ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA PARA PRIMARIZAÇÃO DAS MANUTENÇÕES PREVENTIVA E PREDITIVA DE SUBESTAÇÕES

ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA PARA PRIMARIZAÇÃO DAS MANUTENÇÕES PREVENTIVA E PREDITIVA DE SUBESTAÇÕES

Fladimir Eduardo Pinto^*

RESUMO: O principal objetivo deste trabalho foi o estudo da viabilidade técnica para a primarização da manutenção preventiva e preditiva de uma subestação de média tensão de uma determinada empresa. Para o estudo de viabilidade foi levantada a matriz de competências da equipe que já atua na manutenção de subestações na empresa em questão, porém com escala reduzida. Foram levantados os principais instrumentos e equipamentos a serem utilizados e se já estão disponíveis na empresa. Por fim, como se trata de uma subestação que alimenta toda uma planta de produção, e as manutenções dos equipamentos requerem o desligamento geral e consequentemente a parada da produção, foi analisado quais equipamentos podem ter sua manutenção realizada em oportunidades ou que são reservas, reduzindo então, a quantidade de equipamentos que devem ter sua manutenção realizada em um único dia, e com isso a redução da mão-de-obra. Com o estudo pode-se notar as consequências que a falta de um equipamento trás tanto para o desenvolvimento técnico da equipe e a limitação das possibilidades de manutenção.

Palavras-chave: Primarização. Manutenção de subestações. Viabilidade.

ABSTRACT: The main objective of this work was the study of the technical feasibility for the primarization of the preventive and predictive maintenance of a medium voltage substation of a certain company. For the feasibility study, the competence matrix of the team that already operates in the maintenance of substations in the company in question was raised, however with a reduced scale. The main instruments and equipment to be used were raised and if they are already available in the company. Finally, as it is a substation that feeds an entire production plant, and the maintenance of the equipment requires general shutdown and consequently the production stop, it was analyzed which equipment can be maintained in opportunities or which are reserves, reducing then, the amount of equipment that must be maintained in a single day, and with that the reduction of labor. With the study, one can see the consequences that the lack of equipment brings both to the technical development of the team and the limitation of maintenance possibilities.

Keywords: Primarization. Substation Maintenance. Viability.

INTRODUÇÃO

A vida moderna seria inviável sem o uso de energia elétrica, uma vez que ela é uma fonte indispensável para o desenvolvimento tecnológico, econômico e populacional do planeta MUZY (2012). O consumo de energia elétrica cresce a cada dia e com esse aumento do consumo é necessário o desenvolvimento de técnicas que garantam o fornecimento cada vez mais confiável, seguro e estável para os consumidores. Por essas e outras razões que as subestações têm um papel muito importante no sistema elétrico de potência (SEP). Segundo (ANEEL) Agência Nacional de Energia Elétrica (2014) para garantir o pleno funcionamento e a confiabilidade de todos os equipamentos que compõe uma subestação, é necessário realizar atividades mínimas de manutenção preditiva e preventiva para transformadores de potência, autotransformadores, reatores, capacitores, disjuntores, chaves seccionadoras, transformadores para instrumentos, para-raios, relés de proteção, sistemas de alimentação auxiliar entre outros.

* Especialista em Engenharia de Manutenção e Graduado em Engenharia Elétrica pelo Centro de Ensino Superior

CUNHA (2007) cita que as áreas de manutenção das concessionárias do setor elétrico brasileiro e das empresas do setor elétrico industrial vêm convivendo, e de forma cada vez mais acentuada nos últimos anos, com determinados problemas que são comuns e dentre os quais podemos citar: Grande quantidade, diversidade e complexidade dos equipamentos; diversidade e alta complexidade dos instrumentos de testes de manutenção; escassez de mão-de-obra especializada; alto preço de equipamentos de testes etc. Diante destes problemas relatados as empresas do setor tendem a terceirizar os serviços com o intuito de reduzir gastos. Este trabalho tem como proposta principal a primarização das atividades de manutenção preventiva e preditivas para a manutenção da subestação principal de uma determinada empresa.

1.

1.1 Sistema elétrico de potência brasileiro

O sistema elétrico de potência brasileiro é estruturado como um Sistema Interligado Nacional (SIN), que é composto por conjuntos de instalações para geração e transmissão que abrange todo o território nacional, ONS¹ (2020). Na FIG. 01 é apresentado os principais corredores de transmissão de diversos níveis de tensão e seus principais blocos de geração com o horizonte em 2024.

Figura 01- Sistema elétrico de potência brasileiro

Fonte: ONS, 2020.

Por todo o percurso do sistema de transmissão, os níveis de tensão devem ser ajustados de acordo com as características técnicas de cada sistema, e para a adequação dos níveis de tensão são utilizados transformadores, geralmente trifásicos, MENEZES (2015). Para essa finalidade que estão instalados em subestações que podem conter um transformador ou vários. Nestas subestações também possuem diversos componentes que fazem parte do SEP.

1.2 Subestações

PRODIST (2018, P.49) define subestações como: “Conjunto de instalações elétricas em média ou alta tensão que agrupa os equipamentos, condutores e acessórios, destinados à proteção, medição, manobra e transformação de grandezas elétricas.”. Na FIG. 02 podemos observar o mapa das principais subestações que compõem o SEP brasileiro, não levando em consideração as subestações localizadas nas unidades geradoras e em grandes consumidores industriais.

Figura 02 - Principais subestações do sistema elétrico brasileiro (abril de 2020)

Fonte: ONS, 2020.

Como pôde ser observado na FIG.02 há diversas subestações em operação no SEP brasileiro, sendo uma das partes mais importantes do sistema elétrico, pois toda energia elétrica a ser consumida passa por ela. A sua paralização implica em grandes perdas econômicas. Diante da importância destes complexos é necessário que os equipamentos instalados operem de forma ininterrupta e com confiabilidade. E para garantir a confiabilidade dos equipamentos é necessária a realização de manutenções preditiva e preventiva nesses equipamentos.

1.3 Manutenção de subestações

A resolução normativa Nº 669 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), descreve os requisitos mínimos para manutenção de equipamentos do SEP. Os tipos de manutenções regulamentados por essa resolução são:

 Manutenção Preventiva - é a atuação realizada para reduzirem falhas ou queda no desempenho, obedecendo a um planejamento baseado em períodos estabelecidos de tempo.

 Manutenção Preditiva - é um conjunto de atividades de acompanhamento das variáveis ou parâmetros que indicam o desempenho dos equipamentos, de modo sistemático, visando a definir a necessidade ou não de intervenção (XAVIER, 2003).

1.4 Processo de primarização

De acordo com MAGALHÃES; SALES; SANTOS e SARAIVA (2011), o processo de primarização é definido pela reversão da terceirização, que consiste na retomada das atividades que haviam sido terceirizadas. Na primarização o contratante dos serviços passa a executar as atividades que haviam sido repassados para as empresas ou pessoas contratadas.

2.

A metodologia deste trabalho é baseada nos levantamentos de dois dos principais recursos necessários para a realização de manutenção preventiva e preditiva de uma subestação de uma empresa, que será nomeada alpha, que são: Recursos de mão de obra especializada e equipamentos em geral utilizados na manutenção de subestações, os quais serão apresentados posteriormente.

Inicialmente será realizada uma avaliação de competências técnicas da equipe supostamente habilitada para esse tipo de trabalho, pois na empresa alpha já são realizadas atividades de

manutenção preventiva e preditiva em subestações, porém de menor porte. A avaliação será dada a partir da aplicação de uma matriz de competências com as principais atividades a serem realizadas com base no plano de manutenção já realizado por terceiros e os requisitos mínimos estabelecidos pela ANEEL para manutenção de subestações.

Será feito o levantamento dos equipamentos e insumos necessários para a realização das manutenções, estes serão listados de acordo com as atividades a serem executadas. Também será levantada as atividades que devem ser executadas de forma simultânea, devido à necessidade de parada dos equipamentos e consequentemente a parada da produção da planta. Essa etapa tem como o objetivo a redução do efetivo necessário, pois várias atividades podem ser executadas aproveitando possíveis oportunidades de paradas parciais da planta, equipamentos reservas ou que sua parada momentânea e programada posteriormente, não afete a produção. Por fim, será avaliado o H.H. (homem hora) necessário na manutenção e a quantidade de H.H. disponível para os trabalhos, sendo possível definir se é viável executar a manutenção apenas com recursos próprios.

3.

As manutenções preventivas e preditivas realizadas atualmente nos ativos da subestação principal da empresa alpha são realizadas por uma empresa terceirizada, especializada nesse tipo de manutenção. Foi definido pela engenharia que essa manutenção deve ser realizada anualmente por se tratar de equipamentos de alta criticidade, e por isso fazem parte dos equipamentos relacionados ao mapeamento estratégico da empresa. Atualmente as atividades de manutenção na subestação são realizadas em um dia específico, devido a necessidade de desligamento geral da planta.

3.2 Processo de manutenção proposto

A proposta de primarização das atividades de manutenção preventivas e preditivas da subestação, partiu do ponto que na empresa em questão já possui uma equipe própria que realiza esse tipo de manutenção, porém em menor escala. Outros fatores que também impulsionaram esta análise para uma possível absorção das atividades foram os retrabalhos após uma manutenção realizada no final de 2019, na qual foi necessária uma parada geral da planta em oportunidade, para correção de um ponto de mal contato em um disjuntor de 138kV devido à falta de aperto das

conexões após a manutenção. Foi necessário também refazer a manutenção de um dos transformadores de potência, pois na realização da análise dos resultados o equipamento apresentou valores que indicaram uma possível falha, mas após a refazer os testes foi constatado que o transformador estava com suas características elétricas normais.

Devido à necessidade da redução dos custos na manutenção realizada no final de 2019, uma parte da subestação não recebeu manutenção, mas especificamente em todos os cubículos, relés de proteção, multimedidores e entre outros. Por fim, busca-se que com o fim do contrato com as empresas terceirizadas, seja possível a capacitação da equipe que já existe na empresa, bem como a melhoria das condições de trabalho, com a compra de novos equipamentos.

3.3 Avaliação dos principais fatores para a primarização

Conforme descrito na seção 2, foi feita a análise dos principais fatores que possibilitariam a primarização da manutenção preventiva e preditiva de uma determinada subestação. Foi realizada inicialmente uma avaliação de competências com os possíveis participantes da manutenção, sendo eles seis técnicos de manutenção e dez eletricistas. Os dados foram apresentados pelo conjunto dos principais equipamentos, como podemos observar na FIG.03.

Figura 03-Resultado da análise de competências da equipe

Fonte: Autor, 2020.

EQUIPAMENT OS

Para raios de Cubículo

s

Chaves seccionadoras

de 138kV 66%

80% 57%

60%

78%

Transformador auxiliar

40% 63%

60% Disjuntor de 138kV

20%

57 0 Malha de %

aterramento

77% Chave seccionadora By

45 pas

%

Cadeia de

Isoladores 93

%

69%

Transformadores de força Resistores

de

aterramento

Analisando o gráfico polar criado a partir da análise de competência da equipe podemos observar uma baixa porcentagem na qualidade técnica da equipe envolvida. De forma consensual juntamente com o corpo de engenharia da empresa o valor de corte para a realização das atividades de manutenção deveria ser de pelos menos 80%, o que ocorre apenas na manutenção das cadeias de isoladores, que do ponto de vista técnico é uma manutenção relativamente simples. Na análise da matriz criada, podemos destacar a presença de alguns integrantes com médias relativamente superiores as médias apresentadas pela FIG.03, o que poderia ser aproveitado para a elaboração de um futuro plano de capacitação interna juntamente ao corpo de engenharia da empresa.

É importante ressaltar que a falta do medidor de fator de potência de isolação apresentado a seguir no quadro 01 é uma das principais causas das baixas médias encontradas na matriz de capacitação da equipe, visto que esse é um importante equipamento para a realização da manutenção de diversos componentes da subestação. No quadro 01 é relacionado os principais equipamentos necessários para a realização de a manutenção de subestações de média tensão e também quais já estão ou não disponíveis na empresa.

Quadro 01- Lista dos principais equipamentos para manutenção de subestações de 13,8kV

Principais equipamentos para manutenção de subestações de média tensão (13,8kV)

Equipamentos necessários Sim Não

Megômetro x

Medidor de relação de transformação (TTR) x

Microhmímetro x

Miliohmímetro x

Terrômetro x

Alicate terrômetro x

Medidor de fator de potência de isolação x

Oscilógrafo para disjuntor x

Maleta de teste para relés de proteção x Plataforma elevatória (Trabalho em altura) x

Fonte: Autor, 2020.

Atualmente não é feito a utilização do medidor de fator de potência de isolação na manutenção das subestações menores, mas posteriormente, pode ser feita a análise de viabilidade da compra deste equipamento, possibilitando a melhoria das manutenções já realizadas, bem como a aplicação para os motores de média tensão da planta. No quadro 02 é

relacionado o quantitativo de equipamentos da subestação que devem ter sua manutenção realizada de forma simultânea em apenas um dia. Para esta manutenção deve ocorrer desligamento geral da subestação. Esse levantamento visa a redução do H.H. necessário em um único dia, visto que a parada geral da subestação, e consequentemente da planta é de doze horas conforme registros dos anos anteriores.

Quadro 02 - Quantidade de equipamentos a sofrerem manutenção simultaneamente

Equipamentos Quantidade total

Quantidade de equipamentos a sofrerem manutenção simultaneament e

Percentual de equipamentos a sofrerem manutenção simultaneament e

Para raios de 138 kV 12 6 50%

Chaves seccionadoras de 138kV 4 4 100%

Disjuntor de 138kV 4 2 50%

Chave seccionadora By pass 1 1 100%

Transformadores de força 3 1 33%

Resistores de aterramento 3 1 33%

Cadeia de isoladores 37 20 54%

Transformador auxiliar 1 1 100%

Cubículos

Manutenção geral em disjuntores

de média tensão (13,8kV) 42 9 21%

Limpeza geral 42 42 100%

Medição de isolamento em corrente

contínua dos barramentos 1 1 100%

Inspeção visual dos cabos e muflas 42 23 55%

Inspeção visual e reaperto de todos

os pontos de contatos 42 42 100%

Inspeção visual dos para raios 42 20 48%

Inspeção dos pontos de

aterramentos 42 42 100%

Aferição dos relés de proteção 42 23 55%

Teste da proteção contra arco 42 42 100%

Verificação do fechamento e simultaneidade das chaves de

aterramento 42 20 48%

Aferição dos multimedidores 42 20 48%

Fonte: Autor, 2020.

Como podemos observar no quadro 02 uma porcentagem considerável dos equipamentos podem ter sua manutenção programada para datas alternativas ao longo do ano, reduzindo a quantidade de H.H. necessário na data principal para a manutenção. Por fim, após

a análise da quantidade de equipamentos quem devem ter sua manutenção realizada, impreterivelmente, na data do desligamento geral da subestação apresentada no Quadro 02, foi feito a análise do H.H. necessário para a manutenção e comparado com o suposto H.H.

disponível. A alocação da quantidade de mão de obra necessária foi baseada nos planos de manutenção anteriores, visto que estes consideram 100% dos equipamentos aqui relacionados com a quantidade de equipamentos que devem sofrer manutenção simultânea, de acordo com o quadro 02. Baseado também nos planos de manutenção das demais subestações que já são realizadas manutenções, porém em escala menor. No quadro 03 é apresentada a porcentagem de H.H. disponível versus a porcentagem de H.H. necessário.

Quadro 3 - Comprometimento do H.H. disponível

Comprometimento do H.H (horas)

Disponível 192,0

A ser utilizado 166,5

Taxa de utilização 86,7%

Fonte: Autor, 2020.

Pela análise do quadro é visto que com o H.H. disponível é possível realizar a manutenção dos equipamentos que demanda o desligamento geral da subestação.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O intuito deste trabalho era estudo de viabilidade da primarização das atividades de manutenção preventiva e preditiva de uma subestação, porém com o decorrer das análises podemos observar que a equipe suspostamente habilitada para as atividades de manutenção não está preparada tecnicamente para a execução da manutenção. Um importante fator que contribuiu para a falta de capacitação da equipe é a falta do instrumento de medição do fator de potência dos equipamentos, onde 100% dos profissionais analisados, como pode ser visto na matriz de competências apresentada no ANEXO A, nunca realizaram esta atividade contribuindo assim para a queda dos valores de competências necessárias para a manutenção.

Este trabalho teve uma grande importância para a apresentação da proposta de compra do equipamento mencionado, visto que seria uma importante aquisição para as manutenções que já são realizadas atualmente e para uma possível absorção da manutenção da subestação

principal da companhia. A aplicação deste equipamento também será avaliada na manutenção de dezenas de motores de média tensão instalados na planta, o que também justificaria a aquisição do instrumento visto que seu valor é relativamente elevado. Com a análise dos dados pode-se observar a difidência técnica dos vários integrantes da equipe própria da empresa alpha.

A partir da análise da matriz de competência criada será elaborado um cronograma de treinamentos internos, onde será aproveitado o corpo de engenharia da empresa, reduzindo assim os custos com treinamentos.

A apresentação deste trabalho teve grande importância para o mapeamento técnico do corpo de execução das atividades de manutenção da companhia, além de apresentar uma possível melhora nas manutenções já realizadas e introdução de teste de fator de potência de isolação de motores o que construiria na confiabilidade dos equipamentos instalados na planta.

REFERÊNCIAS

Agência Nacional de Energia Elétrica (Brasil). Planos mínimos de manutenção de

subestações: Aneel, 2014. Disponível em:

<

http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/audiencia/arquivo/2014/022/documento/anexo_- _plano_minimo_de_manutencao.pdf> acesso em 10 jun. 2020.

CUNHA, Dilmar Gonçalves. Modelo de Manutenção Integrada para Equipamentos de Sistemas Elétricos e Ferramentas Computacionais de Suporte. 2007. 104f. Dissertação de Mestrado (Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2007 Disponível em:

<https://www.ppgee.ufmg.br/defesas/376M.PDF>. Acesso em 20 mai. de 2020.

MAGALHÃES, Yana Torres de; SANTOS, Adriane Ribeiro Gama; SALES, Valério Francisco Duarte;

SARAIVA, Luiz Alex Silva. Primarização e Relações de Trabalho em uma Empresa Mineradora de Minas Gerais. In: Sociedade, Contabilidade e Gestão, Rio de Janeiro, v. 6, n.1,

jan/jun 2011. Disponível em:

<https://revistas.ufrj.br/index.php/scg/article/viewFile/13230/9052>. Acesso em 18 mai. de 2019.

MENEZES, Victor Prangiel; Linhas de transmissão de energia elétrica aspectos técnicos, orçamentários e construtivos, 2015. 87f. Projeto de Graduação - Engenharia Elétrica da Escola Politécnica, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015. Disponível em: <

http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10015383.pdf>. Acesso em 20 mai. de 2020.

MUZY, Gustavo Luiz Castro de Oliveira. Subestações Elétricas, 2012. 126f. Projeto de Graduação (Engenharia Elétrica) - Escola Politécnica, da Universidade Federal do Rio de Janeiro,

Rio de Janeiro, 2012. Disponível

em:

<http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10005233.pdf>. Acesso em 20 mai. de 2020.

PRODIST. Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico

Nacional, 2018. Disponível em:

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https://www.aneel.gov.br/documents/656827/14866914/M%C3%B3dulo1_Revis%C3%A3o1 0/f6c63d9a-62e9-af35-591e-5fb020b84c13> . Acesso em 15 jul. de 2019.

XAVIER, Julio Nascif. Manutenção: Tipos e Tendências. Disponível em: <

https://blog.engeman.com.br/manutencao-tipos-e-tendencias/, 2003. Acesso em 17 mai. de 2019.

ANEXO A

Nesta seção é apresentada a matriz de competências da suposta equipe a ser utilizada na manutenção da subestação.