Qualidade De Energia Elétrica

Resumo

A qualidade de energia pode ser avaliada através de indicadores como desequilíbrio de tensão, elevação de tensão, afundamento de tensão, interferência eletromagnética, variação de frequencia e harmônicos e interharmônicos. Tais distúrbios de QEE influenciam no acionamento dos relés de proteção de maneira correta ou incorreta, dependendo de variações do valor medido em relação aos parametros de ajuste dos relés.

Palavras chave: QEE, indicadores, proteção.

Introdução

O conceito de Qualidade de Energia está relacionado a um conjunto de alterações que podem ocorrer no sistema elétrico, na qual essas alterações podem ocorrer em várias partes do sistema de energia, seja nas instalações de consumidores ou no sistema supridor da concessionária.

Hoje existe um consumo cada vez maior de energia elétrica, uma .série de efeitos indesejáveis em diversos equipamentos, comprometendo a qualidade e o próprio uso racional da energia elétrica

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Desenvolvimento

Distúrbios da Rede Elétrica

Cintilação ou Flicker

Flicker é o fenômeno designado por cintilação luminosa, em inglês “flicker” ou “lamp flicker”, é a variação da intensidade de iluminação das lâmpadas incandescentes quando outras cargas ligadas ao mesmo circuito de alimentação. Esta cintilância ocorre, na maioria dos casos, por oscilaçoes periodicas de tensão.

Esta variação depende da freqüência e magnitude da mudança e da luz sobre o observador. De uma forma mais técnica, o flicker é o efeito visual causado em lâmpadas incandescentes pela flutuação de tensão. Na freqüência de 8,8 Hz o olho humano apresenta sua máxima sensibilidade, sendo capaz de identificar variações na tensão de 0,1%.

O flicker causa nos equipamentos as seguintes reaçoes: Variações de luminosidade de lâmpadas incandescentes, variações de brilho em lâmpadas de mercúrio, Monitores de Computadores e Televisores, possível redução de torque nos motores e perda de dados nos Computadores.

Desequilíbrio de Tensão ou Voltage Imbalance

O desequilíbrio em um sistema elétrico trifásico é uma condição na qual as três fases apresentam diferentes valores de tensão em módulo ou defasagem angular entre fases diferentes de 120º elétricos ou, ainda, as duas condições simultaneamente. O desequilíbrio de tensão também é muitas vezes definido como o desvio máximo dos valores médios das tensões ou das correntes trifásicas, dividido pela média dos mesmos valores, expresso em porcentagem.

Os desequilíbrios de tensão afetam fortemente o nível de distribuição de energia elétrica se comparado com os demais níveis. Por este motivo, as fontes destes estão diretamente associadas com as cargas elétricas e com os arranjos utilizados para sua alimentação neste nível de tensão.

De uma maneira geral as fontes dos desequilíbrios de tensão são as seguintes:

• A combinação de cargas monofásicas e trifásicas desequilibradas, principalmente cargas especiais como fornos a arco e máquinas de solda, no mesmo sistema de distribuição, sendo as cargas monofásicas desigualmente distribuídas ao longo das três fases do sistema;

• Em sistemas de transmissão de energia elétrica, devido às características das impedâncias das linhas, aparecem desequilíbrios de tensão. Uma das maneiras de se minimizar os seus efeitos é fazer a transposição das fases nas torres de transmissão de energia elétrica. Em sistemas de distribuição, porém, isso é uma prática não usual, o que contribui para que o sistema permaneça desequilibrado.

Ainda são relatados transformadores conectados em delta aberto, abertura de fusíveis em bancos de capacitores, dentre outras causas.

Tensões desequilibradas provocam consequências danosas no funcionamento de alguns equipamentos elétricos, comprometendo, na maioria dos casos, o seu desempenho e a sua vida útil. Entretanto, por mais paradoxal que possa parecer, as cargas elétricas se constituem na principal fonte de desequilíbrio, como visto anteriormente.

Os limites permissíveis dos desequilíbrios de tensão em sistemas elétricos definidos por diversas normas, tanto em nível nacional como em nível internacional, constituem-se como indicadores da necessidade ou não de se adotar medidas de mitigação, de modo a se respeitar a normalização vigente. Porém, apesar dos diferentes valores encontrados, adota-se de maneira geral, o limite de 2% para desequilíbrios de tensão, sem qualquer tipo de prejuízo à operação de cargas lineares e não lineares.

Elevação de Tensão: Voltage Swell, Spikes e Overvoltage

Uma sobretensão de curta duração ou "swell" é definida como um aumento entre 1,1 e 1,8 pu na tensão eficaz, na freqüência da rede, com duração entre 0,5 ciclo a 1 minuto. Os "swells" estão geralmente associados com condições de falta no sistema. Este fenômeno pode também estar associado à saída de grandes blocos de cargas ou à energização de grandes bancos de capacitores, porém, com uma incidência pequena se comparada com as sobretensões provenientes de faltas fase-terra nas redes de transmissão e distribuição.

As sobretensões de curta duração são caracterizadas pelas suas magnitudes (valores eficazes) e suas durações. A severidade de um "swell" durante uma condição de falta é função do local da falta, da impedância do sistema e do aterramento. Sua duração está intimamente ligada aos ajustes dos dispositivos de proteção, à natureza da falta (permanente ou temporária) e à sua localização na rede elétrica.

Como conseqüência das sobretensões de curta duração em equipamentos, pode-se citar falhas dos componentes, dependendo da freqüência de ocorrência do distúrbio. Dispositivos eletrônicos incluindo ASD's, computadores e controladores eletrônicos, podem apresentar falhas imediatas durante estas condições. Transformadores, cabos, barramentos, dispositivos de chaveamento, TPs, TCs e máquinas rotativas podem ter a vida útil reduzida. Um aumento de curta duração na tensão em alguns relés pode resultar em má operação, enquanto outros podem não ser afetados. Um "swell" em um banco de capacitores pode, freqüentemente, causar danos no equipamento.

Dentro do exposto, a preocupação