ANÁLISE DE CONFIABILIDADE DO SISTEMA ELÉTRICO DE DISTRIBUIÇÃO

A confiabilidade pode ser descrita, como habilidade do sistema elétrico de fornecer energia elétrica aos consumidores satisfazendo suas exigências no que diz respeito a qualidade e segurança. A análise de confiabilidade torna-se um aspecto importante na qualidade de energia, fornecendo uma medida quantitativa que se relaciona com planejamento e operação dos sistemas elétricos. Os índices de confiabilidade são parâmetros importantes para a expansão e operação destes sistemas (GARCÉS; ROMERO, 2012).

Para a análise de confiabilidade os vários indicadores são agregados de dados estatísticos, que são matematicamente calculados para um conjunto definido de cargas, componentes ou consumidores, correspondendo aos valores médios de uma característica particular de confiabilidade para um sistema, região operacional ou alimentador (BROWN, 2009). Os requisitos mínimos para o estudo da confiabilidade são:

 Modelo matemático apropriado para o problema em questão;

 Índices de risco apropriados para medir de forma apropriada a adequação;

 Dados estatísticos de falha e operação dos componentes e sistema para possibilitar a estimulação da confiabilidade preditiva.

A confiabilidade do sistema elétrico segue dois conceitos que a caracterizam: (1) adequação: está relacionado a habilidade que o sistema dispõe para fornecimento de energia a todos os usuários em todos os instantes de tempo, incluindo as saídas programadas e não programadas dos elementos do sistema; (2) segurança: habilidade que o sistema tem de suportar distúrbios súbitos, tais como curto-circuito ou perdas imprevistas de elementos do sistema (GARCÉS; ROMERO, 2012).

Segundo Andrade (2007) a análise de confiabilidade é caracterizada em decorrência da distribuição de probabilidade de falhas determinando assim índices quantitativos de desempenho do sistema elétrico, modelando ainda as incertezas dos processos como: o tempo de ocorrência de falhas, tempo de reparo de falhas, entrada de serviços de novas obras, frequência de ocorrência de eventos de falhas, entre outros.

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Para se ter uma melhoria da confiabilidade em um sistema, deve-se realizar altos investimentos e para obter menores custos de falhas. Essas falhas ou interrupções da energia varia de acordo com a classe do consumidor sendo ele industrial, comercial ou residencial, o grau de confiabilidade que deve ser mantido ou alcançado é o que corresponde ao menor custo total do sistema elétrico (ANDRADE, 2007).

4.1 AVALIAÇÃO DA CONFIABILIDADE

A avaliação da confiabilidade do sistema de potência divide-se em três níveis hierárquicos (BILLINTON; WENYUAN, 1994):

 Nível I – Geração: nesse nível estima-se a capacidade de geração necessária para satisfazer a demanda de usuários, incluindo tarefas de manutenção preventivas e corretivas nos equipamentos de geração, permitindo com isso quantificar o nível de confiabilidade do sistema através dos índices Loss Of Load Expectation – expectativa de perda de carga; Loss Of Load Probability – propabilidade de perda de carga; Loss Of Energy Expectation – expectativa de perda de energia, etc.

 Nível II – Geração e Transmissão: nesse nível avalia-se o fornecimento de energia elétrica desde a geração até os grandes centros de consumo, considerando a capacidade de transmissão do sistema.

 Nível III – Distribuição: avalia-se a capacidade do fornecimento de energia desde as subestações até os consumidores finais. Estes índices de confiabilidade são calculados para os pontos de carga, correspondendo aos usuários agregados nos circuitos primários de distribuição.

De acordo com a Eletrobrás (1982) a avaliação da confiabilidade de sistemas de distribuição, são justificadas a partir do ponto de vista prático, visando:

 Cumprir as normas regulamentadoras do serviço de distribuição de energia;  Aprimorar a sistemática do projeto de sistemas, identificando e alterando

parâmetros e componentes do sistema que tem interferem na confiabilidade;  Idealizar sistema para mitigar efeitos de falhas em componentes da rede

elétrica;

 Alterar o ambiente em que sistema está inserido, minimiza os efeitos do mesmo sobre o sistema;

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 Identificar programas de manutenção que resultem em melhorias no desempenho;

 Elevar a base das comparações entre as alternativas de fornecimento de energia existentes;

 Racionalizar a aplicação de investimentos, pela avaliação quantitativa do custo da concessionária e do benefício para o consumidor, associado a um nível específico de confiabilidade do serviço.

De acordo com Gönen (2008), a análise econômica é considera uma ferramenta de planejamento que é empregada na definição do capital a ser aplicado visando a melhora do desempenho do sistema de distribuição, quando o investimento reduz de forma significativa as falhas ou interrupções o nível de confiabilidade desse sistema torna-se apropriado para a continuidade dos serviços.

Para melhorar o desempenho do sistema de distribuição as concessionárias devem implementar medidas preventivas e/ou corretivas, estas medidas visam a redução de faltas e interrupções da energia elétrica, mitigando com isso os impactos que estes distúrbios afetam a qualidade da energia elétrica, bem como seu fornecimento aos consumidores, relaciona-se algumas medidas abaixo (SHORT, 2004; SOUDI et al., 1998; WARREN, 1996):

 Instalações de condutores isolados (ou protegidos), poda regular de árvores, instalação de proteções contra contato de animais, instalações de para-raios e descarregadores aéreos, e inspeção visual regular dos circuitos, são ações que auxiliam na redução da ocorrência de faltas e interrupções.

 Instalação de localizadores de faltas, utilização de sistemas de gerenciamento de interrupção e capacitação de equipes de campo, são medidas que reduzem o tempo de localização das faltas e reparos dos componentes.

 Instalação de sistema de supervisão e chaves de manobras automatizadas auxilia na redução da duração das interrupções.

 Instalação de um maior número de dispositivos de proteção e manobras, melhora o nível de confiabilidade do sistema de distribuição, tendo sempre sem vista o fator econômico. Além disso, a seleção e alocação otimizada destes dispositivos reduzem o número de consumidores interrompidos na ocorrência de faltas, bem com a duração das interrupções.

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De acordo com ANEEL, através do PRODIST, módulo 1, os índices de confiabilidade de um sistema, tem o objetivo de quantificar seu despenho, referente à qualidade no fornecimento de energia elétrica aos consumidores, os principais índices empregados são:

 Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (DEC): “intervalo de tempo que, média, no período de apuração, em cada unidade consumidora do conjunto considerado ocorreu descontinuidade da distribuição de energia elétrica”.

 Duração de Interrupção Individual por Unidade Consumidora ou Ponto de Conexão (DIC): “intervalo de tempo que, no período de apuração, em cada unidade consumidora ou ponto de conexão ocorreu descontinuidade da distribuição”.

 Duração Máxima de Interrupção Contínua por Unidade Consumidora ou Ponto de Conexão (DMIC): “tempo máximo de interrupção contínua de energia, em uma unidade consumidora ou ponto de conexão”.

 Frequência Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (FEC): “número de interrupções ocorridas, em média, no período de apuração, em cada unidade consumidora do conjunto considerado”.

 Frequência de Interrupção Individual por Unidade Consumidora (FIC): “número de interrupções ocorridas, no período de apuração, em unidade consumidora ou ponto de conexão”.

A IEEE (2003) quantifica alguns distúrbios que afetam a qualidade da energia elétrica através dos indicadores abaixo:

 Loss Of Load Cost (LOLC): “representa o custo pelo não fornecimento de energia a uma unidade consumidora (ponto de conexão), ou mesmo para o sistema”.

 System Average interruption Frequency Indez (SAIFI): “índice da frequência média de interrupções do sistema, entre a razão do número total de interrupções nos consumidores e o número total de consumidores, no período de um ano”.

 System Average Interruption Duration Index (SAIDI): “índice da duração média de interrupção do sistema, razão entre o somatório das durações das interrupções nos consumidores e número total de consumidores, no período de um ano”.

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 Customer Avereage Interruption Duration Index (CAIDI): “índice da duração média da interrupção para o consumidor, razão entre o somatório das durações das interrupções nos consumidores e o número total de interrupções nos consumidores, no período de um ano”.

 Average Service Availability Index (ASAI): “índice de disponibilidade média de serviço, razão entre o somatório do número de horas em que o sistema está disponível para consumidores e o número total de horas demandadas no sistema, no período de um ano”.

 Energy not Supplied (ENS): “índice para energia não suprida, representa a energia total não fornecida pelo sistema, no período de um ano”.

 Average Energy not Supplied (AENS): índice para a energia média não suprida, razão entre o total de energia não suprida em número total de consumidores, no período de um ano”.

Esses índices são representam o desempenho quantitativo do sistema elétrico, que são utilizados para medir a continuidade do fornecimento de energia elétrica aos consumidores, estes índices são utilizados na identificação de áreas operacionais, subestações e alimentadores com baixo desempenho, visando identificar as falhas e auxiliar na tomada de decisões na aplicação de recursos seja na aquisição de novos equipamentos ou na manutenção dos equipamentos já existentes (SOUDI et al., 1997).

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