EUTRO À TERRA
Nº5 1º semestre de 2010 ano 3 ISSN: 1647‐5496
Revista Técnico-Científica |Nº5| Junho de 2010 http://www.neutroaterra.blogspot.com
“A revista Neutro à Terra volta
A revista Neutro à Terra volta
novamente à vossa presença, com
novos e interessantes artigos na
área da Engenharia Electrotécnica
em que nos propomos intervir.
Nesta edição da revista merecem
Nesta edição da revista merecem
particular destaque os assuntos
relacionados com as instalações
eléctricas, a domótica, a utilização
eficiente
da
energia
eléctrica,
particularmente no caso da força
particularmente no caso da força
motriz, as telecomunicações e as
energias renováveis.
Doutor Beleza Carvalho
Instalações Máquinas Telecomunicações Segurança Energias Domótica Eficiência
Eléctricas Pág.7 Eléctricas Pág. 21 Pág. 35 Pág. 41 Renováveis Pág. 45 Pág.51 Energética Pág. 63
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07| Fases de Realização e Tipos de Projectos de Instalações Eléctricas
Engº Henrique Jorge de Jesus Ribeiro da Silva Engº António Augusto Araújo Gomes Instituto Superior de Engenharia do Porto
15| Técnicas de Manutenção em Linhas de Transmissão de Energia
ARTIGOS TÉCNICOS
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| ç g Arlindo Francisco Hugo Sousa Doutora Teresa Alexandra Ferreira Mourão Pinto Nogueira Instituto Superior de Engenharia do Porto21| Accionamentos Eficientes de Força Motriz. Nova Classificação
Doutor José António Beleza Carvalho Engº Roque Filipe Mesquita Brandão Instituto Superior de Engenharia do Porto
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UTRO
29| Detecção de Avarias em Motores Assíncronos de Indução
Engº António Manuel Luzano de Quadros Flores Doutor José António Beleza Carvalho
Instituto Superior de Engenharia do Porto
35| Fibra Óptica: Novas Auto‐estradas das Telecomunicações
Engº Sérgio Filipe Carvalho Ramos Engº Roque Filipe Mesquita Brandão Instituto Superior de Engenharia do Porto
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41| Sistemas de Controlo de AcessoEngº António Augusto Araújo Gomes Instituto Superior de Engenharia do Porto
45| Dimensionamento de Centrais Fotovoltaícas para a Micro Produção
Engº Roque Filipe Mesquita Brandão Instituto Superior de Engenharia do Porto
51| A Criação de Valor no Binómio: “Casa Inteligente / Consumidor”
Engº António Manuel Luzano de Quadros Flores Instituto Superior de Engenharia do Porto
63| Optimização Energética em Novos Ascensores
Engº José Jacinto Ferreira Engº Miguel Leichsenring Franco Schmitt ‐ Elevadores, Lda
FICHA TÉCNICA
DIRECTOR: Doutor José António Beleza Carvalho SUB‐DIRECTORES: Engº António Augusto Araújo Gomes Engº Roque Filipe Mesquita Brandão Engº Sérgio Filipe Carvalho Ramos PROPRIEDADE: Área de Máquinas e Instalações EléctricasDepartamento de Engenharia Electrotécnica Instituto Superior de Engenharia do Porto
CONTACTOS: jbc@isep.ipp.pt ; aag@isep.ipp.pt
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DITORIAL
Caros leitores
A revista “Neutro à Terra” volta novamente à vossa presença com novos e interessantes artigos na área da Engenharia A revista Neutro à Terra volta novamente à vossa presença, com novos e interessantes artigos na área da Engenharia Electrotécnica em que nos propomos intervir. Nesta edição da revista merecem particular destaque os assuntos relacionados com as instalações eléctricas, a domótica, a utilização eficiente da energia eléctrica, particularmente no caso da força motriz, as telecomunicações e as energias renováveis.
A elaboração de um projecto de instalações eléctricas é uma actividade complexa e exigente, não só pela diversidade de áreas que estão envolvidas, mas também pelo número de intervenientes no mesmo. As Instruções para a Elaboração de Projectos de Obras, anexas à portaria no 701‐H/2008, de 29 de Julho, ao sistematizarem a sua abordagem introduziram no processo um mecanismo de regulação que constitui uma mais valia sensível para a actividade de projectista Nesta publicação apresenta se mecanismo de regulação que constitui uma mais‐valia sensível para a actividade de projectista. Nesta publicação, apresenta‐se um artigo que faz uma incursão nos aspectos das Instruções para a Elaboração, e revêem‐se alguns princípios formais da estruturação do projecto de licenciamento.
Outro assunto de grande interesse apresentado nesta publicação tem a ver com a manutenção das linhas de transporte e distribuição de energia eléctrica. Indicadores como o tempo e número de intervenções para restabelecer as condições normais de funcionamento são reveladores da qualidade de serviço prestado por essas empresas que, no caso de incumprimento das regras estabelecidas no Regulamento da Qualidade de Serviço, podem implicar em elevados prejuízos. No artigo que é apresentado descreve se a aplicação de duas técnicas modernas na manutenção das linhas eléctricas que além de apresentado descreve‐se a aplicação de duas técnicas modernas na manutenção das linhas eléctricas que, além de incrementarem a segurança e a fiabilidade do sistema eléctrico, garantem uma melhoria dos dados quantitativos fornecidos às equipas de manutenção.
Nos últimos anos, muitos fabricantes de motores investiram fortemente na pesquisa e desenvolvimento de novos produtos com o objectivo de colocarem no mercado motores mais eficientes. A União Europeia, através do organismo EU MEPS (European Minimum Energy Performance Standard) definiu um novo regime obrigatório para os níveis mínimos de eficiência dos motores eléctricos que sejam introduzidos no mercado europeu. O novo regime abrange motores de indução trifásica até 375 kW de elo idade simples Entrará em i or em três fases a partir de meados de 2011 Nesta p bli a ão apresenta se m 375 kW, de velocidade simples. Entrará em vigor em três fases a partir de meados de 2011. Nesta publicação, apresenta‐se um artigo que aborda a nova classificação que será adoptada para os equipamentos de força motriz.
Outro importante assunto apresentado nesta publicação tem a ver com a automatização das instalações habitacionais ou domésticas. Neste sector, cada vez mais, são colocadas exigências em termos de conforto na utilização dos equipamentos eléctricos e uma utilização cada vez mais eficiente da energia eléctrica, impondo a necessidade de edifícios “inteligentes”. O artigo que é apresentado refere um estudo desenvolvido com o objectivo entender a criação de valor no binómio casa inteligente/consumidor, esperando contribuir para um novo equilíbrio procura/oferta de forma que uma casa inteligente fique
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acessível a mais lares portugueses.
Nesta publicação da revista “Neutro à Terra”, pode‐se ainda encontrar outros artigos relacionados com assuntos reconhecidamente importantes e actuais, como o dimensionamento de centrais fotovoltaicas para microprodução, um artigo sobre sistemas de controlo de acessos e um artigo sobre a importância da fibra óptica nas actuais infra‐estruturas de telecomunicações, quer em edifícios, quer nas urbanizações. Também o artigo sobre optimização energética em ascensores, iniciado na publicação anterior, tem aqui a sua continuação.
Nesta publicação dá‐se também destaque à terceira edição das Jornadas Electrotécnicas de Máquinas e Instalações Eléctricas,
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que decorreram nos dias 29 e 30 de Abril de 2010 no Centro de Congressos do ISEP. Este evento contou com a participação de diversas empresas ligadas às áreas das máquinas eléctricas, sistemas electromecânicos, energias renováveis, veículos eléctricos, segurança, domótica, luminotecnia e infra‐estruturas de telecomunicações. Foi organizado pelo Departamento de Engenharia Electrotécnica do ISEP, com os habituais colaboradores desta revista a terem um papel preponderante.
