Sistema de Monitoramento On line de Qualidade de Energia Elétrica

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Sistema de Monitoramento On Line de Qualidade de Energia na Universidade Federal do Pará

Allan Rodrigo Arrifano Manito, João Gabriel Rodrigues de Oliveira Lima, Gabriel Lucas Sobral de Araújo, Rilton da Silva Alves Júnior, Ailton Amaral Maia Neto, Lusiane Pereira Fonseca, Vilson Chaar Lima Júnior, Ádamo Lima de Santana, Carminda Célia Moura de Moura Carvalho, Edson Ortiz de Matos, Maria Emília de Lima Tostes, Ubiratan Holanda Bezerra

Abstract-- This paper presents the on-line monitoring system implemented at Federal University of Para, as well as the analysis of the power quality carried out at several measurement points at the referred campus. The evaluated points are administrative units, classrooms and research labs. The analysis was based on the PRODIST (Brazilian procedures to the distribution grid) module 8, which establishes the power quality indicators to the distribution grid. The power quality indicators were obtained by several measurement equipment installed at the selected points, which compose a large on-line measurement grid. The main goal of the analysis was evaluating the quality levels of the electricity delivered at those points and to establish a profile for each of the different kinds of buildings in the campus. Results showed that some calculated indexes didn’t meet the limits established in the PRODIST document at some points of measurement, especially those carried out at research labs.

Index Terms— Qualidade de Energia, Distribuição de Energia, Monitoramento da Energia em Tempo Real, Sistema de Gestão Energética.

1. INTRODUÇÃO

A

qualidade da energia elétrica (QEE) se tornou uma área de estudo bastante investigada nos últimos anos. A preocupação com a QEE aumentou tanto por parte dos produtores de energia como pelas mais diversas classes de consumidores, principalmente por consumidores do setor industrial, já que em alguns ramos de atividade problemas na qualidade da energia podem causar grandes prejuízos econômicos. Na indústria automotiva, por exemplo, interrupções momentâneas custam em torno de US$10 milhões/ano; em uma indústria de papel um afundamento de tensão pode levar a perda de um dia inteiro de produção, um prejuízo de US$250,00 [1].

Um sistema elétrico com excelente qualidade da energia elétrica é caracterizado pelo fornecimento de energia em tensão com forma de onda senoidal pura, sem alterações em amplitude, frequência ou fase. A qualidade da tensão denota a capacidade do sistema de potência operar cargas sem causar falhas ou má operação destas, e está relacionada com o produtor/fornecedor. A capacidade de cargas operarem sem perturbar ou reduzir a eficiência do sistema denota qualidade da corrente, que por sua vez, está relacionada com as características dos equipamentos nas instalações dos consumidores [2].

As alterações na qualidade da energia podem ocorrer por problemas de ordem aleatória, como aqueles provocados por descargas atmosféricas, por manobras advindas da própria operação normal do sistema, como a perda de uma linha de transmissão, a saída de unidades geradoras ou a energização de banco de capacitores, assim como pela natureza das cargas presentes nas instalações. Inicialmente, há uma preocupação com a continuidade do serviço, já que interrupções no fornecimento causam transtornos de toda ordem. No entanto, existem outros distúrbios que afetam a qualidade da energia e que muitas vezes só são percebidos de forma um pouco difusa através de falhas no funcionamento de alguns equipamentos.

Neste sentido, se torna necessário o monitoramento da rede, pois os efeitos danosos provocados por problemas na QEE sobre o sistema e suas cargas tem se agravado recentemente e o conhecimento das causas destes problemas é de fundamental importância para que se possam tomar medidas para reduzir seus efeitos e assim evitar prejuízos econômicos e patrimoniais.

   O objetivo deste trabalho é apresentar os resultados obtidos com a implantação de um sistema de monitoramento da qualidade de energia em tempo real na Universidade Federal do Pará (UFPA), em Belém. Inicialmente serão apresentados os resultados obtidos durante uma campanha de medição realizada no local, abrangendo diversos pontos de consumo com diferentes características, como unidades administrativas, unidades de ensino e laboratórios de pesquisa. A campanha de medição teve como objetivo emitir um diagnóstico energético dessas instalações através de indicadores de desempenho obtidos durante a campanha. O diagnóstico energético, além de subsidiar tomadas de decisões com relação à eficiência energética e à qualidade da energia, orientou a implantação da rede de aquisição de dados do sistema de gestão energética, que será apresentado na segunda parte do trabalho.

1. Analise de resultados

A campanha de medição teve como objetivo principal apresentar um diagnóstico da rede elétrica da Universidade Federal do Pará, no que diz respeito à qualidade da energia elétrica, através de indicadores da QEE. Para a realização das medições foram utilizados analisadores de energia que têm como principais funções o registro de tensões, corrente, potências, energia, harmônicos e oscilografia de perturbações em sistemas elétricos de geração, consumo e distribuição, assim como circuitos de alimentação de máquinas elétricas em geral. A Tabela I mostra os pontos monitorados e suas respectivas unidades supridas. Também foram realizadas medições na subestação principal da UFPA.

TABELA I

Pontos de medição

Ponto de medição	Unidades Supridas
01	Centro de Convenções Benedito Nunes
02	Instituto de Ciências da Educação (ICED)
03	Departamento de Administração de Material (DPAD) Laboratório de psicologia Pós graduação em linguagem
04	Centro de Excelência em Eficiência Energética (CEAMAZON)
05	Instituto de Tecnologia (ITEC)
06	Engenharia (Blocos A-F)
07	Direito (Blocos G-M)
08	Instituto de Letras e Comunicação (ILC)
09	Coordenadoria de Capacitação e Desenvolvimento (CAPACIT) Gráfica Universitária Núcleo de Ciências Agrárias Pós-Graduação em Geofísica Arquivo Central
10	Centro de Tecnologia da Informação e Comunicação (CTIC)
11	Instituto de Geociências (IG)
12	Faculdade Odontologia
13	Instituto de Ciências Sociais Aplicadas (ICSA)
14 15 16	Biblioteca Central - unidade alimentada por 3                     transformadores
17	Faculdade Farmácia
18	Lab. Eng. Elétrica
19	Lab. Física (Ensino)
20	Lab. Física (Pesquisa)
21	Núcleo de Altos Estudos Amazônicos (NAEA)
22	Laboratório de Química
23 24	Instituto de Ciências Biológicas (ICB) - unidade alimentada por 2 transformadores
25	Instituto de Ciências Jurídicas (ICJ)
26	Atelier de Arquitetura
27	Assessoria de Educação a Distância (AEDI)

Para construção do diagnóstico foi realizada uma campanha de medição de sete dias consecutivos, com intervalo de integralização de 10 minutos, totalizando 1.008 amostras das grandezas monitoradas, como recomendado pelo PRODIST – Módulo 8.