Qualidade da Energia Elétrica no Campus Unifei Itajubá

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

CAMPUS ITAJUBÁ

ENGENHARIA ELÉTRICA

Qualidade da Energia Elétrica no Campus Unifei Itajubá

Giovanna Moreira Jahnig

Gregório Lorenzo do Nascimento

Lucas Marques Ribeiro

Luis Henrique Martins Prado

UNIFEI – Itajubá

Setembro 2023

Introdução

O relatório a seguir foi realizado com base no conteúdo dado durante a disciplina de Probabilidade e Estatística e contém as cinco etapas propostas:

1. Definição
2. Coleta

1. Dados quantitativos
2. Dados qualitativos

1. Organização

1. Organização do banco de dados

1. Medidas de tensão
2. Fator de desequilíbrio
3. Distorção harmônica
4. Flicker

1. Organização do formulário

1. Visualização

1. Visualização do banco de dados
2. Visualização do formulário

1. Análise

1. Definição

O tema sobre a qualidade da energia elétrica do campus Unifei Itajubá, foi escolhido pois todos os integrantes do grupo cursam engenharia elétrica, sendo um assunto relacionado ao curso. Além disso, foi possível validar, de forma prática, os conhecimentos vistos na disciplina de Probabilidade e Estatística.

 O objetivo principal do tema escolhido foi verificar se os dados obtidos experimentalmente, relacionados as medições de tensão dos prédios, e as opiniões dos usuários chegavam à um veredito sobre a qualidade da energia elétrica da Unifei. Ou seja, se as análises qualitativas e quantitativas são condizentes.

1. Coleta

A análise quantitativa foi feita a partir de um banco de dados e a análise qualitativa foi feita a partir de um questionário.

1. Dados quantitativos

A coleta foi realizada a partir da utilização de medidores que coletaram 1008 medidas de tensão entre as fases dos prédios da Unifei, os quais recebem a tensão no nível de 440 V. Essa coleta foi feita durante 20 dias, do dia 1 de julho ao dia 20 de julho^[a]. O critério utilizado para a amostragem, foi o baseado no prodist que é um conjunto de documentos que regulamentam os procedimentos da distribuição da energia elétrica no Brasil, no qual o mesmo diz que devem ter 1008 leituras para quatro categorias, para assim ser possível chegar à uma conclusão.

Essas categorias são: medidas de tensão, desequilíbrio, distorção harmônica e flicker.

As medidas de tensão foram coletadas a partir da utilização de medidores, que como já mencionado coletaram 1008 leituras de tensões entre as fases A, B e C. Com esses valores, pode-se efetuar o cálculo de dois indicadores, que são o DRP e DRC. Esses indicadores tem limites de 3% e 0,5%, respectivamente, e tratam da análise das tensões em faixas precária e crítica, ou seja, de má qualidade.

O desequilíbrio, ou fator de desequilíbrio, é uma condição na qual as três fases apresentam valores diferentes de tensão em módulo. Calculou-se esse fator em porcentagem para as 1008 medidas anteriores obtidas através das medições. Por fim, para analisar esses valores baseando no desequilíbrio, deve-se usar o percentil 95, que nada mais é do que pegar o valor o qual 5% dos valores ultrapassam-no.

A distorção harmônica (THD) indica quanto de componentes harmônicas as formas de onda de tensão contêm. Portanto, foram coletadas essas distorções entre as fases A e B, B e C e A e C, para 1008 leituras. Assim como no desequilíbrio, foi feito o percentil 95.

Por fim, o Flicker nada mais é do que o efeito de cintilação em lâmpadas do tipo incandescentes em decorrência da variação de tensão. Sendo assim, forram coletados 1008 leituras das fases A, B e C em [pu]. E também, a partir do percentil 95, foi feita a analise para verificar se os limites foram violados para essa categoria.

Durante as medições, os erros mais comuns foram com os medidores, que não mediam continuamente os valores das tensões e quando mediam, não eram registrados. Portanto, teve-se que fazer diversas calibrações e aferições, para chegar ao número correto de medidas.

1. Dados qualitativos

Os dados qualitativos, relacionados a concepção de usuários leigos ou não em relação ao assunto qualidade da energia elétrica foram coletados através do questionário (GoogleForms). O período de coleta foi de 07 a 14 de setembro.

O público alvo foi todos as pessoas que frequentam a Unifei, como discentes, docentes e funcionários públicos no geral. No entanto, essa coleta foi realizada por meio de amostragem aleatória. Como já mencionado, o foco do questionário consistiu na opinião dos usuários da Unifei à respeito da qualidade da energia elétrica da mesma, nos quesitos de iluminação e funcionamento de tomadas de uso geral.

1. Organização

Primeiro será feita a organização do banco de dados, e posteriormente a organização das respostas obtidas via formulário.

1. Organização do banco de dados

Como mencionado no item 2, para saber se a qualidade da energia elétrica em um local é boa, 4 critérios devem ser atendidos, e para facilitar a visualização foram confeccionadas algumas tabelas para facilitar o desenvolvimento dos mesmos.

1. Medidas de tensão

O primeiro critério a ser considerado foram o das medidas de tensão. Como foram coletadas 1008 leituras entres as fases, ficaria inviável colocar uma tabela com todas essas medidas. Sendo assim, essas medições foram enxugadas em outras três tabelas. A primeira que divide essas 1008 leituras de tensão, em faixas de variação, e para os valores que ficaram fora do adequado, precária e critica, essas foram contadas uma a uma, para saber a quantidade em cada faixa, respectivas as tabelas 2 e 3.

Portanto, utilizou-se a seguinte tabela como referência para fazer as faixas de variação das medidas de tensão:

[pic 1]

E assim, obteve-se a seguinte tabela:

Tensão de Atendimento	Faixas de Variação [V]
Adequada	404,8	≥ TL ≤	462
Precária	382,8	≤ TL <	404,8
462	< TL ≤	466,4
Crítica	382,8	> TL
	TL >	466,4

Com as faixas de variação pré-estabelecidas, calculou-se os números de medidas nas faixas precária e critica.

N medidas na faixa Precária		N medidas na faixa Crítica
VAB	VBC	VCA		VAB	VBC	VCA
282	315	368		33	69	240

Com o número de medidas em cada faixa, fez-se a frequência relativa para cada faixa, a fim de obter o DRP (faixa precária) e DRC (faixa crítica), a partir da fórmula: