque

dos

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

que

são

minimizadas

ocorrências

de espanamento das frágeis roscas em invólucros de alumínio, o que compromete seriamente a fixação dos parafusos e das tampas, comprometendo, dessa forma, o MESG (Maximum Experimental Safe Gap) e a área de passagem de chama, o que pode resultar na propagação para o meio externo de uma eventual explosão que possa ocorrer no interior de um invólucro metálico Ex “d”. Figura 2 - Tolerâncias e folgas de roscas para dispositivos de fixação roscados em invólucros “Ex” ABNT NBR IEC 60079-0.

Com

utilização

requisitos

aumentando também a confiabilidade e

indicados para a utilização de insertos

a segurança dos invólucros metálicos Ex

roscados metálicos em invólucros de

“d”.

equipamentos com invólucros à prova

de explosão fabricados em alumínio,

dos

a durabilidade das roscas é elevada,

de equipamento Ex “e”, na medida em

Esta boa prática colabora na elevação níveis

segurança

deste

tipo

Mais informações sobre a utilização de

insertos roscados metálicos em invólucros de alumínio com tipo de proteção à prova de explosão fabricados em alumínio podem ser encontrados na Folha de Decisão IECEx ExTAG DS 2015/006, disponível em português do Brasil, para acesso público, no website do IECEx: h t t p : / / w w w. i e c e x . c o m / d o c s / E x TA G _ DS_2015_006_Thread_Inserts_pt.pdf

Proteção, automação e controle

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Marcelo Eduardo de Carvalho Paulino é engenheiro eletricista e especialista em manutenção de sistemas elétricos pela Escola Federal de Engenharia de Itajubá (EFEI), atual Unifei. É gerente de aplicações da Omicron electronics. marcelo@techmarc.com.br

Os desafios da implementação de um sistema de automação de subestações digitais

no futuro sem a necessidade de excessivas

caso

que o futuro diga a verdade e avalie

Certa vez Nikola Tesla disse: “deixem

atualizações desnecessárias do DSAS.

mínimo dos profissionais envolvidos nesse

cada um de acordo com o seu trabalho e

Novamente, como escrevemos nesta

processo. Entretanto, esse conhecimento

realizações”, mas não temos todo esse

coluna em ocasiões passadas, o resultado

deve ser suficiente para que a empresa

tempo e precisamos realizar muitas coisas

é determinado pelo nível de conhecimento

possa

neste momento.

dos

processo.

avaliar as propostas de maneira técnica e

razões, temos nos deparado com desafios

Igualmente, dependo da profundidade

econômica adequadamente e supervisionar

importantes quando uma empresa do

do conhecimento desses, é determinada

a qualidade dos fornecimentos realizados

setor elétrico necessita implementar um

a abordagem utilizada na implementação

pelos terceirizados.

Sistemas de Automação de Subestações

do DSAS. Apesar de diversas variantes,

Digitais (DSAS).

podemos

Ao longo dos últimos anos, por diversas

Como

profissionais

Proteção,

Automação e Controle, somos responsáveis

profissionais

identificar

envolvidos

que

nesse

métodos

necessário

especificar

soluções

conhecimento

requisitos

serem

para

implementadas,

Em qualquer um dos casos descritos,

de implementação podem ser descritos

o nível mínimo de conhecimento dos

resumidamente da seguinte forma:

profissionais deve ser suficiente para que

por determinar os caminhos que levarão ao

responsáveis

possam

efetivamente

• Todo a implementação do DSAS é realizada

mitigar qualquer situação de emergência

Dependendo da estratégia escolhida

pela empresa proprietária. Neste caso é

que possa se desenvolver e não depender

pela

necessário um conhecimento profundo

de um fornecedor externo ou terceirizado.

modelos de construção e contratação,

dos produtos e processos, principalmente

poderão ocorrer diversas consequências.

em relação à utilização de sistemas e IEDs

a documentação. A dependência de suporte

De uma forma ou de outra, sem fazer juízo

operando com a norma IEC 61850;

externo para o fornecimento e manuseio do

sobre os diferentes modelos, produtos e

• Parte do trabalho é terceirizado. Assim, é

sistema exige uma documentação muito

soluções técnicas escolhidos para compor

requerido conhecimento menos profundo

consistente e completa.

