A energia elétrica é essencial para o desenvolvimento da sociedade, pois é um dos tipos mais utilizados no mundo. FEC - Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora GQEE - Grupo de Estudos da Qualidade da Energia Elétrica. Segundo Filippo Filho (2017), a eletricidade trouxe grandes mudanças no cotidiano das pessoas, o que mostra o quanto elas dependem dela.
O termo qualidade de energia elétrica (PQ) refere-se a uma medida de quão bem a energia elétrica pode ser consumida, incluindo características de continuidade de fornecimento e atendimento a parâmetros considerados desejáveis para uma operação segura, como distorções, oscilações de tensão, entre outros (DECKMAN; POMILIO , 2017). De acordo com o Anuário Estatístico de Energia Elétrica 2017 da Empresa de Pesquisa Energética, órgão vinculado ao Departamento de Minas Energéticas do governo federal, 260 mil residências ainda carecem de energia elétrica, contrariando a própria definição de qualidade.
Objetivos
Objetivo geral
Objetivo específico
Justificativa do Trabalho
Metodologia
Estrutura do Trabalho
Foram consultados livros, artigos acadêmicos, regulamentos, normas técnicas e leis dos órgãos que normalizam a energia elétrica no Brasil, o que ajudou a organizar sua estrutura. Neste capítulo será feito um histórico da eletricidade, seguido de sua estrutura no Brasil, desde a atuação do governo através das agências reguladoras e suas normas até o sistema elétrico nacional e suas características.
Histórico da corrente contínua e corrente alternada
A evolução do setor elétrico nacional até os dias atuais
Ao Ministério de Minas e Energia: formula, planeja e executa as ações do governo federal no âmbito da política energética nacional; Conselho Nacional de Pesquisa Energética: formula políticas nacionais e diretrizes energéticas voltadas para o uso racional dos recursos energéticos no Brasil, revisa regularmente a matriz energética e estabelece diretrizes para programas especiais; Comissão de Acompanhamento do Sector Eléctrico: monitoriza e avalia continuamente a continuidade e fiabilidade do fornecimento de energia eléctrica em todo o país;
Electric Research Company: Presta serviços de estudo e pesquisa para auxiliar no planejamento do setor energético e na elaboração de planos de expansão da geração e transmissão de energia elétrica. Agência Nacional de Energia Elétrica: regulamenta e fiscaliza a geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia elétrica de acordo com a política do governo federal, além de elaborar, aplicar e atualizar os procedimentos de distribuição; Operador Nacional de Energia Elétrica: coordena e controla a produção e transmissão de energia elétrica do SIN (Sistema Interligado Nacional);
Central de Comercialização de Energia Elétrica: efetua e comercializa energia elétrica no SIN e administra os contratos de compra e venda e sua contabilização e liquidação. Com toda essa estrutura, fruto da reforma ocorrida na década de 90, a geração, transmissão e distribuição de energia elétrica passaram a ser geridos por diferentes agentes, dando origem ao Sistema Interligado Nacional (SIN).
O Sistema Interligado Nacional
Fornecem energia a cerca de 3% da população numa área que cobre cerca de 40% do território nacional, atingindo 1,3 milhões de consumidores. Como a maior parte dos recursos provém de usinas hidrelétricas, a quantidade de energia gerada depende das chuvas nas bacias hidrográficas, que variam de região para região devido ao tamanho do território brasileiro. Para isso, o ONS conta com cinco Centros de Operações espalhados pelo país, que coordenam, controlam e monitoram a operação de toda a matriz energética brasileira, com um total de mais de 49 mil intervenções anuais para garantir que tudo funcione com precisão.
O primeiro segmento conta com mais de 50 concessionárias (ABRADEE, 2016) que administram e operam uma extensão total de 141.388 km de linhas de transmissão, segundo fontes do ONS, com projeção de 185.484 km em 2023. O segmento de distribuição recebe essa energia e atinge pequenas e médios consumidores por meio de concessionárias, operando e gerenciando linhas em tensão abaixo de 230 kV, principalmente média e baixa tensão, fazendo-a chegar a residências, comércios, ruas de cidades e pequenas indústrias. Conforme relata Xavier (2016), para a implantação de um sistema de monitoramento da qualidade da energia elétrica, é necessário conhecer os padrões de funcionamento do sistema elétrico exigidos pelas normas estabelecidas por órgãos nacionais e internacionais.
Além disso, as normas estabelecem um padrão para os sistemas de medição, para que não haja diferenças nas medições que realizam. Esse fato prejudica os consumidores, pois eles adquirem determinados equipamentos destinados ao uso em determinadas condições no país de origem, diferentes das condições locais, podendo ocasionar danos aos equipamentos devido a mau funcionamento (Santos, 2011). No Brasil, a ANEEL é responsável pela regulamentação e monitoramento da rede elétrica e publicou em 2009 os Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST).
Normas internacionais de qualidade da energia
IEC (International Electrotechnical Commission)
Desta forma, este capítulo abordará a legislação que regulamenta o PQ tanto no Brasil quanto no mundo, os distúrbios que afetam a rede e algumas ações importantes para que a energia fique dentro dos padrões permitidos. Fornece procedimentos para o projeto de medição de perturbação PQ e equipamentos de monitoramento e seus procedimentos de teste. Apresenta as orientações para a instalação a fim de aumentar a imunidade contra perturbações que inibam o funcionamento do equipamento.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Tem extrema importância no desenvolvimento de normas e estudos de engenharia em elétrica, eletrônica e computação. De acordo com o relatório técnico da Fundação de Apoio à Universidade (2014), os padrões IEEE não apresentam uma documentação estruturada em comparação com o IEC. Os principais padrões IEEE usados em relação ao PQ são: IEEE 519, Recomendações Práticas para Controle de Harmônicos em Sistemas Elétricos, e IEEE 1159, Recomendações Práticas para Medição e Interpretação de Informações Relacionadas à Perturbação que Causa Problemas de PQ.
