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ebook qualidade de energiaTRANSCRIPT
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QUALIDADE DA ENERGIA ELTRICA da informao mitigao Engenheiro Eletricista Edson Martinho
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QALIDADE DA ENERGIA
ELTRICA da Informao Mitigao Este e-book foi elaborado para ser um guia de informaes para
os profissionais que atuam junto s empresas na busca
constante pela melhoria de performance dos equipamentos,
mquinas, processos entre outros. No pretende em hiptese
alguma esgotar o assunto, mas sim acrescentar argumentos na
discusso sobre o tema. O contedo deste livro baseado em
artigos, pesquisas e vivncia do autor durante vrios anos em
treinamentos, palestra e consultorias. Espero que este material
possa lhe ser til no seu dia a dia, mas principalmente possa
contribuir para o aprendizado de cada um.
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QALIDADE DA ENERGIA
ELTRICA Este e-book foi elaborado para ser um guia de informaes para os profissionais que atuam
junto s empresas na busca constante pela melhoria de performance dos equipamentos,
mquinas, processos entre outros. No pretende em hiptese alguma esgotar o assunto,
mas sim acrescentar argumentos na discusso sobre o tema. O contedo deste livro
baseado em artigos, pesquisas e vivncia do autor durante vrios anos em treinamentos,
palestra e consultorias. Espero que este material possa lhe ser til no seu dia a dia, mas
principalmente possa contribuir para o aprendizado de cada um.
O engenheiro eletricista Edson Martinho formado pela Universidade de Mogi
das Cruzes SP e possui ps-graduaes nas reas de Docncia do Ensino
Superior e Marketing.
Atua no setor eltrico e energtico h mais de 20 anos, sendo que h mais de
15 anos profere palestras por todo o pas (e fora dele) sobre diversos temas
relacionados s instalaes eltricas de baixa, segurana com eletricidade e
distrbios da energia eltrica. Estima-se que j tenha proferido mais de 2 mil
palestras.
fonte e colunista de diversas publicaes especializadas, tendo escrito vrios
artigos sobre temas relacionados eletricidade com segurana e qualidade.
diretor executivo e fundador da ABRACOPEL Associao Brasileira de
Conscientizao para os Perigos da Eletricidade, atualmente vice-presidente
da Associao de Engenheiros e Arquitetos de Salto-SP, idealizador do Portal
Universo Lambda, scio-diretor da Lambda Consultoria, empresa
especializada em prestar assessoria s empresas com problemas de energia
eltrica. A Lambda Consultoria possui um brao de treinamento, a Lambda
Cursos, que administra os cursos ministrados pelo Eng. Edson Martinho.
SITES: www.universolambda.com.br www.lambdaconsultoria.com.br www.lambdacursos.com.br www.abracopel.org.br www.abrael.com.br FANPAGE: http://www.facebook.com/engedsonmartinho TWITTER: @EdsonMartinho
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AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Alberto e Sonia, pelos ensinamentos de
correo em tudo o que fizesse em minha vida,
Aos meus filhos Laiz, Stefanie e Joo Alberto, que sempre so
a fonte de energia que tenho para seguir em frente com
dedicao e respeito, mas buscando a felicidade pessoal e
profissional, pois quando estou feliz, posso proporcionar
felicidade a quem est minha volta.
A minha companheira de todas as horas, Meire, sempre ao meu
lado e que, alm de esposa, a incentivadora das minhas
ideias, parceira nas minhas divagaes, amiga para me
alertar quando preciso mudar e, principalmente, a fonte de todas
as minhas inspiraes.
VERIFIQUE SE ESTA A VERSO MAIS ATUALIZADA DO E-BOOK.
ACESSE: WWW.UNIVERSOLAMBDA.COM.BR
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INTRODUO A IMPORTNCIA DA ENERGIA ELTRICA DE QUALIDADE
Voc j se deu conta do quanto somos dependentes da eletricidade?
Vivemos em um mundo em que a energia eltrica sinal de qualidade de
vida, que envolve sade, segurana, conforto e outras tantas coisas que
levaramos o livro inteiro para descrever. Isto nos d uma viso do quo
importante a eletricidade em nossas vidas.
A ausncia da energia eltrica por uma simples interrupo, ou mau
funcionamento de um equipamento, devido a um valor baixo de tenso,
causado por qualquer motivo, nos preocupa ou aborrece imediatamente. Esta
interrupo, ou reduo da tenso, faz parte de um conjunto de parmetros
que garantem a qualidade da energia eltrica que utilizamos em nosso dia a
dia.
Da o ttulo desta introduo A Importncia da energia eltrica de qualidade.
A eletricidade no Brasil fornecida em ciclos senoidais, com determinada
amplitude e com frequncia de 60Hz. Os problemas de qualidade da energia,
que chamaremos aqui de distrbios que afetam a energia eltrica, podem
modificar a amplitude, a frequncia ou a forma de onda desta eletricidade
fazendo com que possam surgir problemas no funcionamento dos
equipamentos.
Abaixo listamos os nomes mais conhecidos dos distrbios que podem afetar
uma instalao eltrica, alm de uma breve explanao conceitual e que
sero mais detalhadas ao longo deste livro.
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Distrbios que variam a forma de onda
Variao de tenso: Elevam ou reduzem a
amplitude de uma forma de onda, sendo
classificada por sua durao: de curta (VTCD) ou
de longa durao, e so conhecidos por SAG,
afundamento de tenso ou DIP para alteraes
em valores menores que o valor nominal, e
SWEL, elevao de tenso ou SURGE, para
valores maiores que o valor nominal. Dentro
desta categoria, se enquadram tambm as
interrupes de tenso. So responsveis por
vrios problemas.
Variao de frequncia: Alteram a frequncia da
forma de onda e podem causar problemas no
funcionamento de equipamentos
Distrbios que alteram a forma de onda:
Harmnicas e Inter harmnicas: Modificam a
forma de onda original em 60Hz com a
composio de outras senoides e outras
frequncias, distorcendo a senide original.
Surtos e transitrios: Tambm fazem parte do
grupo de alterao da forma de onda, pois altera
em um curto espao de tempo o valor mximo da
senide, criando um pico com valor muitas vezes
maior que a senide.
H uma srie
de distrbios
que podem
afetar o
funcionamento
de um
equipamento.
Devemos estar
atentos para
identificar cada
um dos
distrbios e
quais as
perturbaes
que causam.
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Notching: Conhecido como recorte de tenso, so pequenos
afundamentos na tenso durante a senide que acabam causando
vrias passagens por zero (zero crossing), causando problemas em
equipamentos que usam esta condio para atuarem.
Rudos: Sinais com valores abaixo de 200 Khz que so superpostos no
sinal original senoidal alterando sua composio e, com isto, afetando o
funcionamento dos equipamentos.
Desequilbrio de tenso: Acontece em circuitos trifsicos com
defasagem de 120 graus e, por algum motivo, se deslocam alterando
esta defasagem, causando problemas para o bom funcionamento.
Como podemos ver, h uma srie de distrbios que podem afetar o
funcionamento de um equipamento. Devemos estar atentos para
identificar cada um dos distrbios e quais as perturbaes que causam.
Eu afirmo que quase a totalidade das instalaes eltricas atuais tem
algum problema de qualidade da energia eltrica. importante avaliar o
efeito negativo destes distrbios para ento poder avaliar as solues.
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A IMPORTNCIA DE TODOS NA QUALIDADE
DA ENERGIA ELTRICA
fato que a qualidade da energia eltrica importante em todos os
segmentos, seja ele indstria, comrcio, residncia ou em instalaes
especiais, como hospitais, por exemplo.
Entretanto, importante que tenhamos a conscincia de que todos so
importantes no processo de avaliao e resoluo de problemas, quando o
assunto a qualidade de energia eltrica.
O produtor de energia eltrica, ou seja, quem gera esta energia,
responsvel por fornec-la com qualidade e dentro de parmetros aceitveis.
O agente de transmisso de energia outro que deve manter os padres de
energia, dentro dos limites de qualidade, nas transformaes para tenses
maiores ou menores, deve sempre levar em considerao as quedas de
tenso pelas distncias e as intempries que afetam toda a transmisso (veja
figura 1).
Da mesma forma, as empresas distribuidoras de energia devem cuidar da
qualidade da energia que fornecida aos consumidores, e tambm verificar
se os consumidores no esto "poluindo" a sua rede, o que provavelmente
afetar alguns outros consumidores.
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Figura 1 - Da gerao ao consumo - os problemas que podem afetar a qualidade da
energia eltrica.
Mas, os consumidores no podem ficar alheios a esta responsabilidade, j
que boa parte dos problemas de qualidade da energia gerada por eles
mesmos, como harmnicas, por exemplo. E, no caso dos consumidores,
alm de responsveis pela qualidade de energia da sua instalao, ele
tambm responsvel pela qualidade da energia que ele devolve rede da
distribuidora, pois isto poder afetar os outros consumidores.
Por outro lado, importante que todos os atores se integrem na busca pela
soluo dos problemas de qualidade da energia eltrica. Isto significa que o
consumidor e a distribuidora de energia eltrica devem ter como parceiros,
o(s) projetista(s), os fabricantes dos equipamentos alimentados pela energia
eltrica e os fabricantes de alguns dispositivos de segurana, bem como os
fornecedores de solues.
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Todos os atores deste cenrio devem estar integrados na busca pela melhor
forma de identificar se h problemas, onde eles so gerados e quem
afetado.
Vamos a um exemplo prtico: se em uma indstria h uma determinada
mquina que tem a sensibilidade a um afundamento de tenso de 20%,
necessrio que a distribuidora de energia fornea energia sempre acima
deste valor, tambm importante que o projeto da instalao eltrica seja
adequado para que suporte as cargas e no ceda a afundamentos desta
monta, isto significa, s vezes, reforar a instalao ou mesmo prever este
reforo no projeto. Outra opo ser contatar o fabricante da mquina para
verificar se h a possibilidade de dessensibiliz-la para algo maior, por
exemplo, 40%, para que em caso de afundamento, ela no sofra.
Porm, esta situao somente poder avanar quando um estudo da
qualidade da energia tiver sido concludo e a identificao dos problemas da
qualidade estiver equacionada. Neste caso, um especialista em qualidade da
energia eltrica dever integrar esta equipe.
Resumindo, importante que todos estejam preocupados com a qualidade
da energia, pois todos so responsveis por ela. Ento no fique a
esperando que o outro solucione o problema, rena a equipe e mos obra!
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OS BENEFCIOS DA ENERGIA COM QUALIDADE
J falamos da importncia de todos os atores no processo de obteno da
qualidade da energia eltrica. Agora, vou tentar mostrar a vocs os
benefcios de uma energia eltrica com qualidade.
Primeiramente, cada equipamento tem um determinado desempenho
esperado, ou seja, uma mquina txtil, por exemplo, tem uma capacidade
para tecer mil metros por minuto de um determinado tecido e, assim deve ser
at que o gestor de produo defina diminuir sua velocidade. Tambm, uma
mquina ou componente de uma instalao, tem uma vida til esperada, por
exemplo, um transformador deve durar vinte anos, e ento esperado que
uma substituio somente acontecesse depois deste perodo.
fato que h vrios fatores que podem alterar a vida til, mas a qualidade da
energia um fator a ser considerado, pois se a energia no tiver qualidade,
pode afetar a velocidade de processamento de uma mquina, pode tambm
aquecer um transformador, um motor ou mesmo um condutor reduzindo sim
sua vida til e ento voc estar desperdiando dinheiro.
Imagine que por motivo de qualidade da energia voc tiver que substituir seu
transformador antes da hora, ou se tiver que fazer hora extra para cumprir o
pedido de um cliente, pois sua produo no teve a velocidade esperada.
Tudo isto custo e, neste caso, desperdcio.
Pense: Eletricidade imprescindvel, mas deve ser
tratada com todo o respeito e cuidado para que sua
qualidade seja a melhor.
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Em um mundo capitalista, no se pode pensar de outra forma a no ser no valor
monetrio que tudo representa e a qualidade da energia no diferente.
A qualidade da energia participa diretamente do desempenho das mquinas,
garantindo que sempre que desejar voc ter a velocidade mxima a seu dispor.
Participa, tambm, da reduo de paradas, o que representar inmeros recursos
economizados em refugos, atrasos de entrega e reprovao por m qualidade do
produto.
E, por fim, mas no menos importante, a energia com qualidade significa que voc
tambm est economizando energia eltrica e, consequentemente, participando
da sustentabilidade do planeta. Isto porque com uma energia de qualidade, voc
ter o melhor aproveitamento para suas atividades, reduzindo os desperdcios, por
baixo fator de potncia, retrabalho etc.
Em um mundo capitalista, no se pode
pensar de outra forma a no ser no
valor monetrio que tudo representa, e
a qualidade da energia no diferente.
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A PERCEPO DO USURIO
Sabemos que a eletricidade imprescindvel e que sua qualidade
deve ser mantida em nveis aceitveis. A percepo da qualidade da
energia subjetiva e vai de encontro ao funcionamento ou no do
equipamento.
Um exemplo o de um escritrio de contabilidade, que poder ficar
sem energia eltrica por alguns minutos sem prejudicar suas
operaes. J um banco, na mesa de operaes financeiras, ter um
grande prejuzo nas mesmas condies. Outro exemplo: comparando
uma instalao eltrica com afundamentos de tenso em uma
serralheria de bairro e em uma metalrgica industrial fornecedora de
autopeas. Um afundamento de tenso poder afetar o funcionamento
dos equipamentos da metalrgica, mas dificilmente ter o mesmo
impacto para os equipamentos da serralheria.
Por outro lado, tanto o escritrio de contabilidade como a serralheria
de bairro precisa de uma energia eltrica de qualidade e devem prezar
por esta condio. Entretanto, a deciso de solucionar o problema, ou
conviver com ele, dependero de vrios fatores, sendo o primeiro
deles justamente o fator de funcionamento do sistema x desempenho
dos equipamentos. Isto significa que temos que avaliar a energia,
verificar os distrbios presentes, se existirem, compreender as perdas
e tomar a deciso correta.
Uma frase que repito em minhas palestras que no h receita de
bolo nas solues dos problemas de qualidade de energia eltrica,
cada caso um caso nico, e com isto necessrio uma avaliao
sempre criteriosa.
Tanto o
escritrio de
contabilidade
como a
serralheria de
bairro precisa
de uma
energia
eltrica de
qualidade e
devem prezar
por esta
condio.
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SEJA, OU APRENDA COMO CONTRATAR, UM CONSULTOR EM QUALIDADE DA ENERGIA ELTRICA
Vamos refletir sobre como ser um consultor de qualidade da
energia eltrica.
Um consultor algum que ir avaliar todos os possveis
problemas de qualidade da energia eltrica, verificar como
estes problemas iro afetar o sistema, avaliar e propor
solues e, naturalmente, justificar o investimento nesta ou
aquela soluo.
Pois bem, chamo de consultor, o especialista em qualidade de
energia eltrica e, naturalmente, no precisa necessariamente
ser um profissional de fora da empresa, mas sim qualquer
pessoa, de preferncia com formao em eletricidade, que
possa reunir as informaes, avaliar corretamente, e propor as
melhores solues. Pode ser um profissional interno que ser
responsvel por esta atividade dentro da empresa.
Da mesma forma como h os profissionais que so
contratados para cuidar das utilidades de uma empresa, ou
mesmo para trabalhar na reduo do consumo de energia, h
a possibilidade de eleger um ou uma equipe de profissionais
consultores em qualidade da energia eltrica.
No sei se ao ler o texto, voc atentou para um detalhe que
citei quando falei do consultor, foi quando apontei entre as
diversas atividades do consultor que ele deveria "justificar o
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investimento em uma determinada soluo".
Pois bem, o real consultor deve ser um profissional ou uma equipe que
entrega ao cliente, seja ele interno ou externo, um relatrio com informaes
relevantes sobre os problemas de qualidade de energia encontrados, e que
realmente afetam os diversos setores, mas tambm deve apontar os efeitos
destes problemas de qualidade da energia eltrica, suas causas e,
principalmente, apontar solues que possam ser adotadas com uma relao
de possveis resultados, ou resultados esperados.
Um relatrio extenso, cheio de grficos sem explicaes ou com explicaes
sem embasamento, um monte de papel ou um arquivo eletrnico que
nunca ser aberto ou, se for aberto, nunca ser lido at o fim. Se neste
relatrio no forem apontadas solues e os resultados esperados, alm
naturalmente da justificativa, no ser um relatrio conciso e, portanto, ser
desperdcio de tempo e dinheiro.
Portanto, se voc pretende ser ou fazer parte de uma equipe, ou ainda
contratar alguma consultoria para avaliar a qualidade da sua instalao
eltrica, lembre-se dos principais pontos a serem apresentados ou
solicitados:
Problemas de qualidade de energia que realmente afetam o sistema;
Base em normas explicando os valores;
Apresentao de soluo para os problemas encontrados;
Resultados esperados para cada soluo;
Justificativa de investimento em cada uma das solues apontadas.
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TCNICAS DE MITIGAO DOS PROBLEMAS DE QUALIDADE DA ENERGIA ELTRICA
MITIGAO DOS PROBLEMAS
Mitigar significa: tornar ou ficar mais suave ou menos intenso, geralmente o
que mau de sofrer. Est ligado s palavras Abrandar, Atenuar, Suavizar.
"mitigar", in Dicionrio Priberam da Lngua Portuguesa [em linha], 2008-
2013, http://www.priberam.pt/dlpo/mitigar [consultado em 24-12-2014].
No nosso caso podemos dizer que mitigar os problemas de qualidade da
energia eltrica significa atenuar os efeitos que a m qualidade da energia
eltrica poder causar na instalao eltrica. Mas como podemos fazer isto?
Durante minhas pesquisas, encontrei um roteiro que foi publicado na revista
Eletricidade Moderno em 2008, que ajuda na busca por solues dos
problemas de qualidade da energia eltrica. Este roteiro, publicado abaixo, se
seguido de forma correta e por especialistas (consultores) lhes traro
excelentes resultados.
...mitigar os problemas de qualidade
da energia eltrica significa atenuar
os efeitos que a m qualidade da
energia eltrica poder causar na
instalao eltrica.
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ROTEIRO PARA MITIGAO DOS PROBLEMAS DE QUALIDADE DA ENERGIA ELTRICA
1 Avaliao da instalao eltrica.
2 Identificao dos problemas de QEE por instalao de medidores.
3
Entendimento do processo produtivo (relato de produo, manuteno, qualidade).
4
Histrico de ocorrncia de problemas com suspeita de distrbios de QEE.
5 Relao dos equipamentos e cargas crticas.
6 Levantamento de dados estatsticos de paradas.
7
Simulao dos distrbios em laboratrio (se possvel), com implementao de solues e anlise de resultados.
8 Avaliao dos resultados.
9 Proposio de solues.
10 Implantao das solues propostas.
11 Avaliao dos resultados.
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Adaptando para situaes gerais de eletricidade, podemos identificar que os
dois primeiros itens, avaliao da instalao eltrica e identificao dos
problemas, requerem que voc tenha uma viso mais apurada da situao,
usando todas as ferramentas necessrias para obter o mximo de
informaes.
neste momento que dispor da ferramenta adequada ser a diferena entre
voc ter o diagnstico correto ou apresentar uma avaliao com base no
achismo, ou seja, Eu acho que isto, ou eu acho que aquilo.
Pois bem, no caso de instrumentos de medio, a escolha do equipamento
correto o ponto mais importante em uma avaliao da instalao eltrica e
na identificao dos problemas.
Por exemplo, se voc possui um multmetro RMS e est tentando descobrir
porque o dispositivo de proteo sobrecorrente (disjuntor) est atuando e
se seu circuito possuir a circulao de correntes harmnicas, provavelmente
voc estar medindo o valor errado e ento levar um tempo maior para
descobrir o problema, e muitas vezes tomar a deciso no achismo.
Por outro lado, com um equipamento RMS-verdadeiro, ou TRUE-RMS, sua
avaliao estar mais prximo da realidade, verificando que os valores reais
de corrente so maiores e esto ultrapassando o ponto de atuao do
dispositivo de proteo.
Entretanto, se o seu problema for uma parada de uma determinada mquina,
em um circuito com vrias mquinas da mesma marca, e a parada desta
determinada mquina for causada por um afundamento de curta durao
SAG provvel que com um voltmetro RMS-verdadeiro, voc no consiga
detectar este afundamento e no consiga concluir o estudo para tomar
medidas de proteo, como a aplicao de um condicionador de energia, por
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exemplo. Neste caso, voc precisar de um analisador de energia com
registradores para que possa avaliar, durante um determinado tempo, o
desempenho da rede eltrica, e ento possa identificar o afundamento.
Outro exemplo com relao a um aquecimento de transformador. Se seu
instrumento for um termmetro, voc ter a viso pontual da temperatura e
ter que medir vrios pontos para tentar traar um perfil, j se seu
equipamento um termgrafo, o cenrio de diferenas de temperatura lhe
ser mostrado no visor e a deciso sobre uma investigao das causas ser
mais bem dirigida.
Como se v, a escolha do equipamento correto para cada verificao algo
que precisa ser definido com cautela.
Mas a escolha do equipamento correto depender da sua necessidade.
Cuidado, pois temos a tendncia de querer o equipamento mais completo
quando o dinheiro que ir comprar no o nosso, e o mais baratinho quando
o nosso dinheiro que ir pagar.
Se optarmos pelo mais completo, pode ser que na maioria das vezes no
haja demanda para este equipamento e ele ser subutilizado, fazendo com
que o investimento nunca seja amortizado.
Como dizia um colega durante algumas apresentaes que fizemos juntos,
no vale a pena investir em um analisador de energia de ltima gerao para
medir a qualidade da energia da sua casa, por outro lado se sua misso
cuidar dos problemas de qualidade da energia da sua empresa, este poder
ser um excelente investimento.
A escolha de um ou de outro ir depender de vrios fatores.
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Vou tentar listar abaixo alguns deles atravs de algumas perguntas que voc
deve se fazer:
Qual ser sua utilizao? Interna na planta que voc trabalha ou externa prestando consultoria para vrias plantas?
Se for utilizao interna, qual o tamanho da sua planta? possvel compartilhar este equipamento com outras unidades ou mesmo setores dentro desta planta?
Qual a complexidade dos problemas de qualidade da energia eltrica voc pretende identificar, ou seja, qual a profundidade da investigao que voc ir fazer?
Voc est apto ou disposto a se qualificar para usar o equipamento que est querendo adquirir e principalmente interpretar os resultados que este
equipamento lhe apresentar?
Qual o valor disponvel para adquirir o (s) equipamento (s)?
Voc ir adquirir um nico equipamento ou mais de um? Quantos sero?
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Observe que cada uma destas perguntas ir levar voc a procurar por um
equipamento A, B ou C. O importante que voc responda estas questes
antes de decidir qual ou quais instrumentos voc ir adquirir. importante
que voc ao responder as perguntas acima entre em contato com os
fornecedores de instrumentos e solicite auxlio para definir o melhor modelo.
Vou tentar lhe ajudar com as perguntas e respostas acima:
A primeira pergunta se voc ir prestar servios sendo um funcionrio
interno ou um consultor. Esta diferena vai refletir no que j comentei
anteriormente, pois ser voc que ir pagar a compra do instrumento ou a
sua empresa.
Na segunda pergunta, quero saber se sua empresa poder compartilhar os
instrumentos com vrios setores, pois assim voc poder dividir o custo de
forma compartilhada, justificando o investimento em equipamentos mais
completos.
A terceira e quarta questes faro voc decidir se ir adquirir um instrumento
mais simples para identificar que tem problemas, como um alicate
Quais os distrbios que tenho necessidade de analisar?
Voc precisa de um equipamento para registrar mximos e mnimos ou todos os valores?
Sua necessidade instalar um equipamento para visualizar o que est ocorrendo ou voc ir avaliar os resultados aps retirar o
equipamento?
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ampermetro com identificao de THD distoro harmnica, ou um
analisador de energia mais sofisticado.
Se voc um profissional ou sua equipe tem a capacitao para interpretar
resultados e tiver condies de adquirir um equipamento mais completo, opte
por um analisador de energia eltrica, caso sua capacitao seja pequena e
seu objetivo identificar que h um problema para justificar a contratao de
uma consultoria para a investigao, ento no h porque adquirir um
produto mais sofisticado, ento faa a opo por um equipamento mais
simples.
Na quinta questo, o valor disponvel para o investimento importante, pois
junto com as primeiras questes poder lhe orientar qual equipamento ir
comprar.
Da mesma forma, a sexta questo envolve custo, pois o nmero de
equipamentos a ser adquiridos ir influenciar diretamente no valor. Neste
caso, lembre-se que o primeiro item das tcnicas de mitigao que
apresentei anteriormente fala em avaliar a instalao eltrica quanto aos
provveis problemas de qualidade da energia eltrica, e isto requer fazer
medies simultneas em vrios pontos, sendo recomendveis pelo menos
trs pontos.
Nas trs ltimas perguntas voc decide se o equipamento ser um logger
que registrar os valores mximos, mdios e mnimos em memria de
massa, para depois ser capturado por um software e analisado; se o
equipamento ser um registrador, que capta os vrios distrbios e todos
seus valores, incluindo as formas de ondas e grficos, porm todos so
armazenados na memria para ser recuperado atravs de softwares, ou
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ainda, se o seu objetivo fazer as leituras localmente para ir acompanhando
online o que est ocorrendo.
Neste caso, seu equipamento conhecido como analisador de qualidade de
energia que possui visor grfico. Se a opo for pelo analisador, importante
saber se o equipamento a ser adquirido possui memria para
armazenamento das medies, e quais as limitaes do software e
armazenamento que ele possui.
Minha sugesto :
Antes de comprar ou alugar um equipamento, procure informaes sobre os
vrios modelos no mercado, compare as funes dos equipamentos com
suas necessidades atuais e futuras faa sempre a pergunta: eu vou
precisar desta funo sempre ou s uma vez ou outra? O custo maior deste
equipamento vantajoso ou no?
Converse com outros colegas sobre os equipamentos, converse com os
especialistas dos fabricantes para obter mais detalhes sobre os
equipamentos que eles oferecem, incluindo as limitaes de cada um.
E, por fim, tome a deciso de adquirir o melhor equipamento que atenda a
todas as suas necessidades, deixando de lado aquelas necessidades que
no sero usadas.
Atualmente possvel alugar equipamentos em vrios locais do pas,
verifique se a sua necessidade no ser suprida por um equipamento mais
simples e de tempos em tempos voc poder alugar um equipamento mais
completo.
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SEGURANA DOS EQUIPAMENTOS
Falando ainda de equipamentos importante avaliar os instrumentos quanto
a sua segurana.
O primeiro item a se levar em considerao com relao segurana de
quem ir instalar os equipamentos, pois as medies que sero executadas
acontecero em sistemas energizados em uma determinada tenso, ento
voc estar sujeito a todos os procedimentos de segurana descritos na NR-
10 Norma Regulamentadora nmero 10, do Ministrio do Trabalho e
Emprego, que rege a segurana nos servios com eletricidade.
Estes requisitos solicitam planejamento adequado com anlise dos riscos e
elaborao dos procedimentos de segurana. Estes procedimentos devem
ser conhecidos e seguidos risca para que no haja nenhuma exposio ao
risco.
Se possvel, ao instalar os equipamentos desenergize os circuitos.
O segundo passo com relao s categorias de instrumentos, pois cada
instrumento tem sua categoria e aplicao (veja na tabela abaixo) e a
determinao do equipamento correto a diferena entre um acidente ou
uma medio segura.
Da mesma forma a tenso e correntes mximas que o equipamento poder
medir, para que voc no danifique o instrumento ou sofra algum acidente.
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Quadro 1 - Locais de utilizao dos instrumentos de acordo com sua categoria.
Imagem 1 - Representao grfica de locais de utilizao dos instrumentos de acordo com sua categoria.
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Observe que a categoria do instrumento e a tenso de trabalho dele esto
diretamente ligadas.
A recomendao : Escolha primeiro a categoria e depois a tenso de
trabalho.
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AS QUATRO FASES DA IDENTIFICAO DOS PROBLEMAS DE
QUALIDADE DA ENERGIA ELTRICA
J tivemos a oportunidade de discorrer, neste e-book sobre como contratar
ou realizar uma avaliao da qualidade da energia eltrica, sobre como
escolher equipamentos, tambm apresentamos alguns roteiros para mitigar
os problemas de qualidade da energia eltrica, e agora quero falar das quatro
fases desta identificao:
SUSPEITA, CONFIRMAO INVESTIGAO E RESULTADO
Primeiramente vem a suspeita, que na verdade surge quando algum
problema apontado pelo usurio, ou cliente e voc comea a promover o
estudo suspeitando de vrias coisas que podem causar aquele problema
apontado.
RESULTADO
INVESTIGAO
CONFIRMAO
SUSPEITA
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Por exemplo, a parada de uma determinada mquina o ponto de partida
para uma suspeita de problema de qualidade da energia eltrica. Se no for
nenhum problema conhecido ou detectado pelo pessoal da manuteno,
pode ser um distrbio da energia eltrica, e ento est lanada a suspeita.
Ainda neste exemplo, podemos suspeitar, por exemplo, de um afundamento
de tenso, ou a presena de harmnicas, entre os distrbios apresentados.
Diante da suspeita, vamos comear uma srie de estudos para obter esta
confirmao, ento se a suspeita da presena de harmnicas, um
equipamento que mostre o valor de distoro harmnica total pode ser o
ponto de partida. Se o valor apontado for um valor significativo (acima de
20% de distoro harmnica total de corrente, por exemplo), a suspeita pode
ser confirmada e ento podemos partir para uma investigao mais apurada.
Mas no to simples assim, pois o simples fato de existir um valor de 20%
de THDi no significa que o circuito eltrico tem problemas. A confirmao
deve ser feita com uma avaliao mais detalhada.
Quando temos a confirmao, ento hora de aprofundar os estudos e nesta
hora que devemos investigar com equipamentos e estudos mais precisos
e que podem fornecer mais dados, para que ento voc possa tomar
decises que vo desde a definio do problema, onde ele est sendo
gerado, o que este problema est causando e assim tomar medidas para
minimizar o efeito e obter um bom resultado.
Estas so as trs fases na identificao dos problemas de qualidade da
energia eltrica, ou seja, a simplificao das tcnicas de mitigao dos
problemas de qualidade da energia eltrica j apresentada.
O anexo A deste e-book traz uma lista de suspeitas e confirmaes para
orient-lo.
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IDENTIFICAO DOS PRINCIPAIS PROBLEMAS DE
QUALIDADE DA ENERGIA ELTRICA
Normalmente, a maioria dos problemas em uma instalao eltrica est
ligado a m qualidade da energia eltrica. Resta saber se esta m qualidade
gerada antes de receber a energia eltrica ou se est sendo gerada
internamente.
Talvez este seja o maior desafio, pois muito comum os gestores da energia
culparem a distribuio de energia eltrica pelos problemas de qualidade da
energia.
Mas posso afirmar que na maioria dos casos (cerca de 80%) os problemas
esto dentro de casa, ou seja, so gerados ou amplificados dentro da prpria
instalao eltrica do consumidor.
Ento para identificar o(s) problema(s) que afeta(m) a instalao eltrica
importante partir da premissa que este problema pode estar sendo gerado
internamente.
A maioria dos problemas em uma instalao eltrica est
ligada a m qualidade da energia eltrica. Resta saber se
esta m qualidade gerada antes de receber a energia
eltrica ou se est sendo gerada internamente.
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De todos os distrbios apresentados, os mais comuns so as variaes de
tenso, harmnicas e surtos. Isto no significa que os demais distrbios
devem ser descartados ou que em uma determinada instalao pode ser
afetada por outro tipo de distrbio.
Entretanto, pela experincia estes so os primeiros suspeitos, seria como o
mordomo nas histrias de Sherlock Holmes.
importante que seja feita uma investigao mais aprofundada com os
recursos disponveis para que seja detectado o real problema, onde ele se
origina, e ento partir para o estudo das provveis solues, a aplicao da
soluo mais vivel e avaliao dos resultados.
Os instrumentos disponveis no mercado vo lhe ajudar muito neste
processo, desde a suspeita at a investigao e o resultado passando pela
confirmao.
Alguns destes instrumentos e suas possveis aplicaes podem ser vistos no
quadro abaixo:
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Fonte: Fluke
Observe que os instrumentos so divididos em 3 modalidades:
Os trobleshooters permitem a visualizao da situao no local atravs de
visores. Com estes equipamentos voc pode avaliar os problemas que
possam estar acontecendo no momento em que eles acontecem, entretanto,
quando se trata de qualidade da energia, vivo repetindo que no h receita
de bolo e to pouco se aconselha tomar decises com medies
instantneas.
Os loggers permitem que voc grave vrios parmetros durante um tempo,
porm no permite a visualizao local, voc precisa dos respectivos
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softwares para avaliar os dados gravados. Normalmente os dados gravados
so s numricos e no trazem formas de onda. Existem alguns modelos que
possuem telas, onde possvel avaliar alguns dados, normalmente
numricos como o caso do modelo 1730, da Fluke.
Os recorders so equipamentos que tambm no possuem tela na sua
maioria, mas que tem capacidade de armazenar alm das medies em
nmeros, formas de onda, o que permitir uma anlise mais aprofundada
com relao aos problemas de qualidade da energia encontrados.
H tambm equipamentos simples, que apenas indicam provveis problemas
de qualidade da energia, como o caso do VR1710, da Fluke, que indica
distoro harmnica de tenso nas fases. Ou os detectores de tenso sem
fio que podem indicar a ausncia de tenso ou Interrupo em um
determinado circuito.
A escolha do equipamento muito importante e j citamos anteriormente em
Mitigao dos Problemas, ento faa uma avaliao de todas as ferramentas
disponveis, e o que voc realmente precisa, para no comprar algo que no
seja adequado para sua necessidade.
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AS SOLUES
fato que o que se pretende solucionar os problemas de qualidade da
energia eltrica e para o cliente, normalmente no importa como ser feito,
mas sim que seja feito. Entretanto, adotar a soluo requer passar por todos
os passos j citados e, principalmente, escolher a melhor soluo visando a
relao facilidade de instalao x custo x benefcio. Vale lembrar que o anexo
B deste E-book traz uma planilha para que voc possa custear os problemas
de qualidade da energia que est sofrendo e, portanto, ajudar na
composio do custo na hora de decidir a soluo.
Nesta etapa, vou apresentar de forma sucinta algumas solues que podem
ser usadas para vrios problemas, inclusive alguns de forma integrada, como
j vimos anteriormente.
Redimensionamento da rede eltrica de alimentao Adequar a rede
eltrica para suportar as cargas instaladas pode ser uma boa soluo,
Contudo, importante que esta adequao seja efetuada quando da ocasio
de uma reforma e que seja projetada levando em considerao todos os
parmetros necessrios. O aumento da seo de condutores pode melhorar
os efeitos das harmnicas, pois reduz a impedncia do circuito, ajudar nos
afundamentos de tenso causados por partidas de mquinas etc.
...o que se pretende solucionar os problemas de qualidade da
energia eltrica e para o cliente, normalmente no importa como
ser feito, mas sim que seja feito.
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Transformadores de separao O uso de transformadores de separao
pode ser uma boa opo quando os problemas so distrbios, como rudos e
harmnica, mas h que se preocupar com o custo e o benefcio, pois muitas
vezes existem solues que podem ser mais teis com o mesmo custo.
Desclassificao de transformadores O uso do fator K (fator de
desclassificao da potncia) na construo do transformador pode ser uma
boa soluo quando o problema harmnica, pois ir minimizar os efeitos
neste componente.
Uso de filtros Os filtros possuem trs categorias, os filtros passivos, os
filtros ativos e os filtros hbridos. O uso de um ou de outro depender de
vrios fatores, entre eles a facilidade de instalao, o custo, a caracterstica
do distrbio, o ponto de instalao (caracterstica da instalao), frequncias
de ressonncia, impedncia da rede etc. fato que quando o problema
harmnica, o filtro ativo o mais fcil de instalar e o que poder apresentar
melhor resultado, contudo, pode ser uma soluo mais cara do que o filtro
passivo ou o hbrido.
Substituio de mquinas e equipamentos Algumas vezes existe a
possibilidade de substituir um equipamento ou uma mquina por outra, com
melhor desempenho, frente gerao de problemas de qualidade da
energia. o caso de fornos a arco, por exemplo, que podem ser substitudos
por tecnologias DC e vo minimizar os efeitos do Flicker e Interharmnicos,
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ou mesmo a substituio de inversores de 6 por 12 pulsos, ou com filtros
incorporados que faro com que as harmnicas geradas sejam menores.
Esta deciso difcil e deve ser realizada no projeto ou na reforma, com um
estudo aprofundado.
UPS ou Nobreak Usado para atuar em situao de interrupes de energia
eltrica, pois atua com energia extra atravs de baterias. Porm, se
dimensionado corretamente e escolhida a tecnologia correta, pode incorporar
outros dispositivos que vo ajudar com diferentes problemas de qualidade da
energia, como variao de tenso, harmnica, rudos, surto e at
desequilbrio de tenso, entre outros.
Condicionador ou Estabilizador de energia usado para atuar em
situaes de variao de tenso, pode, no caso de condicionador de energia,
ser usado tambm no combate a problemas gerados por outros distrbios
como harmnica, rudos e surto, entre outros.
Compensador esttico ou dinmico de reativos Usado na correo de
reativos, pode ser soluo para harmnicas, interharmnicas e Flicker, entre
outros.
Protetor de Surto Usado para minimizar os efeitos causados pelos surtos
de tenso, tem sua instalao obrigatria desde 2004 para circuitos de baixa
tenso. Sua instalao depende de avaliao prvia das condies da
instalao e do tipo de carga para que obtenha um resultado satisfatrio.
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Sistema de aterramento exclusivo O aterramento pode ser uma soluo
ou o vilo da instalao eltrica. O sistema de aterramento que deve levar
em considerao a equipotencializao, muitas vezes pode requerer um
sistema exclusivo para minimizar os efeitos. Vale lembrar que aterramento
exclusivo no significa separado.
Outras solues podem ser utilizadas em cada caso. J vi situaes em que
a simples alterao de parmetros de um determinado dispositivo de
proteo solucionou o caso.
Portanto, importante que o estudo seja feito de forma clara e levando em
considerao todos os dados possveis e disponveis, no esquecendo que
este trabalho deve sempre ser realizado de forma integrada entre fornecedor
de energia eltrica, usurio, fabricante dos equipamentos, projetistas da
instalao e fabricantes de solues.
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Esta foto foi tirada na subestao de um prdio comercial que abrigava um
Call Center com cerca de 2.000 pontos, no estado de So Paulo. Observe
que o sistema de resfriamento forado est mostrando que o transformador
estava sobrecarregado.
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CONCLUSO
Discorremos neste e-book, sobre os problemas de qualidade da energia, que
chamamos de distrbios, das formas de mitigao, de algumas possveis
solues e os resultados esperados.
Como citei na introduo, esta no uma obra que esgota o tema e to
pouco atinge todas as solues, mas sim uma pequena contribuio para
que o consultor de qualidade da energia eltrica tenha um rendimento mais
satisfatrio nas suas expectativas.
Da minha parte espero que voc tenha gostado do contedo e que possa ter-
lhe sido til. Aproveito para sugerir que visite minha Fanpage no facebook
https://www.facebook.com/engedsonmartinho.
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BIBLIOGRAFIA
ANEEL. Prodist, 2014.
CAPELLI, A. Qualidade e eficincia para aplicaes industriais. So
Paulo: Editora Erica, 2010.
FLUKE. Catlogo de ferramentas de teste Fluke. So Paulo, volume 43,
2013.
MARTINHO, E. Distrbios da energia eltrica. So Paulo: Editora Erica,
2014.
BLOG QUALIDADADE DA ENERGIA ELTRICA. Disponvel na web em
http://qualidadedaenergia.blogspot.com.br/.
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ANEXO A
Como identificar problemas de qualidade da energia eltrica suspeita
SUSPEITA DE PROBLEMAS COM QUALIDADE DA ENERGIA ELTRICA
Parada de mquina ou desligamento de equipamentos sem motivo aparente;
Reduo da capacidade de produo de uma mquina;
Velocidade de motores menor do que esperado;
Reinicializao de mquinas e equipamentos sem motivo;
Lmpadas piscando (cintilao);
Mau funcionamento de mquinas e equipamentos;
Displays piscando;
Interferncia em portadoras;
Aquecimento de condutores fase acima do normal;
Aquecimento de condutores neutro acima do normal;
Motores com velocidade oscilando;
Atuao de dispositivos de proteo sem aparente motivo;
Interferncia em sistemas de comunicao;
Desprogramao de equipamentos base de microprocessador / micro
controlador;
Queima de discos rgidos, sistemas de armazenamento de dados etc.;
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Vibrao de mquinas sem ser efeito mecnico;
Aumento do tempo de fundio;
Reduo de vida til de motores e transformadores;
Aquecimento de motores acima do normal;
Aquecimento de transformadores acima do normal;
Valores de tenso e corrente acima do valor esperado;
Capacitores de correo de fator de potncia queimando ou explodindo
aleatoriamente;
Vibrao em transformadores;
Vibrao em Motores;
Desatracamento de bobinas;
Acionamento de bobinas de subtenso;
Acionamento de disjuntores e queima de fusveis.
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ANEXO B
Anlise financeira para os problemas de qualidade da energia eltrica
O que se deve levar em considerao na hora de compor o custo do
problema de qualidade da energia eltrica:
Fora de trabalho ociosa;
Hora extra para recuperar produo;
Encargos;
Tempo parado sem produzir;
Multa por atraso;
Consumo de energia parado e extra;
Custo administrativo e operacional;
Hora de manuteno equipe;
Encargos;
Custo das peas de reposio / reparo;
Limpeza de mquina;
Novo setup e startup;
Refugo;
Retrabalho em peas que no atingiram a qualidade;
Hora de retrabalho;
Encargos;
Custo Ambiental (multa, imagem etc.).