esse sistema, essa implementação deve

em partes terceirizadas e a profundidade

Fatores

tornar-se

gerenciais determinam os caminhos e

sucesso de um empreendimento. empresa,

levando

atrativa

conta

economicamente

conhecimento

necessário

depende

Uma atenção especial é necessária para

técnicos,

econômicos

eficiente do ponto de vista técnico (não

de quais partes serão terceirizadas. Vale

também o sucesso dessa implementação.

somente eficaz).

a pena ressaltar que a visão sistêmica do

Seja qual for o método utilizado, é

DSAS é imprescindível para o sucesso do

garantir a qualidade e consistências dos

essencial obter soluções e resultados

empreendimento;

projetos realizados atualmente?

de alta qualidade que possam atender

• Todos os trabalhos de implementação do

E você? Qual sua opinião?

às necessidades da empresa, incluindo

DSAS são terceirizados (projetos turn-key),

confiabilidade, disponibilidade e garantia

incluindo os processos de comissionamento

e seguiremos descobrindo os melhores

da extensibilidade flexível, fácil e rentável

e colocação em serviço do sistema. Neste

caminhos.

E sua empresa? O que é feito para

Envie seu comentário para esta coluna

Falando sobre a luz Plinio Godoy é engenheiro eletricista e atua no campo da iluminação desde 1983. É proprietário do escritório CityLights Urban Solutions, especializado em iluminação urbana; da Godoy Luminotecnia, voltada para iluminação arquitetônica; e da Lienco Lighting Solutions, onde atua no campo da integração da iluminação e controles digitais. É coautor do livro Iluminação urbana e professor do curso de pós-graduação em Instalações Elétricas na FacensSorocaba. É palestrante em diversos congressos nacionais e internacionais. | plinio.godoy@lienco.com.br

Quantidade e qualidade

No mundo da iluminação, uma das mais fáceis análises que

nossos olhos nos respondem está na quantidade de luz. Isto porque quando estamos em um ambiente, mesmo que não consigamos ter a exata noção do que percebemos na luz, é a quantidade que primeiro nos faz notá-la.

É fácil uma análise como “está escuro” ou “está claro”, simples,

básico. No entanto, quando uma norma nos diz a quantidade de luz recomendável para uma determinada tarefa, aí temos um problema. Isso porque quando estas normas foram desenvolvidas, estávamos em um mundo antigo, em que as fontes de luz eram quase que “padrões”, as lâmpadas produziam aproximadamente os mesmos entre os fabricantes, enfim, era um mundo previsível.

Figura 1 – Aparência de luz versus fluxo luminoso. Fonte: Osram Opto Semiconductors

Aí surgiram os Leds, estas fontes de luz digitais, com uma

em um ambiente e a cor da luz utilizada. Perceba que em uma sala

gama enorme de variações, tecnologias, versões, enfim, um mundo

de estar, normalmente, damos preferência a uma luz aconchegante,

novo que virou de cabeça para baixo tudo o que conhecíamos.

amarelada, ligado ao nosso ciclo interno chamado “Circadiano”.

fluxos para mesmas potências, as potências eram “padronizadas”

Ótimo, não? Porém temos que tomar algumas precauções sobre isso. Contarei, a seguir, alguns fatos interessantes.

Quantidade de Luz

Imaginemos que estamos desenvolvendo um projeto industrial,

em que um grande galpão necessita ser iluminado para múltiplas tarefas. Se nossa solução for desenvolvida com a premissa da quantidade, buscaremos qualquer sistema que tenha a melhor eficácia, fluxo luminoso produzido por unidade de potência consumida (Lm/W). Perfeito, não? Aí começa nosso argumento...

Figura 2 – O ciclo Circadiano regula a produção hormonal baseando-se na luz natural.

não, não é perfeito.

Não considero perfeito, pois podemos ter dois sistemas Leds

diferentes, com a mesma potência, um deles produzindo muito mais fluxo luminoso que o outro, porém, com qualidades de aparência de cor e reprodução de cores absolutamente diferentes.

Vejamos estes gráficos.

Percebemos que quanto mais azuladas for a aparência da luz

se adotarmos a premissa da quantidade de luz, utilizaremos no

Figura 3 - Perceba que, ao meio-dia, a luz natural do sol parece bastante azulada e, no início ou fim do dia, temos uma aparência mais amarelada, aconchegante.

nosso projeto uma luminária que produzirá uma luz branca azulada,

e isso não condiz com o que os olhos humanos podem entender

“humores”, sensações de sono e estar ativos. Temos, nesta questão

como confortável, pois há uma relação entre a quantidade de luz

fundamental, razão para nos preocupar: a produtividade.

produzida pelo Led, maior fluxo luminoso visível ele produz. Então,

Este ciclo natural define nossas expectativas, definindo nossos

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Figura 4 – Variação da aparência da cor da luz durante o dia.

Outra questão importante é a capacidade de reprodução de cores:

Figura 7 – Curvas de distribuição da luz. Fonte: www.rgalternatives.com.

Ofuscamento Figura 5 – Reprodução de cores. Fonte: Cláudio Zimarino/LinkedIn.

Decorrente da distribuição luminosa, as luminárias criam o efeito

do ofuscamento quando o fluxo luminoso não é bem controlado.

Observamos como a mesma cor pode ser percebida diferentemente

com fontes de luz com diferentes índices de reprodução de cores.

Figura 6 – Relação da reprodução de cor com o fluxo luminoso. Foto: Osram Opto Semiconductors.

Para esta questão, quanto pior for a capacidade de reproduzir as

Figura 8 – Luminárias podem criar efeito de ofuscamento. Fonte: www.ccohs.ca.

cores, maior será o fluxo luminoso visível produzido pelo Led.

Conclusão

Então, para atendermos ao quesito de quantidade de luz, que é

Especificar um equipamento não é uma tarefa simples, pois

normalmente utilizado pelos fabricantes para mostrar que seu produto é

estamos envolvendo investimentos, obras, instalações, pessoas,

“melhor” do que outros, podemos incorrer em grandes enganos, finalizando

clientes, investidores, tempo, enfim, não há espaço para erros.

com resultados desastrosos e insatisfatórios, não no que consideramos

Estabelecer um estudo criterioso é questão primordial, saber o que

como quantidade e eficiência, mas como qualidade para as pessoas e seu

está sendo especificado e os motivos são fundamentais para atender

bem-estar.

às expectativas e aos orçamentos.

Além destas questões apresentadas neste artigo, temos muitas outras

relativas à qualidade dos produtos Led que devemos considerar, como:

Buscar pelo menor investimento muitas vezes pode trazer sérias

consequências, assim, estabelecer bons critérios técnicos de acordo com as necessidades reais faz parte do bom processo de compra da

Distribuição de luz

solução.

O fluxo luminoso produzido não significa muito, porém, a luz projetada

Vamos, nos próximos meses, falar sobre soluções específicas para

pelo equipamento produz o que chamamos de distribuição luminosa, ou

residências, áreas comerciais, industriais e iluminação externa, levando

como a luminária projeta a luz produzida pelo Led no plano de trabalho.

questões práticas para você. Até lá!

Dicas de instalação

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Por George Farmain*

Alumínio Liga 1120 – CAL 1120 para linhas de transmissão e de distribuição devido aos custos de energia que não são

aos condutores de alumínio com alma de aço.

Alumínio (CA) e os Condutores de Alumínio

negligenciáveis.

Como ordem de grandeza, estas perdas são

com Alma de aço (CAA) são especificados

Este artigo tem como objetivo verificar o

pelo menos 10% maiores em relação aos CA.

para

desempenho passado e o futuro potencial do

A Suécia tem sido líder no que se

CAL 1120.

refere à política ambiental e, no início dos

Tradicionalmente,

linhas

Condutores

transmissão

distribuição aéreas. Recentemente, com a

anos de 1970, uma liga de Alumínio, a

necessidade de se obter um melhor projeto, maior confiabilidade e redução dos custos

Antecedentes

AL59, foi desenvolvida e patenteada por lá. Originalmente, foi sugerida sua utilização

globais, os Condutores de Alumínio Liga (CAL) tornaram-se a principal escolha para

Ao projetar linhas aéreas de transmissão

em condutores para cabos isolados, mas

a maioria das novas linhas de transmissão e

e distribuição, os principais requisitos com

devido às boas propriedades de fluência,

distribuição. Isto acontece, pois, por não ter a

condutores consideram que sejam leves,

ela foi utilizada pela “Swedish Power Board”

alma de aço, os cabos condutores AAAC são

com boa condutividade, alta confiabilidade

para linhas de transmissão aéreas. Esta

significativamente mais leves do que os CAA.

e baixas perdas. Hoje, devido à crescente

liga, classificada como Alumínio liga 1120,

Dessa forma, é possível reduzir as estruturas

preocupação com o meio ambiente, o

é basicamente uma versão "high tech" do

das torres e o custo por metro dos cabos.

momento é adequado para se reanalisar os

alumínio padrão da classe EC. Isto porque,

condutores, buscando o melhor desempenho

pela incorporação de alguns elementos no

convencional, o CAL 6201, é o ideal para

na sua utilização e operação.

alumínio 1350 EC e por um controle muito

substituir o CAA em linhas com longos vãos,

O Alumínio liga EC 1350 que compõe os

cuidadoso dos processos de fabricação

reduzindo o número de estruturas ou torres.

CAA proporciona boa condutividade - IACS

do vergalhão e do fio, com um específico

Condutores com esta liga têm sido muito

61% - e, com um peso específico de 2,703 kg/

tratamento térmico, a resistência mecânica

bem aceitos no Reino Unido, Ásia, Europa,

m³, é claramente o material mais apropriado

da liga é aumentada em 50% a 60% com

EUA e nas Américas.

para as linhas aéreas. Entretanto, o metal da

uma perda de condutividade de apenas 1%,

Por outro lado, o condutor de Alumínio

classe da EC tem uma resistência mecânica

estando nominalmente em 60% IACS.

liga 1120, ou CAL 1120, é ideal para se obter

limitada de modo que há um limite prático à

Em 1979, a utilização desta liga de

custos de transmissão mais baixos, tanto na

extensão do vão que pode ser projetado com

alumínio iniciou-se na Austrália e Nova

construção como na operação. Esta liga foi

os condutores CA – Cabos de Alumínio.

Zelândia, onde existem normas específicas,

desenvolvida pela primeira vez e adotada na

A solução para superar a resistência

como

Suécia há cerca de 50 anos. Foi introduzida

mecânica limitada do Alumínio EC foi a

Overhead – Al and Al Alloys” e aAS 2848-

na Austrália uma década depois e, agora, a

de incluir fios de aço como um reforço. No

1, “Al and Al Alloys, Compositions and

maioria das novas linhas na Austrália e Nova

entanto, esta alternativa aumentou o peso e

Designations”. Hoje, esta liga é amplamente

Zelândia utiliza esta liga. Proporciona melhor

o diâmetro do condutor, resultando em torres

aceita e utilizada, além da Austrália e Nova

relação custo/benefício, alta confiabilidade

ou estruturas mais robustas e mais caras.

Zelândia, também em Israel, África, Ásia e

e também redução das perdas técnicas de

Houve, assim, o desenvolvimento das ligas

Brasil. No Brasil já foram instaladas cerca de

transmissão, ou seja, possibilita a otimização

de alumínio com maior resistência mecânica,

40.000 toneladas de CAL 1120.

do projeto como um todo. Espera-se que seu

como os da série 6.000. Isto resolveu o

uso aumente nas novas linhas de transmissão

problema do peso, mas esta liga apresenta

em muitos outros países onde as perdas

uma condutividade menor, entre 52% a 53%

operacionais

IACS, e as perdas elétricas ficaram similares

Condutor

são

Alumínio

questões

Liga

relevantes,

1531,

“Conductors

Bare

Projeto de linha de transmissão

Ao projetar uma linha de transmissão

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

linhas de transmissão e distribuição é a redução dos custos operacionais decorrente das menores perdas ôhmicas, por efeito Joule. O desempenho em relação ao CAA e CAL é feito comparando-se alguns condutores típicos com carregamento normal para linhas de transmissão, com base nas condições ambientais de 35 °C de temperatura do ar ambiente, 1000 W/m² de intensidade de radiação solar direta, 100 W/m² de radiação solar difusa e uma velocidade de vento de 1 m/s.

Em média, as perdas podem ser até 10%

menores. Condutor de mesma resistência ôhmica em relação aos CAA e CAL Exemplo 1 ou distribuição aérea, um dos fatores mais

temperatura de 120 oC e em uma carga de

críticos é a fluência em longo prazo (ou

emergência de 40% da Carga à Ruptura (CR).

por ser um dos condutores mais utilizados

extensão não elástica do condutor com o

Muitos testes foram realizados para

nas LTs de 500 kV no Brasil.

tempo e temperatura), que governa a flecha

verificar o desempenho do alumínio liga 1120

adicional que pode ser admitida durante a

para estabelecer a curva tensão-deformação

13,5% e 11,3% menor em relação ao CAA

vida útil da linha.

e sua fluência em várias temperaturas e em

Rail e CAL 6201 respectivamente, com

diferentes níveis de tensão.

menor emissão de CO2 global.

As dimensões das torres são selecionadas

A referência do CAA RAIL foi escolhida

Peso do condutor de alumínio liga 1120:

com base nos cálculos das flechas com

fluência,

condições

em vãos muito longos, acima de 1200 m, os

normais e de emergência, após considerar

condutores de alumínio liga 1120 são capazes

os requisitos de distância ao solo. Devido ao

de substituir perfeitamente os condutores CAA

melhor desempenho do alumínio liga 1120

ou CAL 6201 com custos menores.

CAL 1120 já estão em uso na Austrália

que

ocorrerão

A menos que sejam necessárias instalações

o EDS - Every Day Stress. Uma tensão de

As principais linhas de transmissão com

há mais de 40 anos. Não houve nenhum

com relação à fluência, podem ser usadas tensões ligeiramente mais elevadas para

Tendências

Perdas na transmissão e peso dos condutores

problema significativo com a introdução deste condutor e as concessionárias de transmissão como Powerlink em Queensland

50 N/mm2, por exemplo, é frequentemente usada para a o alumínio liga 1120, o que

Condutor de mesmo diâmetro em

estão

significa, em média, EDS de 22%.

relação aos CAA e CAL

milhões de dólares por ano com as perdas

reduzidas.

O gráfico a seguir mostra o efeito da

fluência sobre alumínio e ligas de alumínio à

Uma vantagem real e prática da utilização

dos condutores de alumínio liga 1120 para

economizando

atualmente

alguns

Uma vantagem adicional no futuro será

que os condutores CAL 1120 poderão ser reciclados mais facilmente do que os condutores CAA, por ser um condutor homogêneo. Assim, à medida que mais linhas antigas com CAA forem sendo substituídas, esperamos ver o uso continuado de CAL 1120 com consequentes vantagens para as

concessionárias,

consumidores

principalmente, em relação ao meio ambiente. *George Farmain é coordenador do Comitê de Cabos para GTD da Associação Brasileira do Alumínio (ABAL).

Ponto de vista

O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

Cinco mitos dos projetos de IoT

Como as empresas podem obter apoio

Mito 2: Focar no ROI

Mito 5: Considerar o risco de segurança após a conclusão do projeto

para projetos de Internet das Coisas (IoT), ao

mesmo tempo em que derrubam os conceitos

que o IoT terá em seu negócio e em toda a

IoT significa que mais dados estarão

tradicionais de gerenciamento de TI não

companhia. Uma prototipagem rápida pode

disponíveis em uma ampla rede, aumentando o

apropriados para o planejamento de projetos de

ajudá-lo a descobrir. Nas fases experimentais,

risco de violações de dados, representando uma

IoT?

é importante pilotar rapidamente as ideias,

ameaça significativa para indivíduos e empresas.

O primeiro mito a derrubar é que a Internet

experimentar coisas novas e aprender com

As limitações inerentes aos dispositivos de IoT

das Coisas (IoT) é nova. Na verdade, o conceito

falhas. Outras variáveis são difíceis de estimar,

impedem a instalação de agentes anti malware,

vem desde meados da década de 1980.

tais como quão válidos ou importantes serão

antivírus e de firewall. Por isso, os requisitos

O conceito machine-to-machine (M2M),

os dados no futuro, de modo que pode ser

de segurança precisam ser identificados e

como é conhecido no mundo corporativo, definiu

difícil medir o Retorno sobre Investimento

considerados antecipadamente para manter os

a base para IoT décadas atrás. A diferença é

(ROI, do termo Return on Investment) sem uma

endpoints e as trocas de dados seguros.

que agora todos os dispositivos conectados

compreensão completa da vida útil do sistema

inteligentes também estão conectados a uma

de IoT.

oferecerem novas aplicações que proporcionem

Nos estágios iniciais é difícil saber o impacto

rede e podem se comunicar com vários sistemas

A IoT oferece às empresas a oportunidade de

informações em tempo real que ajudam as

Mito 3: Analisar os requisitos da rede nas etapas finais

empresas a capturar, compreender e utilizar mais

das coisas, faturamento, etc., adicionando outra camada de complexidade.

também requer uma nova mentalidade quando

conectado.

de TI de back-end para monitoramento de uso

Embora parte da tecnologia seja antiga e

Com a Internet das Coisas, tudo está

eficazmente os dados de cada dispositivo, mas

se trata de gestão de projetos, com a vontade

comprovada para melhorar consideravelmente

dispositivos conectados, mas também a

de ser flexível, tentar coisas novas e aproveitar a

a eficiência ao mesmo tempo em que melhora

infraestrutura de TI que permite que os

experiência.

o serviço ao cliente, muitas novas aplicações

negócios usem os dados e insights do IoT.

Algumas das melhores estratégias de

podem ser disruptivas. Então, como o impacto

A capacidade de analisar, coletar, armazenar

gerenciamento de projetos para a IoT podem

pode ser grande, a melhor estratégia muitas

e compartilhar dados com facilidade e

não ser consideradas como melhores práticas

vezes pode ser começar pequeno.

confiabilidade é essencial. Conectividade

para projetos de TI tradicionais, mas inovações

Portanto, esta é uma boa base para

consistente é fundamental para que a solução

como a IoT exigem estratégias criativas de

desmascarar muitos conceitos de gerenciamento

IoT possa operar de forma eficaz, e isso requer

gerenciamento de projetos para ajudar a

de TI tradicionais que simplesmente não são

ter a infraestrutura de rede necessária para

concretizar a oportunidade completa com um

apropriados para o planejamento de projetos IoT:

isso. Isso exige que os requisitos de rede

nível aceitável de risco.

Isso

inclui

não

apenas

sejam feitos mais cedo do que o habitual.

Mito 1: Começar a partir do topo começando com a alta gerência pode não ser

Mito 4: Trazer fornecedores após a definição do projeto

a melhor estratégia. Algumas tecnologias ainda

Fornecedores

estão em fase experimental e pequenos projetos

sensores e redes e a parceria com eles pode

limitados diminuirão os riscos e irão interromper

ajudar a acelerar a sua prova de conceito de

ou impactar menos operações do que projetos

IoT. Uma vez que muitos aspectos do IoT não

grandes, ambiciosos e complicados. Além

podem ser testados ou comprovados em

disso, até que os benefícios do IoT sejam

laboratórios, mas apenas com usuários reais e

bem compreendidos, pode ser mais prudente

clientes externos, trazer fornecedores no início

ter apenas alguns patrocinadores internos

é importante para testar teorias, descobrir novas

envolvidos em vez de tentar educar, evangelizar e

oportunidades e reduzir o risco de surpresas

Por Stephan Romeder, diretor da Magic

integrar a entrada de vários gestores de alto nível.

desagradáveis mais tarde.

Software Europe.

Iniciar um grande projeto estratégico de IoT

trazem

infraestrutura,

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O Setor Elétrico / Fevereiro de 2017

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