Normas nacionais de qualidade de energia
Relativamente ao tratamento de reclamações, que estabelece os limites anuais do Indicador de Frequência Equivalente de Reclamações (FER) para Distribuidores. No que diz respeito à qualidade do produto, o PRODIST trata dos seguintes aspectos: tensão estável; fator de potência; harmônicos; desequilíbrio de tensão; flutuação de tensão;. Segundo Rocha (2016), é comum o uso de controladores automáticos de fator de potência, que funcionam conectando e desconectando bancos de capacitores.
Porém, o uso correto do banco de capacitores mantém o fator de potência dentro do valor requerido. Desequilíbrio de tensão: o desequilíbrio de tensão é o fenômeno caracterizado por qualquer diferença verificada de amplitude entre as tensões trifásicas de um determinado sistema trifásico e/ou defasagem elétrica de 120° entre as tensões de fase do mesmo sistema. Os consumidores são responsáveis por balancear as cargas para que o equilíbrio de tensão permaneça adequado para as diversas condições de operação do sistema elétrico (ROCHA, 2016).
Flutuação de Tensão: A flutuação de tensão é a variação aleatória, repetitiva ou esporádica do valor efetivo ou de pico da tensão instantânea. Variações de tensão de curto prazo: variações de tensão de curto prazo (VTCD) são desvios significativos na amplitude do valor de tensão RMS durante um intervalo de tempo não superior a três minutos. A falha de tensão ocorre quando seu valor efetivo é igual ou superior a 0,1 pu (sistemas por unidade) e menor que 0,9 pu em relação à tensão de referência.
Na qualidade do serviço, além de estabelecer os procedimentos, existem dois parâmetros importantes que são os indicadores de continuidade para uma série de unidades consumidoras: a duração equivalente de interrupção por unidade consumidora (DEC) e a frequência equivalente de interrupção por unidade consumidora (FEC ). .
Distúrbios da rede elétrica
HVDC e a qualidade de energia elétrica
A crescente utilização deste tipo de sistema está associada a várias vantagens em relação ao sistema de corrente alternada ser social e na qualidade da energia transmitida. Em termos ambientais, as torres de transmissão HVDC ocupam uma área menor porque precisam apenas de dois cabos, um para cada polo para transportar energia, enquanto o sistema CA precisa de três cabos se for um sistema trifásico. E no caso da qualidade de energia, vários aspectos do sistema HVDC superam os do AC, segundo Oliveira (2015).
Limites de estabilidade: O limite de transmissão do sistema CA diminui à medida que o comprimento e os ângulos de tensão aumentam. Regulação de tensão: O sistema CA requer regulação de potência reativa para manter a tensão constante durante a transferência de energia. Como o HVDC não requer energia reativa, o controle de energia se torna mais fácil.
Transmissão por cabo de longa distância: O sistema AC não é viável para operação de longa distância em cabos subterrâneos devido ao efeito capacitivo, um problema não encontrado com HVDC. Visando novas melhorias no sistema de transmissão no Brasil, a primeira linha de transmissão em Corrente Contínua de Ultra Alta Tensão (UHVDC) do país, da ordem de 800 kV, foi comissionada no final de 2017. Embora o custo de uma linha de transmissão seja basicamente o valor dos cabos, as unidades conversoras que compõem o sistema ainda são uma tecnologia muito cara.
Neste capítulo será feito um breve estudo de um dos distúrbios na qualidade da energia elétrica: o ruído.
Evolução da eletrônica e o surgimento dos ruídos
Com isso, as vantagens das redes inteligentes são: autorrecuperação em caso de falha, resistência a ataques físicos e cibernéticos, melhoria da qualidade da energia, maior envolvimento do mercado, entre outros (MME, 2010). O Brasil é um dos maiores produtores de energia do mundo, com duas das maiores hidrelétricas existentes em seu território. Diante desse cenário, é imprescindível que a qualidade da energia elétrica aqui circulada esteja de acordo com os padrões estabelecidos, principalmente se tratando de um país com enorme potencial de desenvolvimento.
Porém, nos últimos anos, o Brasil tem sofrido com apagões, o que pode ser reflexo da qualidade da energia que circula pelo país. Com isso, conclui-se que o Brasil possui um sistema elétrico eficiente, mas que também é importante buscar melhorias para que o consumidor possa utilizar uma energia elétrica cada vez mais limpa. Para trabalhos futuros, recomenda-se estudar as perturbações e buscar formas mais simples e baratas de atenuá-las para que possam ser utilizadas em pequenas aplicações, como em casa, além de poder agregar mais aprendizado.
Disponível em: < (http://www.abradee.com.br/setor-eletrico/visao-geral-do-setor/)>. Disponível em: < https://www.firjan.com.br/publicacoes/publicacoes-de-economia/propostas- para-melhorar-a-qualidade-da-energia-eletrica-para-a-industria-no-brasil. htm>. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Estadual Paulista, Presidente Prudente, 2015.
Disponível em:
