Aula 01 –Introdução...Aula 01 –Introdução Prof. Heverton Augusto Pereira Prof. Mauro de Oliveira Prates Universidade Federal de Viçosa -UFV Departamento de Engenharia Elétrica

Prof. Heverton Augusto Pereira – Departamento de Engenharia Elétrica – UFV

ELT 428 – QUALIDADE DE ENERGIA

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Aula 01 – Introdução

Prof. Heverton Augusto PereiraProf. Mauro de Oliveira Prates

Universidade Federal de Viçosa - UFV Departamento de Engenharia Elétrica - DEL

Gerência de Especialistas em Sistemas Elétricos de Potência – Gesep

[email protected]

www.gesep.ufv.brTEL: +55 (31) 3899-3266



Atenção

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O material utilizado na disciplina ELT 428 – Qualidadede Energia, no segundo semestre de 2017, foi baseado nomaterial elaborado pelo professor Mauro Prates contato:[email protected]

Algumas adaptações foram realizadas pelo professor HevertonPereira.



Estrutura de Gestão do SIN

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Introdução

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� A qualidade da energia elétrica = competitividade dasempresas.

� Ambos, concessionárias e usuários finais de energia elétricaestão se tornando cada vez mais preocupados com aqualidade da energia elétrica.

� A legislação evolui muito nas ultimas décadas.



Introdução

ELT 428 - Qualidade de Energia5

� O setor da energia elétrica encontra-se, sobretudo nasduas últimas décadas, a atravessar profundas mudançasdevido a um número considerável de fatores como:

� a alteração da natureza de cargas consumidoras: controlesbaseados em microprocessadores e dispositivos deeletrônica de potência são mais sensíveis às variações daQEE;

� a liberalização, desregulamentação (ou re-regulamentação)em curso a nível mundial;



Introdução

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Crescimento de cargas eletrônicas nos EUA nas últimasdécadas:



Introdução

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� A proliferação de autoprodutores, juntamente com oaparecimento de novas tecnologias de geração;



Introdução

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� O crescente interesse pela racionalização e conservaçãoda energia elétrica, com vistas a otimizar a sua utilização,tem aumentado o uso de equipamentos que, em muitoscasos, aumentam os níveis de distorções harmônicas epodem levar o sistema a condições de ressonância;



Introdução

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� Desenvolvimento de linhas de transmissão em CC,utilizadas no transporte de energia em longas distâncias;



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� Conscientização dos consumidores em relação à qualidadedo produto fornecido pelas empresas de distribuição deenergia,

� Indicadores de qualidade do serviço nas contas de energiaelétrica (DIC, FIC, etc);



Introdução

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Estudo da EPE para o Brasil, sobre aumento da eficiênciaenergética por parte dos consumidores:

Obs: O ganho de eficiência refere-se ao ganho acumulado a partir de 2012, expresso como percentual do consumo em cada ano.



Introdução

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� Fabricação de medidores elétricos capazes de mostrar asformas de onda da tensão e da corrente em tempo real eregistrar os fenômenos de QEE, utilizando técnicas deprocessamento digital de sinal;



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� As consequências da qualidade da energia sobre a vida útildos componentes elétricos e eletrônicos;

� O peso crescente das questões ambientais associadas àstecnologias de geração.



Introdução

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A proliferação de autoprodutores, juntamente com oaparecimento de novas tecnologias de geração. Estudo daEPE para o Brasil:



Introdução

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O principal motivo para o aumento da preocupação

com a qualidade da energia elétrica é o impulso contínuo

para aumentar a produtividade dos consumidores

industriais:

� Indústrias querem cada vez mais rapidez e assimnecessitam de equipamentos mais eficientes;

� Concessionárias encorajam esses esforços das indústrias,pois ajuda a adiar grandes investimentos em subestações egeração.

� Quando processos inteiros são automatizados, ofuncionamento eficiente das máquinas se torna cada vezmais dependente de energia de qualidade.



Introdução

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Nos últimos anos:

� Tem-se intensificado a discussão sobre a constantemelhoria da regulamentação.

� Os reguladores vão ter evoluir para além de índices deconfiabilidade tradicionais e abordar a necessidade derelatórios de qualidade de energia e incentivos para asempresas de transmissão e distribuição;

� Alguns índices têm sido desenvolvidos para ajudar nareferência dos vários aspectos de qualidade de energia.



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No âmbito da Engenharia Elétrica, nas diversas áreasde pesquisa, os estudos relacionados à QEE encontram-se emgrande ascensão, no Brasil e no exterior, haja vista aquantidade de grupos de pesquisa existentes no mundo, osinúmeros congressos nacionais e internacionais que englobameste tema, como:

� CBQEE (Congresso Brasileiro de Qualidade de Energia)� EPQU (Electrical Power Quality and Utilization)� ICHQP (International Conference on Harmonics and Quality

of Power)� ICREPQ (International Conference on Renewable Energies

and Power Quality), entre outros



Introdução

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� Seções que abordam o tema em conjunto com outras áreas(COBEP, SNPTEE, SEPOPE, SENDI, SBSE, CIRED, CBA,PESC, PES, APEC, IAS entre outros).

� A Qualidade da Energia Elétrica ou, em inglês PowerQuality, difundiu-se rapidamente em diversas áreas daEngenharia Elétrica como: geração, transmissão,distribuição, automação, eletrônica de potência,processamento de sinais, entre outras.



Introdução

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A QEE difundiu-se rapidamente em diversas áreas daEngenharia Elétrica:



Introdução

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� O tema “Qualidade de Energia Elétrica” tornou-se umapreocupação comum a todos os agentes do setor elétrico,entre eles: concessionárias, consumidores e órgãosreguladores.

� Todos os aspectos relacionados aos problemas naqualidade da energia são importantes, desde a suaverificação, o seu diagnóstico e, por último, a sua solução,levando em consideração o impacto econômicorelacionado.

� As anomalias surgem tanto na tensão e corrente, quanto nafrequência, podendo causar falhas em equipamentosindustriais, comerciais e residenciais.



O que é Qualidade de Energia?

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� O que é Qualidade de Energia?R: não existe um consenso em relação à definição de QEE.

� Tensão é responsabilidade das concessionárias e correntedepende das cargas.



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Ponto de Vista dos consumidores:

� Qualquer problema de energia manifestada em desvio detensão, corrente ou frequência e que resulte em falha oumau funcionamento de equipamento é considerado umproblema de qualidade de energia.




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Ponto de Vista das concessionárias:

� É o grau de proximidade que a tensão fornecida pelaconcessionária, tem com o caso ideal, em termos de formade onda, amplitude, frequência, distorção zero,confiabilidade, estabilidade e fontes livres de distúrbios.




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Ponto de Vista dos órgãos reguladores:

� As concessionárias de energia devem fornecercontinuamente energia elétrica, dentro dos limitesestabelecidos por normas, sob pena de multa eressarcimento dos danos causados pelo fornecimento doproduto de má qualidade.




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Para alguns fabricantes de equipamentoseletroeletrônicos, é cômodo que não existam normas quedeterminem:� o grau de sensibilidade dos equipamentos frente aos

fenômenos de QEE, presentes na rede de energia e;

� os limites do nível de perturbação que esses equipamentospodem injetar na rede, sem prejudicar os parâmetrosestipulados pelos órgãos reguladores. Já que, após ainstalação do equipamento a responsabilidade da má QEEé transferida a concessionária e compartilhada com oconsumidor.




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Pontos de Vista sobre as causas dos problemas de QEE:




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Resumindo:

� QEE, como a qualidade em outros bens e serviços, édifícil de quantificar.

� Não há uma definição única de energia de qualidade.

� Existem normas para a tensão e outros critérios técnicosque podem ser medidos, mas a decisiva medida da QEE édeterminada pelo desempenho e produtividade doequipamento do usuário final.

� Se a energia elétrica é inadequada para essasnecessidades, a "qualidade" é ruim.




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� Muitos autores costumam dizer que QEE é, na verdade, aqualidade da tensão.

� Mas a concessionária não tem controle sobre as correntesque determinadas cargas podem injetar na rede.

� Sistemas de energia CA são projetados para operar emuma tensão senoidal (normalmente 50Hz ou 60Hz).Qualquer desvio significativo na forma de onda, sejamagnitude, frequência, ou a pureza é um potencialproblema de qualidade de energia.

Qualidade de Energia = Qualidade na tensão?



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� Embora os geradores possam fornecer uma tensão quaseperfeita de onda senoidal, a passagem de corrente atravésda impedância da LT pode causar uma variedade deperturbações da tensão.




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� Portanto, embora seja a tensão nossa maior preocupação,devemos também abordar os fenômenos da corrente paracompreender a base de muitos problemas de qualidade deenergia.




Por que estamos preocupados com a Qualidade de Energia?

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A principal razão é, sem dúvida, econômica.

� Há muito dinheiro associado a esses distúrbios. Osimpactos econômicos associados à sensibilidade dosequipamentos à variação de tensão, por exemplo, deve seruma preocupação.

� Com o aumento da concorrência de serviços de geração,os clientes tenderão a optar por um fornecedor queentregue uma energia mais “limpa”.



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� Para clientes residenciais, o que ele tem em mente comobaixa QEE é realmente a falta de energia.

� Mas o uso doméstico de computadores tem aumentandoconsideravelmente e mais transações estão sendo feitasatravés da internet.




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� Para clientes industriais, se faltar energia durantemeio segundo, a fábrica para e o processo industrialtem que ser reiniciado, o que causa grandes prejuízosfinanceiros.

� Nos processos de laminação de aço, quando asmáquinas param, os operários têm que "desentupir" olaminador, cortando os varões de aço com maçaricos,além de manipulá-los sob altas temperaturas, etc.




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� Cabe salientar que até bem pouco tempo atrás, amaioria dos consumidores industriais entendia quegerenciar a energia elétrica significava controlar ademanda, o fator de potência, e administrar oscontratos junto à concessionária.

� Pouco se falava em supervisão de grandezas comotensões, correntes, potências e muito menos, emdistorções harmônicas ou transientes.




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� As empresas acompanham o número de interrupçõesno fornecimento, e o tempo médio destasinterrupções;

� Futuramente, desejarão acompanhar a forma deonda da tensão entregue pela concessionária, demodo a analisar, por exemplo, transitórios, correntesharmônicas e afundamentos de tensão.


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