Estando certo que esta edição da revista “Neutro à Terra” vai novamente satisfazer as expectativas dos nossos leitores, apresento os meus cordiais cumprimentos.
h d 20 0 Porto, Junho de 2010 José António Beleza Carvalho
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ORNADAS
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LECTROTÉCNICAS
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ÁQUINAS E
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NSTALAÇÕES
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LÉCTRICAS
O ISEP tem uma longa e positiva tradição na formação superior da Engenharia, constituindo uma marca de prestígio consolidada em Portugal e reconhecimento no âmbito internacional Com forte tradição na formação de engenheiros consolidada em Portugal e reconhecimento no âmbito internacional. Com forte tradição na formação de engenheiros electrotécnicos, o Departamento de Engenharia Electrotécnica (DEE) contribui para o desenvolvimento da excelência técnica e científica, através da formação sólida de profissionais que actuam nesta área e na aposta numa forte ligação às indústrias e ao meio empresarial.
No sentido de promover mais um fórum de contacto e motivado pelo sucesso obtido nos eventos anteriores, este ano o DEE repetiu as Jornadas Electrotécnicas de Máquinas e Instalações repetiu as Jornadas Electrotécnicas de Máquinas e Instalações Eléctricas, na sua terceira edição. O evento ocorreu nos dias 29 e 30 de Abril de 2010 no Centro de Congressos do ISEP e contou com a participação de diversas empresas ligadas às áreas das máquinas eléctricas, sistemas electromecânicos, energias renováveis, veículos eléctricos, segurança, domótica, luminotecnia e infra estruturas de telecomunicações
e infra‐estruturas de telecomunicações. No primeiro dia do evento foram apresentadas as comunicações
das empresas: Energaia, Adene, Vestas, TÜV Rheinland, Goosun, Efacec, Sew‐Eurodrive, EMEF, ABB, Schmitt–Elevadores, Anacom, Amisfera e a Televés. No segundo dia ocorreram as apresentações das empresas: Only, Schréder, Lutron, Batalhão de Sapadores Bombeiros Síncrono Longo Plano Spectrolux OHM E Astratec Bombeiros, Síncrono, Longo Plano, Spectrolux, OHM‐E, Astratec, Efacec, Legrand, Schneider Electric, APMI e Casais Energia. Estiveram presentes personagens com um curriculum relevante na área da engenharia electrotécnica.
O evento contou com a apresentação do Eng.º Vilela Pinto, que entre outras actividades diferenciadas na sociedade, é autor de bibliografia relevante e reconhecida na área das instalações eléctricas. Esteve também presente o Professor Doutor Borges
G i i d d U i id d d A i h id l b lh á d i ã d i
Gouveia, eminente docente da Universidade de Aveiro, reconhecido pelo seu trabalho na área da inovação e das energias renováveis. Maciel Barbosa (Ordem Engenheiros), António Augusto Sequeira Correia (ANET), Paulo Calau (Agência para a Energia), Nuno Francisco Costa (EFACEC) e Jorge Miranda (Autoridade Nacional de Comunicações) foram outros dos nossos oradores convidados.
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VENTOS
Para além das usuais comunicações, a 3ª edição das Jornadas Electrotécnicas proporcionou aos convidados a visita a uma vasta exposição e demonstração de equipamento, com oportunidade para apresentação das soluções inovadoras, inseridas nos coffee‐breaks.
Através da apresentação de comunicações orais e a exposição de equipamentos, o evento proporcionou a troca de conhecimento e experiência de profissionais da engenharia electrotécnica como empresários, técnicos, professores, investigadores e alunos. Com o objectivo de promover a divulgação de temas relacionados com as Máquinas e Instalações Eléctricas, devidamente enquadrados na problemática actual das energias renováveis e a utilização racional de energia, foram discutidos assuntos relacionados com política energética, sistemas electromecânicos, segurança e domótica, luminotecnia, veículos eléctricos e infra‐estruturas de telecomunicações.
Deste modo, os dois dias do evento serviram para ajudar a compreender os últimos avanços tecnológicos, mas serviu igualmente para relembrar mais‐valias das parcerias académicas‐empresariais para o desenvolvimento de soluções inovadoras.
Em virtude do interesse desta temática, alvo de um rápido desenvolvimento e de necessidade de constante inovação, o DEE disponibiliza a informação apresentada no evento em:www.dee.isep.ipp.pt/~see/jornadas2010
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O que os profissionais procuram:
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ÉCNICO
Henrique Jorge de Jesus Ribeiro da Silva; António Augusto Araújo Gomes Instituto Superior de Engenharia do PortoF
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EALIZAÇÃO E
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NSTALAÇÕES
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LÉCTRICAS
1 INTRODUÇÃO
A realização do projecto eléctrico de uma instalação requer, além do domínio técnico dos assuntos particulares que a esta digam respeito, sistematização na sua abordagem e
‐ Decreto‐Lei nº 517/80, de 31 de Outubro ‐ Estabelece normas a observar na elaboração dos projectos das instalações eléctricas de serviço particular
‐ Decreto Regulamentar nº 31/83, de 18 de Abril ‐ Aprova o Estatuto do Técnico Responsável por Instalações programação, necessária tanto no faseamento da sua
concepção como na elaboração processual dos seus documentos.
Neste sentido a publicação da portaria nº 701‐H/2008, de 29 de Julho, através do seu anexo I ‐ Instruções para a Elaboração de Projectos de Obras ‐ representa um salto
Eléctricas de Serviço Particular
‐ Portaria nº 344/89, de 13 de Maio ‐ Altera os artigos 19.º e 20.º do Decreto‐Lei n.º 26 852 de 30 de Julho de 1936. Revoga a Portaria n.º 24/80 de 9 de Janeiro ‐ Decreto‐Lei nº 272/92, de 3 de Dezembro ‐ Estabelece
normas relativas às associações inspectoras de qualitativo significativo no processo de realização do
projecto, visando uma concepção de mais elevada qualidade do mesmo, ao definir a metodologia a seguir na sua elaboração, com discriminação das suas fases, seus conteúdos e objectivos.
Embora a portaria se destine expressamente a projectos de
instalações eléctricas
‐ Decreto‐Lei nº 315/95, de 28 de Novembro ‐ Regula a instalação e o funcionamento dos recintos de espectáculos e divertimentos públicos e estabelece o regime jurídico dos espectáculos de natureza artística ‐ Decreto‐Lei nº 59/99, de 2 Março ‐ Estabelece o regime obras públicas e uma vez que a caracterização das obras
particulares se rege, de um modo geral, pelas regras das obras públicas, a transposição dos seus princípios para aquele tipo de obras representa uma mais‐valia significativa para o projectista e para a consequente melhoria do projecto electrotécnico.
do contrato administrativo de empreitada de obras públicas.
‐ Decreto‐Lei nº 555/99, de 16 de Dezembro (com as alterações subsequentes)‐ Estabelece o regime jurídico da urbanização e da edificação
‐ Portaria nº 454/2001, de 5 de Maio ‐ Aprova o novo Este artigo faz uma ligeira incursão nos aspectos das
Instruções para a Elaboração e revêem‐se alguns princípios formais da estruturação do projecto de licenciamento.
2 LEGISLAÇÃO APLICÁVEL
contrato‐tipo de concessão de distribuição de energia eléctrica em baixa tensão
‐ Portaria nº 1110/2001, de 19 de Setembro ‐ Determina quais os elementos que devem instruir os pedidos de informação prévia, de licenciamento e de autorização referentes a todos os tipos de operações urbanísticas ‐ Decreto‐Lei nº 26 852, de 30 de Julho de 1936 – Aprova
o Regulamento de Licenças para Instalações Eléctricas ‐ Portaria nº 401/76, de 6 de Julho ‐ Estabelece as normas
a que deverão obedecer os projectos destinados a instruírem os pedidos de licença de instalações eléctricas de serviço público
‐ Decreto‐Lei n.º 5/2004, de 6 de Janeiro ‐ Aprova a orgânica das direcções regionais da economia
‐ Portaria nº 193/2005, de 17 de Fevereiro ‐ Actualiza a relação das disposições legais e regulamentares a observar pelos técnicos responsáveis dos projectos de obras e a sua execução
‐ Decreto‐Lei nº 446/76, de 5 de Junho ‐ Dá nova redacção a alguns artigos do Regulamento de Licenças para Instalações Eléctricas, aprovado pelo Decreto‐Lei n.º 26852 de 30 de Julho de 1936
‐ Decreto‐Lei nº 229/2006, de 24 de Novembro ‐ Altera o Decreto Regulamentar n.º 31/83 de 18 de Abril, que aprova o Estatuto do Técnico Responsável por Instalações Eléctricas de Serviço Particular, e derroga
parcialmente o disposto na alínea e) do n.º 3 do artigo 3.º do Decreto‐Lei n.º 5/2004, de 6 de Janeiro
‐ Dono da Obra – pessoa colectiva ou individual que promove o projecto ou obra
‐ Decreto‐Lei nº 101/2007, de 2 de Abril ‐ Simplifica o licenciamento de instalações eléctricas, quer de serviço público quer de serviço particular, alterando os Decretos‐Lei n.os 26 852, de 30 de Julho de 1936, 517/80, de 31 de Outubro, e 272/92, de 3 de Dezembro ‐ Lei nº 60/2007, de 4 de Setembro ‐ Procede à sexta
Os donos de obra podem classificar‐se em dois tipos: donos de obra pública e de obra particular
Os donos de obra pública são as entidades que se encontram sujeitas ao Regime Jurídico de Obras Públicas, conforme define o art.º 3.º do Decreto‐Lei n.º 59/99, de 2 de Março. Alguns donos de obra pública encontram‐se alteração ao Decreto ‐Lei n.º 555/99, de 16 de
Dezembro, que estabelece o regime jurídico da urbanização e edificação
‐ Decreto‐Lei nº 18/2008, de 29 de Janeiro ‐ Aprova o Código dos Contratos Públicos, que estabelece a disciplina aplicável à contratação pública e o regime
sujeitos ao Regime de Licenciamento Urbano (Decreto‐ Lei n.º 555/99 de 16 de Dezembro)
Os donos de obra particular encontram‐se sujeitos, nas operações de licenciamento de urbanizações e de edificações, às disposições do Decreto‐Lei n.º 555/99 de 16 de Dezembro
substantivo dos contratos públicos que revistam a natureza de contrato administrativo
‐ Portaria nº 232/2008, de 11 de Março ‐ Determina quais os elementos que devem instruir os pedidos de informação prévia, de licenciamento e de autorização referentes a todos os tipos de operações urbanísticas, e
‐ Estudo prévio ‐ o documento elaborado pelo Projectista, depois da aprovação do programa base, visando a opção pela solução que melhor se ajuste ao programa, essencialmente no que respeita à concepção geral da obra
‐ Peças do projecto ‐ os documentos, escritos ou revoga a Portaria n.º 1110/2001 de 19 de Setembro
‐ Portaria nº 701‐H/2008, de 29 de Julho ‐ Aprova o conteúdo obrigatório do programa e do projecto de execução, bem como os procedimentos e normas a adoptar na elaboração e faseamento de projectos de obras públicas, designados «Instruções para a elaboração
desenhados que caracterizam as diferentes partes de um projecto
‐ Programa base ‐ o documento elaborado pelo Projectista a partir do programa preliminar resultando da particularização deste, visando a verificação da viabilidade da obra e do estudo de soluções alternativas, de projectos de obras», e a classificação de obras por
categorias
3 DEFINIÇÕES
‐ Anteprojecto ou Projecto Base ‐ o documento a elaborar
o qual, depois de aprovado pelo Dono da Obra, serve de base ao desenvolvimento das fases ulteriores do projecto
‐ Programa preliminar ‐ o documento fornecido pelo Dono da Obra ao Projectista para definição dos objectivos, características orgânicas e funcionais e pelo Projectista, correspondente ao desenvolvimento do
Estudo prévio aprovado pelo Dono da Obra, destinado a estabelecer, em definitivo, as bases a que deve obedecer a continuação do estudo sob a forma de Projecto de execução.
(Ao Projecto Base também se dá o nome de Projecto de
condicionamentos financeiros da obra, bem como dos respectivos custos e prazos de execução a observar ‐ Projecto ‐ o conjunto de documentos escritos e
desenhados que definem e caracterizam a concepção funcional, estética e construtiva de uma obra, compreendendo, designadamente, o projecto de Licenciamento, pois nesta fase o projectista prepara as
peças escritas e as peças desenhadas para entregar o projecto para aprovação).
arquitectura e projectos de engenharia.
‐ Projecto de execução ‐ o documento elaborado pelo Projectista, a partir do estudo prévio ou do anteprojecto aprovado pelo Dono da Obra, destinado a facultar todos
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ÉCNICO
e) Dados básicos relativos às exigências de comportamento, funcionamento, exploração e conservação da obra, os elementos necessários à definição rigorosa dos trabalhos
a executar
tendo em atenção as disposições regulamentares; f) Estimativa de custo e respectivo limite dos desvios e,
eventualmente, indicações relativas ao financiamento do empreendimento;
g) Indicação geral dos prazos para a elaboração do projecto e para a execução da obra.
Telas finais ‐ o conjunto de desenhos finais do projecto, integrando as rectificações e alterações introduzidas no decurso da obra e que traduzem o que foi efectivamente construído
4 FASES DOPROJECTO
‐ Programa Base
O Programa base é apresentado de forma a proporcionar ao Dono da Obra a compreensão clara das soluções propostas pelo Projectista, com base nas indicações expressas no programa preliminar, incluindo:
A realização do Projecto deve seguir um cronograma específico, caracterizado pela definição de etapas sucessivas, em número dependente da importância e complexidade da obra, de pormenorização crescente e tendente à fixação definitiva das soluções, culminando na elaboração do
a) Esquema da obra e programação das diversas operações a realizar, quando aplicável;
b) Definição dos critérios gerais de dimensionamento das diferentes partes constitutivas da obra;
c) Peças escritas e desenhadas e outros elementos informativos necessários para o perfeito esclarecimento Projecto de Licenciamento e no de Execução.
Estas fases podem ser enumeradas do modo seguinte de acordo com a portaria citada:
‐ Programa Base ‐ Estudo Prévio
do Programa Base, no todo ou em qualquer das suas partes, incluindo as que porventura se justifiquem para definir as alternativas de solução propostas pelo Projectista e avaliar a sua viabilidade, em função das condições de espaço, técnicas, de custos e de prazos; d) Estimativa geral do custo da obra, tomando em conta os ‐ Anteprojecto (Projecto Base ou Projecto de
Licenciamento) ‐ Projecto de Execução
Estas seguem‐se cronologicamente às especificações fornecidas pelo Dono da Obra ao Projectista e traduzidas no Programa Preliminar.
encargos mais significativos com a sua realização e análise comparativa dos custos de manutenção e consumos da obra nas soluções propostas;
e) Informação sobre a necessidade de obtenção de elementos topográficos, geológicos, geotécnicos, hidrológicos, climáticos, características da componente Como características que estas fases devem conter, incluem‐
se as seguintes:
‐ Programa preliminar
O Programa preliminar contém, além de elementos específicos constantes da legislação e regulamentação
acústica do ambiente, redes de infra‐estruturas ou de qualquer outra natureza que interessem à elaboração do projecto, bem como sobre a realização de estudos em modelos, ensaios, maquetes, trabalhos de investigação e quaisquer outras actividades ou formalidades que podem ser exigidas, quer para a elaboração do projecto, aplicável, os seguintes elementos, podendo alguns destes
ser dispensados consoante a obra a projectar: a) Objectivos da obra;
b) Características gerais da obra;
c) Dados sobre a localização do empreendimento;
d) Elementos topográficos, cartográficos e geotécnicos,
quer para a execução da obra. levantamento das construções existentes e das redes de
infra‐estruturas locais, coberto vegetal, características ambientais e outros eventualmente disponíveis, a escalas convenientes;
‐ Estudo Prévio
1‐ O Estudo prévio desenvolve as soluções aprovadas no
técnicas e funcionais dos materiais, elementos de construção, sistemas e equipamentos;
Programa Base, sendo constituído por peças escritas e desenhadas e por outros elementos informativos, de modo a possibilitar ao Dono da Obra a fácil apreciação das soluções propostas pelo Projectista e o seu confronto com os elementos constantes naquele.
2‐ Se outras condições não forem fixadas no contrato, o
b) Avaliação das quantidades de trabalho a realizar por grandes itens e respectivos mapas;
c) Estimativa de custo actualizada;
d) Peças desenhadas a escalas convenientes e outros elementos gráficos que explicitem a localização da obra, a planimetria e a altimetria das suas diferentes Estudo prévio contém, para cada uma das soluções
alternativas apresentadas à aprovação do Dono da Obra, e sem prejuízo dos elementos constantes da regulamentação aplicável, os elementos seguintes: a) Memória descritiva e justificativa, incluindo capítulos
respeitantes a cada um dos objectivos relevantes do
partes componentes e o seu dimensionamento bem como os esquemas de princípio detalhados para cada uma das Instalações Técnicas, garantindo a sua compatibilidade;
e) Identificação de locais técnicos, centrais interiores e exteriores, bem como mapa de espaços técnicos estudo prévio;
b) Elementos gráficos elucidativos sob a forma de plantas, alçados, cortes, perfis, esquemas de princípio e outros elementos, em escala apropriada; c) Dimensionamento aproximado e características
principais dos elementos fundamentais da obra;
verticais e horizontais para instalação de equipamentos terminais e redes.
f) Os elementos de estudo que serviram de base às opções tomadas, de preferência constituindo anexos ou volumes individualizados identificados nas memórias;
d) Estimativa do custo da obra e do seu prazo de execução.
‐ Anteprojecto ou Projecto base (Projecto para Licenciamento)
1‐ O Anteprojecto, ou Projecto base, desenvolve a solução
g) Programa geral dos trabalhos.
‐ Projecto de execução
1‐ O Projecto de execução desenvolve o Projecto base aprovado, sendo constituído por um conjunto coordenado das informações escritas e desenhadas de do Estudo prévio aprovado, sendo constituído por peças
escritas e desenhadas e outros elementos de natureza informativa que permitam a conveniente definição e dimensionamento da obra, bem como o esclarecimento do modo da sua execução.
2‐ Se outras condições não forem fixadas no contrato, o
fácil e inequívoca interpretação por parte das entidades intervenientes na execução da obra, obedecendo ao disposto na legislação e regulamentação aplicável. 2‐ Se outras condições não forem fixadas no contrato, o
Projecto de execução inclui, além de outros elementos constantes de regulamentação aplicável, as seguintes anteprojecto deve conter, para além dos elementos
constantes da regulamentação aplicável os seguintes: a) Memórias descritivas e justificativas da solução
adoptada, incluindo capítulos especialmente destinados a cada um dos objectivos especificados para o anteprojecto, onde figuram designadamente
peças:
a) Memória descritiva e justificativa, incluindo a disposição e descrição geral da obra, evidenciando quando aplicável a justificação da implantação da obra e da sua integração nos condicionamentos locais existentes ou planeados; descrição genérica da descrições da solução orgânica, funcional e estética
da obra, dos sistemas e dos processos de construção previstos para a sua execução e das características
solução adoptada com vista à satisfação das disposições legais e regulamentares em vigor; indicação das características dos materiais, dos
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ÉCNICO
6) Instalações eléctricas de serviço particular do tipo C cuja potência a alimentar pela rede seja superior a 50 kVA; elementos da construção, dos sistemas,
equipamentos e redes associadas às Instalações
7) Redes particulares de distribuição de energia eléctrica em baixa tensão e respectivas instalações de iluminação exterior.
A pormenorização e alcance de cada fase variará de acordo com as características particulares associadas ao tipo de Técnicas;
b) Cálculos relativos às diferentes partes da obra apresentados de modo a definirem, pelo menos, os elementos referidos na regulamentação aplicável a cada tipo de obra e a justificarem as soluções adoptadas;
empreendimento a projectar. Assim, teremos sucessivamente:
‐ Instalações, Equipamentos e Sistemas em Edifícios ‐ Instalações, Equipamentos e Sistemas de Comunicação
em Edifícios
‐ Instalações, Equipamentos e Sistemas de Aquecimento, c) Medições e mapas de quantidade de trabalhos,
dando a indicação da natureza e da quantidade dos trabalhos necessários para a execução da obra; d) Orçamento baseado nas quantidades e qualidades
de trabalho constantes das medições;
e) Peças desenhadas de acordo com o estabelecido
ventilação e ar condicionado (AVAC)
‐ Instalações, Equipamentos e Sistemas de transporte de pessoas e cargas
‐ Sistemas de Segurança Integrada
‐ Produção, transformação, transporte e distribuição de Energia Eléctrica
para cada tipo de obra na regulamentação aplicável, devendo conter as indicações numéricas indispensáveis e a representação de todos os pormenores necessários à perfeita compreensão, implantação e execução da obra;
f) Condições técnicas, gerais e especiais, do caderno de
‐ Redes de comunicações
Para cada tipo de instalação enunciada se procede à pormenorização dos objectivos a alcançar em cada uma das fases do projecto cuja satisfação será levada à consideração do Dono da Obra para aprovação.
encargos.
Caso a instalação não careça de projecto, do Estudo Prévio passar‐se‐á directamente para o Projecto de Execução.
O anexo I do Decreto‐Lei nº 517/80, de 31 de Outubro, na
Exemplificando com a primeira das obras consideradas, teremos, como elementos especiais das diversas fases, os seguintes:
‐ Programa Preliminar redacção actual do Decreto‐Lei nº 101/2007, de 2 de Abril,
lista as instalações eléctricas que carecem de projecto: 1) Instalações eléctricas de serviço particular do tipo A; 2) Instalações eléctricas de serviço particular do tipo B; 3) Instalações eléctricas de serviço particular do tipo C
situadas em recintos públicos ou privados destinados a
a) Identificação de aspectos específicos do edifício ou zonas do edifício, em termos de energia eléctrica, ambiente, utilização, segurança e outros e ligações a redes ou sistemas exteriores.
b) Condicionamentos à localização dos equipamentos e das instalações necessárias ao seu funcionamento.
espectáculos ou outras diversões, incluindo‐se, nomeadamente, teatros, cinemas, praças de touros, casinos, circos, clubes, discotecas, piscinas públicas, associações recreativas ou desportivas, campos de desporto, casas de jogo, autódromos e outros recintos de diversão;
c) Identificação dos níveis de qualidade, disponibilidade, redundância e autonomia pretendidos.
d) Condicionamentos a nível de manutenção, exploração e expansão.
4) Instalações eléctricas estabelecidas em locais sujeitos a risco de explosão;
5) Instalações de parques de campismo e portos de recreio (marinas);
‐ Programa Base
a) Identificação das diferentes instalações e equipamentos
d) Caracterização das instalações e equipamentos principais.
a considerar e suas configurações gerais justificadas a partir dos condicionamentos e imposições do Programa Preliminar.
b) Bases de dimensionamento consideradas para as diferentes instalações e equipamentos.
c) Discriminação e justificação das necessidades em termos
e) Dimensionamentos dos equipamentos e redes principais das instalações.
f) Enumeração dos principais artigos que constituem o mapa de quantidades de trabalho, dividido nos principais capítulos constituintes das instalações e equipamentos, de forma a permitir a elaboração da estimativa do custo de energia eléctrica, segurança e outras.
d) Interligações com outras especialidades e respectivas condições ou exigências.
‐ Estudo Prévio
a) Representação gráfica geral das instalações e
preliminar da obra.
g) Justificação dos níveis de conforto luminotécnico, de segurança e outros, bem como de produção e consumo de energia eléctrica que suportem a solução proposta; h) Verificação do cumprimento das regulamentações
técnicas aplicáveis. equipamentos em concordância com o desenvolvimento
das outras especialidades e com a definição das condições regulamentares de segurança, sob a forma de plantas e outros elementos, a escala apropriada. b) Esquemas de princípio necessários à definição
esquemática da concepção dos sistemas e redes que
‐ Projecto de Execução
a) Memória descritiva e justificativa, incluindo a análise prospectiva de desempenhos, descrevendo e justificando as soluções projectadas, tendo em atenção o Anteprojecto aprovado e as disposições legais em vigor. integram as instalações e equipamentos e da sua
interligação espacial e funcional.
c) Caracterização genérica das instalações e equipamentos principais.
d) Pré‐dimensionamento dos equipamentos e das redes principais das instalações.
b) Condições técnicas, gerais e especiais, especificando as condições de execução ou montagem e as características técnicas das instalações e equipamentos previstos. c) Planta geral dos locais servidos pelas instalações e
equipamentos, em escala apropriada, quando não definida em regulamento aplicável, contendo os e) Condições de ligação às redes de energia eléctrica
(produção, consumo) e outras, de funcionamento e utilização das instalações e equipamentos e da sua eventual expansão.
‐ Anteprojecto (Projecto Base, Projecto de
elementos de referência e de orientação necessários à fácil localização das instalações e equipamentos. d) Plantas em escala apropriada, quando não definida em
regulamento aplicável, com o traçado e constituição das redes e localização dos equipamentos, com a indicação dos elementos indispensáveis à sua conveniente Licenciamento)
a) Plantas, em escalas apropriadas, onde se indiquem os traçados das redes principais das diversas instalações, com indicação da localização aproximada dos equipamentos.
b) Cortes, esquemas e diagramas, sempre que isso seja
apreciação.
e) Alçados e cortes dos edifícios ou partes dos edifícios, sempre que isso seja necessário à boa compreensão do projecto, a escala apropriada, quando não definida em regulamento aplicável.
f) Pormenores necessários à definição detalhada e boa necessário à boa compreensão da solução proposta.
c) Esquemas de princípio das instalações e da sua interligação espacial e funcional.
execução das instalações e equipamentos projectados, a escalas apropriadas quando não definidas em regulamento aplicável.
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elaboração das peças de alteração do projecto necessárias à respectiva correcção e à integral e g) Esquemas de princípio das instalações e da sua
interligação espacial e funcional, quando necessárias à
correcta caracterização dos trabalhos a executar no âmbito da referida correcção;
b) Apreciação de documentos de ordem técnica apresentados pelo empreiteiro ou Dono da Obra, incluindo, quando apropriado, a sua compatibilidade com o projecto;
sua perfeita compreensão.
h) Dimensionamento das instalações e dos equipamentos, incluindo os cálculos necessários para o efeito.
i) Medições e mapas de quantidade de trabalhos, divididos nos diversos capítulos constituintes da obra.
j) Orçamento de projecto da obra.
c) Proceder, concluída a execução da obra, à elaboração das Telas Finais a ela respeitantes, verificando a conformidade das mesmas com o projecto de execução e das eventuais alterações nele introduzidas, de acordo com as informações fornecidas pelo Dono da Obra.
Além das fases enunciadas, há uma outra não menos importante que é a Assistência Técnica, prestada e solicitada pelo Projectista ao Dono da Obra. Esta é requerida antes e durante a execução da obra:
1‐ Na fase do procedimento de formação do contrato, e até
5 ELABORAÇÃO DOPROJECTO DELICENCIAMENTO
O projecto de licenciamento é um documento técnico destinado a instruir um pedido de licença de estabelecimento de uma instalação eléctrica, por ex. uma à adjudicação da obra, a Assistência técnica do
Projectista ao Dono da Obra compreende as actividades seguintes:
a) Esclarecimento de dúvidas relativas ao projecto durante a preparação do processo do concurso para adjudicação da empreitada ou fornecimento;
linha aérea de alta tensão com mais de 1000 m de extensão, ou a fazer parte, na qualidade de projecto de engenharia de especialidade, de um projecto de arquitectura de uma obra que careça de licença municipal de construção, como por ex. um prédio de habitações e escritórios.
O projecto pode ainda ser de obra que não careça de licença b) Prestação de informações e esclarecimentos
solicitados por candidatos a concorrentes, sob a forma escrita e exclusivamente por intermédio do Dono da Obra, sobre problemas relativos à interpretação das peças escritas e desenhadas do projecto;
municipal1 ou de estabelecimento2. De todos os modos é um documento apresentado a aprovação.
Daí a sua constituição ser objecto de legislação específica pois tratando‐se de um documento a ser sujeito a apreciação técnica e à análise da observância do disposto nos Regulamentos de Segurança aplicáveis a sua forma necessita c) Prestação do apoio ao Dono da Obra na apreciação e
comparação das condições da qualidade das soluções técnicas das propostas de molde a permitir a sua correcta ponderação por aquele, incluindo a apreciação de compatibilidade com o projecto de execução, constante do caderno de encargos, de
ser adequada à transmissão da informação requerida e organizada de tal maneira que a consulta seja fácil, elucidativa, tanto quanto possível exaustiva e inequívoca. A estrutura básica do projecto é composta de uma parte preliminar e de um corpo, constituído este por uma parte textual e uma outra de desenhos.
variantes ou alterações que sejam apresentadas; 2‐ Durante a execução da obra, a assistência técnica
compreende:
a) Esclarecimento de dúvidas de interpretação de informações complementares relativas a ambiguidades ou omissões do projecto, bem como
1As obras que não carecem de concessão de licença administrativa, passada pela Câmara Municipal respectiva, são as referidas no DL nº 555, Regime Jurídico da Urbanização e Edificação, art. 6º, com as alterações introduzidas pelo DL n.º 177/2001, de 4/06 e Lei n.º 60/2007, de 04/09 2As instalações eléctricas que não carecem de licença de estabelecimento são as referidas nos arts. 9º, 27º e 28º do DL nº 26 852, de 30 de Julho de 1936, com as alterações introduzidas pelos DL nº 446/76, de 05/06 e DL nº 101/2007, de 02/04
À parte textual dá‐se o nome de Peças Escritas e ao conjunto de desenhos, plantas, alçados, cortes, perfis, diagramas,
observância dos regulamentos em vigor e às regras inerentes à boa técnica de execução dos diversos trabalhos.
outras representações gráficas o de Peças Desenhadas.
‐ Corpo do Projecto
Como partes em que o projecto se divide podemos considerar as seguintes:
‐ Memória descritiva e justificativa
Especiais ‐ Definição de modo exaustivo e tão completo quanto possível de todos os componentes da instalação e dos trabalhos relativos à sua implantação.
‐ Medições e Orçamento
Determinação, com o rigor possível, das quantidades dos ‐ Caderno de encargos
‐ Medições e orçamento ‐ Peças desenhadas
‐ Memória Descritiva e Justificativa
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materiais a empregar e dos trabalhos a realizar e atribuição dos valores correspondentes à instalação de cada unidade de material e execução de cada espécie de trabalho.
‐ Peças Desenhadas
Conjunto de esquemas eléctricos e outros desenhos relativos A memória descritiva e justificativa do projecto deve conter
todos os elementos e esclarecimentos necessários para darem uma ideia perfeita da natureza, importância, função e características das instalações e do equipamento.
‐ Caderno de Encargos (CE)
à obra em questão feitos a escalas convenientes e permitindo a perfeita compreensão dos pormenores, estabelecimento e localização da instalação.
No entanto, a forma final a dar ao Projecto de Licenciamento não necessita ter todos estes componentes, pelo menos ao
Condições Jurídicas e administrativas CE
Gerais Condições Técnicas
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seu nível mais pormenorizado.
6 CONCLUSÕES
A existência de um projecto, deve conferir, por si só, uma garantia de qualidade, segurança e funcionalidade das Especiais
Condições Jurídicas e Administrativas ‐ Condições que a entidade compradora, o Adjudicante, formaliza à entidade fornecedora, o Adjudicatário, relativa a aspectos tais como cauções, garantias, obrigações, prazos, facturação e
instalações, assim como a diminuição dos custos de execução e exploração das mesmas, uma vez que o técnico tem de ter a consciência de que o exercício da sua profissão o obriga não só a cumprir a lei, o preceituado nos Regulamentos de Segurança, como também, dominar o estado da arte no âmbito das Instalações Eléctricas.
condições de pagamento, seguros, cessões, incumprimentos e penalidades.
Condições Técnicas:
Gerais ‐ Referência ao objecto e extensão da empreitada, contemplando o fornecimento e montagem de todos os
O projecto é uma actividade complexa e exigente pela diversidade das suas áreas e número de intervenientes no mesmo.
As Instruções para a Elaboração de Projectos de Obras, anexas à portaria nº 701‐H/2008, de 29 de Julho, ao sistematizarem a sua abordagem introduziram no processo
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materiais e equipamentos eléctricos, e às condições que devem reger as tarefas a realizar no que diz respeito à
um mecanismo de regulação que constitui uma mais‐valia sensível para a actividade de projectista.
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Arlindo Francisco, Hugo Miguel Sousa, Teresa Alexandra F. M. Pinto Nogueira Instituto Superior de Engenharia do PortoT
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ANUTENÇÃO EM
L
INHAS DE
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RANSMISSÃO DE
E
NERGIA
RESUMO
A manutenção das linhas de transporte e distribuição de energia eléctrica é um serviço fundamental prestado pelas empresas de transporte e distribuição. A aplicação de
trabalhos de manutenção. Os dados fornecidos por oscilógrafos dependem de complexas análises que podem levar horas ou mesmo dias, e geralmente não possuem a precisão adequada para as equipas de campo.
Assim sendo, para a melhoria da segurança e o aumento da técnicas eficientes na actividade de manutenção das linhas,
define a qualidade de serviço prestado pelas empresas. Indicadores como o tempo e número de intervenções para restabelecer as condições normais de funcionamento, são reveladores da qualidade de serviço prestado por essas empresas que, no caso de incumprimento das regras
fiabilidade do sistema eléctrico, é imprescindível o desenvolvimento de soluções que melhorem os dados quantitativos fornecidos às equipas de manutenção, tanto correctiva como preventiva. Este trabalho apresenta e analisa os benefícios de duas técnicas modernas de manutenção em linhas de transmissão que vêm ao encontro estabelecidas no Regulamento da Qualidade de Serviço,
podem implicar em elevados prejuízos.
A disponibilidade de informação apropriada ao pessoal técnico torna‐se essencial e contribui para uma maior eficácia dos serviços de manutenção, tanto ao nível da manutenção correctiva como na manutenção preventiva.
das necessidades expostas.
A primeira técnica descrita, aplicada nos serviços de manutenção correctiva, é a localização de falhas em linhas transmissão através do princípio das ondas viajantes. Trata‐se de uma configuração simples, capaz de localizar defeitos fase‐terra e identificar as secções afectadas com Este trabalho descreve a aplicação de duas técnicas
modernas na manutenção das linhas eléctricas que, além de incrementarem a segurança e a fiabilidade do sistema eléctrico, garantem uma melhoria dos dados quantitativos fornecidos às equipas de manutenção .
grande precisão e rapidez, trazendo assim informação preciosa para os serviços de manutenção correctiva. A segunda tecnologia apresentada é a detecção de corrosão nos condutores em linhas de transmissão aéreas, com aplicação nas actividades de manutenção preventiva. O sistema pode funcionar com a linha activa e efectua o 1 INTRODUÇÃO
A segurança e fiabilidade do sistema eléctrico estão fortemente relacionadas com o bom funcionamento das linhas de transmissão.
Enquanto as centrais de produção, subestações primárias e
diagnóstico das condições de corrosão dos cabos condutores, incluindo as partes internas, permitindo desta forma que as equipas de manutenção actuem preventivamente evitando acidentes e a interrupção do fornecimento de energia. Esta técnica tem uma aplicação intensiva em ambientes agressivos como zonas litorais ou de distribuição possuem controlo e monitorização com
tecnologias avançadas, como sistemas computadorizados e SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), a protecção principal e as informações para manutenção das linhas de transmissão são baseadas nos dados fornecidos por relés ou oscilógrafos.
com incidência de chuva ácida (zonas industriais).
2 LOCALIZADOR DE DEFEITOS POR ONDAS VIAJANTES
2.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Apesar de estes dispositivos serem extremamente fiáveis e eficientes no âmbito da protecção, os relés apenas fornecem informações qualitativas, e dificilmente fornecem informações quantitativas relevantes para a execução dos
Na ocorrência duma falha numa linha de transmissão radial, surge um surto de corrente induzindo ondas electromagnéticas que se propagam nas três fases por toda extensão da linha.
A localização do ponto de defeito consiste em detectar a diferença de tempo que essas ondas viajantes levam para
e antecipando as acções a tomar (“the aware home”).
chegar aos seus extremos.
Este princípio está representado na figura 1.
a) TIPOS DE CASAS INTELIGENTES
De facto, há problemas com a conceptualização da “casa
b) AS FUNÇÕES DACASAINTELIGENTE
Actualmente as habitações podem estar equipadas com sistemas que associam diversas funcionalidades nas áreas de segurança, conforto, gestão de energia e comunicações. Funcionalidades principais: detecção de incêndio, intrusão, inteligente”! Parece haver pouca concordância sobre como
uma casa inteligente deve ser e sobre que tecnologias ela deve incorporar.
fuga de água ou gás, avisos, comandos e controlo remotos, “Anything, Anytime, Anywere”.
As capacidades da domótica podem ser um auxiliar precioso para contornar as dificuldades temporárias ou permanentes, físicas ou mentais do ser humano. Além disso, estes sistemas permitem facilitar as tarefas a idosos que assim vêem minimizados algumas limitações a que estão expostos.
O comprimento da linha L e a velocidade de propagação do Figura 1 – Principio das ondas viajantes
Figura 2 – Visão geral de um localizador de defeitos por ondas viajantes
surto v fazem parte dos aspectos construtivos da linha, são valores conhecidos. Medindo a diferença de tempo entre a chegada das ondas aos pontos A (início da linha) e B (final da linha) é possível calcular a localização exacta da falha, através do cálculo do valor de X:
Pela análise da equação (1), concluímos que a precisão da medida de tempo está directamente relacionada com a localização exacta da falha. Por isso, os sistemas de localização de defeitos por ondas viajantes utilizam as informações de tempo dos satélites do GPS para manter a (1)
2.2 LOCALIZAÇÃO POR SISTEMAGPS
Um localizador de defeitos por ondas viajantes basicamente
precisão necessária dos seus contadores e sincronizar os relógios das estações locais.
Assim, cada estação local de um sistema localizador de defeitos por ondas viajantes recebe dados dos satélites para a sincronização dos seus contadores, através de uma antena e receptor GPS. Ao utilizar o GPS é possível manter uma é composto por um ou mais pares de estações locais,
sensores de campo magnético e antenas GPS (Global Positioning System) ligados entre si e com a estação principal, conforme mostra a fig. 2.
contagem de tempo de alta definição com imprecisão menor que 1μs, permitindo uma localização de defeitos com incerteza menor que 300 metros, mesmo em linhas com compensação série.
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Também na estação local, um processador de sinais recebe as informações dos sensores de campo magnético instalados nas fases. Na ocorrência de uma falha, armazena‐se o valor dos contadores e envia‐se um sinal de informação para a estação principal.
Nesse momento, a estação principal confirma o sinal de informação da estação local e armazena os dados do surto, com os quais o software de análise fará o cálculo da
As bobines Z e Z’ estão interligadas em forma de ponte de indutâncias como mostra a figura 3, na bobine Z é colocada uma amostra do cabo original funcionando esta como distância. Este software de análise também deve ter em
consideração as deformações da onda de surto durante a sua propagação para melhorar a precisão do cálculo.
Para isso, é comum que se execute um processo de compensação dessa distorção que é baseado na correcção da forma de onda do surto recebida das estações locais.
Figura 3 – Princípio de funcionamento do detector de corrosão
referência.
Aos terminais da ponte surge uma tensão de desbalanceamento cujo a magnitude dessa tensão é directamente proporcional à secção do cabo condutor avaliado, já que quanto pior o estado de corrosão do mesmo, menor será sua condutividade. Consequentemente, No final do processo, a estação principal indica a distância e
o ponto de referência mais próximo do defeito, bem como a oscilografia da corrente de sequência zero da falha, através da qual é possível identificar o tipo de defeito.
3 DETECTOR DECORROSÃO EMCABOSCONDUTORES
menor será a corrente Foucault e maior será a tensão de desbalanceamento nos terminais da ponte de indutâncias. Numa situação em que o cabo se encontre em estado de corrosão é ainda possível avaliar qual a tensão mecânica que o condutor pode suportar. Para tal é incorporada uma câmara com sensor CCD (charged coupled device) que faz o 3.1 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
O funcionamento do detector de corrosão em cabos condutores é relativamente simples, baseando‐se no princípio das correntes de Foucault e numa ponte de
registo da imagem para que seja avaliada pelo conjunto dos dados guardados no sistema.
Através de uma recta ajustada de forma empírica, a qual depende apenas do material usado (aço ou alumínio), obtém‐se a percentagem remanescente da secção original do cabo. Com este dado definido, consegue‐se estimar indutâncias.
As correntes de Foucault são um fenómeno eléctrico que ocorre quando um campo magnético variável intercepta um material condutor fixo ou vice‐versa. O movimento relativo causa uma corrente de circulação no condutor, que segundo a Lei de Lenz gera um campo magnético que se opõe ao
também através de forma empírica a tensão mecânica máxima suportável pelo cabo.
O procedimento de avaliação das condições do condutor é mostrado na figura 4.
3.2 IMPLEMENTAÇÃO UTILIZANDO UM CARRINHO DE LINHA VIVA
efeito do campo aplicado. Quanto maior for a condutividade do condutor, mais forte for o campo magnético aplicado ou mais rápido for o movimento relativo, maior será a corrente gerada e consequentemente maior o campo que se opõe. Conforme mostra o esquema da figura 3, ao aplicar um campo magnético paralelo ao condutor que possui uma
Para executar a inspecção da linha de transmissão, o circuito mostrado na figura 3 é montando sobre um carrinho de linha activa, que pode utilizar tanto auto propulsão como ser velocidade v conhecida, é gerada uma corrente de Foucault
marginal ao condutor, que induz um campo magnético oposto ao aplicado e que pode ser medido utilizando uma bobina activa Z’.
Além disso, a câmara CCD é posicionada próxima da bobine activa para registar visualmente as condições do condutor. Os detalhes do sistema podem ser vistos na figura 5. O peso do equipamento é de 50 kg e a velocidade aproximada de 10 m/min, sendo o ângulo máximo de catenária suportado de 20º.
Na versão com auto‐propulsão, são adicionados 20 kg devido às baterias que conseguem realizar até 1000 m de inspecção
deslocado por um técnico devidamente treinado para o serviço em linha activa. As bobines são implementadas
sem recarregar.
Após percorrer a linha, o equipamento emite um relatório completo e referenciado com as condições do condutor, que associado às gravações da câmara CCD, identifica as secções críticas dos condutores. Para cabos ACSR é possível, inclusive, detectar separadamente a condição dos fios de Figura 4 – Procedimento para estimar quantitativamente o estado
de corrosão de um condutor
através de acopladores indutivos do tipo bipartido que suportam bitolas entre 160 e 810 mm2.
alumínio e dos fios de aço que compõem o mesmo. Um exemplo deste relatório pode ser visto na figura 6.
Figura 5 – Detalhes construtivos do sistema detector de corrosão
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os enormes transtornos que uma ocorrência deste tipo pode trazer. Também permite que as equipas de manutenção 4 APLICAÇÕES NOÂMBITO DAMANUTENÇÃO
tenham tempo hábil para se preparar e mobilizar recursos para resolver o problema da maneira mais eficiente possível. Além disso, ao identificar secções específicas da linha com alto índice de corrosão mas sem perigo de rompimento, torna‐se possível abordar o problema de forma preditiva, estudando soluções como substituição dos condutores por 4.1 MANUTENÇÃO CORRECTIVA
As aplicações no âmbito da manutenção correctiva do localizador de defeitos por ondas viajantes são imediatas. Com uma configuração simples o sistema é capaz de localizar curto‐circuitos defeitos fase‐terra e identificar as secções
cabos resistentes à corrosão ou aplicação de produtos anti‐ corrosão em novos cabos do mesmo tipo, de forma a realizar uma intervenção programada no sistema para a solução do problema.
5 CONCLUSÕES
afectadas com grande precisão e rapidez. Com uma incerteza menor que 300 metros, o defeito fica restrito a dois vãos na maior parte das linhas de transmissão existentes.
Isso significa que a fonte do defeito pode ser localizada com maior rapidez, muitas vezes numa simples inspecção visual a partir do solo. Essa informação mais precisa facilita o
A localização de defeitos por ondas viajantes e a detecção de corrosão são duas técnicas que pretendem disponibilizar informações quantitativas às equipas de manutenção. Apesar de os seus princípios já serem conhecidos há muito tempo, apenas recentemente, através do desenvolvimento trabalho das equipas de campo, principalmente em áreas
sujeitas a alagamento, regiões montanhosas ou de selva, já que é possível identificar antes mesmo da saída das equipas para o campo o melhor local de acesso ao ponto de defeito. Além de auxiliar na localização dum ponto de defeito que causou o desligamento da linha, o sistema também pode
de novos materiais e uso de sistemas modernos como o GPS, foi possível desenvolver equipamentos que gerassem informações precisas sobre defeitos que ocorrem numa linha de transmissão.
O resultado é imediato na área de manutenção, já que uma localização precisa de defeitos traz uma maior eficácia, identificar fontes de defeitos intermitentes. Como as ondas
viajantes são geradas sempre que há um transitório na linha, ocorrências de difícil localização como defeitos fase‐terra causados por falhas em isoladores, presença de vegetação ou excrementos de pássaros podem ser restritas a uma área delimitada e estudada detalhadamente em menor tempo,
reduzindo o tempo no deslocamento da equipa e na identificação do defeito, permitindo a identificação de fontes intermitentes, um maior tempo para a solução do problema e a programação na realização dos serviços.
Isso traz benefícios directos tanto para as concessionárias como para as populações, já que a energia não distribuída gerando economia de tempo e recursos para as
concessionárias.
4.2 MANUTENÇÃO PREVENTIVA
O detector de corrosão em cabos condutores tem aplicação
engloba duas parcelas: o lucro cessante, que é o prejuízo da companhia pela energia não facturada e o custo social, o que a sociedade em geral perde quando há falta de energia. Apesar de em Portugal não existir um estudo relacionado com as quebras de energia, em países como o Brasil alguns estudos apontam que o custo social é da ordem de 35 a 50 voltada para a manutenção preventiva. Ao realizar uma
inspecção aos condutores, é possível obter informações valiosas sobre o estado de conservação dos cabos.
Através dos dados fornecidos pelo equipamento, como secção de condutor remanescente e tensão mecânica suportável, torna‐se relativamente fácil recalcular a carga
vezes o preço médio do kWh facturado, para regiões menos industrializadas, e de 50 a 100 vezes, para regiões mais industrializadas.
máxima do sistema. Desta forma, através da restrição temporária da corrente máxima da linha para valores abaixo do nominal, evita‐se um possível rompimento do condutor e
Por isso, embora os equipamentos tradicionais se demonstrem eficazes no âmbito da protecção, torna‐se necessária a aplicação de novas técnicas e equipamentos para disponibilizar informações quantitativas às equipas de manutenção, de forma a manter um sistema eléctrico seguro e confiável.
Bibliografia
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Custos da não Confiabilidade de Equipamentos sobre as Receitas de Serviços de Transmissão de Energia Eléctrica. Anais do XVII SNPTEE ‐ Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Eléctrica
[3] Relatório do Comitê Nacional Brasileiro nº B2 da CIGRÉ – Conference Internationale dês Grands Réseaux Electrique a Haute Tension, Belo Horizonte, Outubro 2003
[4] REN – Rede Energética Nacional, disponível em www.ren.pt
[5] Esmo ‐ 95 Proceedings, The Seventh International Conference on Transmission and Distribution Construction and Live Line Maintenance, October 29‐ November 3, International Conference on Transmission and Distribution Construction and Live Line Maintenance, 1995, Ohio
[6] Documento técnico elaborado pelo Departamento de Gestão e Economia da Universidade da Madeira publicado em:
http://www.uma.pt/sbudria/Blackout_project_Jan09.pdf
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José António Beleza Carvalho, Roque Filipe Mesquita Brandão Instituto Superior de Engenharia do PortoA
CCIONAMENTOS
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FICIENTES DE
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LASSIFICAÇÃO
1 INTRODUÇÃO
Os motores eléctricos, particularmente o motor assíncrono de indução, são o tipo de máquina mais utilizada na indústria em virtude da sua grande versatilidade, gama de potências,
Os motores foram classificados de acordo com o seu rendimento:
‐ EFF1 – Motores de alto rendimento; ‐ EFF2 – Motores de rendimento aumentado; ‐ EFF3 – Motores sem qualquer requisito especial. robustez, duração, reduzida manutenção, baixa poluição,
facilidade de produção e custos de aquisição relativamente baixos. Como qualquer máquina, o motor eléctrico, responsável pela conversão de energia eléctrica em mecânica, apresenta perdas. O rendimento (ou eficiência) é definido como sendo a razão entre a potência de saída (ao
No seguimento da directiva "Eco‐design Directive (2005/32/CE) “ publicada em 2005 para Produtos que consomem energia (EUP), a Comissão Europeia aprovou em Julho de 2009 um regulamento de aplicação dos requisitos de concepção ecológica para os motores eléctricos, com nível do veio de saída do accionamento) e a potência
eléctrica absorvida à entrada.
A produção de energia mecânica, através da utilização de motores eléctricos, absorve cerca de 60% da energia eléctrica consumida no sector industrial do nosso País, da qual apenas metade é energia útil. Este sector é, pois, um
efeitos a partir de meados de 2011, dando aos fabricantes de cerca de 2 anos para garantir que seus produtos cumprem a referida directiva. O lote 11 da Directiva EUP (Energy Using Products) descreve as orientações de design, a compatibilidade ambiental, o impacte ambiental e o consumo de energia de máquinas / motores eléctricos daqueles em que é preciso tentar fazer economias,
prioritariamente. Os sistemas de accionamentos têm que ser abordados como um todo, já que a existência de um componente de baixo rendimento influencia drasticamente o rendimento global.
O êxito neste domínio depende, em primeiro lugar, da
rotativos de alto rendimento. A directiva abrange os motores de 2, 4 e 6 pólos, na gama de potências de 0,75 a 375 kW. Neste âmbito, os motores passam a ser classificados por: ‐ IE1 (igual a EFF2) – com utilização proibida;
‐ IE2 (igual a EFF1) – com utilização obrigatória; ‐ IE3 (igual a Premium) – com utilização voluntária; melhor adequação da potência do motor à da máquina que
ele acciona. Quando o regime de funcionamento é muito variável para permitir este ajustamento, pode‐se equipar o motor com um conversor electrónico de variação de velocidade. Outra possibilidade é a utilização dos motores “ de perdas reduzidas”, de “alto rendimento”, ou “elevada
‐ IE4 (ainda não aplicável a accionamentos assíncronos).
2 CARACTERÍSTICAS DOS MOTORES DE ELEVADA EFICIÊNCIA
A eficiência dos motores está associada a uma redução das suas perdas, que é conseguida à custa, quer da utilização de eficiência”, que permitem economias energéticas
consideráveis.
Nos últimos anos, muitos fabricantes de motores investiram fortemente na pesquisa e desenvolvimento de novos produtos com o objectivo de colocarem no mercado motores mais eficientes. O acordo voluntário obtido em
materiais construtivos de melhor qualidade e com melhores acabamentos, quer por alteração das suas características dimensionais. Estas perdas são devidas aos diversos elementos que estão presentes na conversão electromecânica de energia e podem ser divididas em quatro tipos:
1999 entre a CEMEP (Associação Europeia de Fabricantes de Motores Eléctricos) e a Comissão Europeia sobre o rendimento de motores de 2 e 4 pólos, na gama de potências 1,1 a 90 kW, foi revisto em 2004.
‐ Perdas eléctricas; ‐ Perdas magnéticas; ‐ Perdas mecânicas; ‐ Perdas parasitas.
As melhorias típicas que são efectuadas a nível construtivo da máquina podem ser visualizadas na Figura 1 e são As perdas eléctricas são provocadas pela resistência não nula
dos condutores das bobines que ao serem percorridos pela
resumidas na seguinte tabela: corrente provocam perdas caloríficas. As perdas magnéticas
ocorrem nas lâminas de ferro do estator e do rotor devido à histerese e às correntes de Foucault. As perdas mecânicas são provocadas pela rotação das peças móveis, ventilação e atrito do ar. As perdas parasitas são devidas a fugas e irregularidades de fluxo e, também, distribuição de corrente
Alteração Efectuada Efeito produzido Tratamento térmico do
rotor Redução da resistência
Tab. 1 – Resumo das alterações nos motores de elevada eficiência
não uniforme.
Para melhorar a eficiência dos motores eléctricos, os construtores aumentaram a massa de materiais activos (cobre e ferro) de forma a diminuir as induções, as densidades de corrente e, assim, reduzir as perdas no cobre e no ferro. Utilizam‐se chapas magnéticas de perdas mais
Uso de ferro laminado por camada Redução das perdas no ferro Melhoria do circuito magnético Redução das perdas no ferro Redução das bobines do circuito indutor Redução das perdas por efeito de Joule
Melhor qualidade dos reduzidas, entalhes especiais em certos casos e reformulou‐
se a parte mecânica, com especial incidência sobre a ventilação, para reduzir a potência absorvida por esta e diminuir o nível de ruído. Daí resulta, para idêntica dimensão, um aumento de peso da ordem de 15%, e de preço da ordem de 20 a 25%. Melhor qualidade dos rolamentos Redução das perdas mecânicas Maior quantidade de cobre Diminuição de perdas e do calor gerado Redução do entre‐ferro Diminuição das perdas parasitas Rotor mais largo Reactância de fugas menor Contudo, a melhoria da eficiência, compreendida entre 2 e
4,5%, e do cosφ, permite amortizar rapidamente este aumento de preço. g g Sistema de ventilação melhorado Diminuição de ruídos e da temperatura Figura 1 – Alterações nos motores para obter elevada eficiência [WEG]
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1,1 a 90 kW de potência nominal, 50 ou 60 Hz, com 2 e 4 pólos magnéticos, seriam classificados de acordo com os Apesar de este tipo de motores possuir uma eficiência
melhorada, quando inseridos num sistema, a eficiência total
valores dos respectivos rendimentos.
As classes de rendimento estabelecidas foram as seguintes: ‐ EFF1: Motores de elevado rendimento;
‐ EFF2: Motores de rendimento melhorado; ‐ EFF3: Motores de rendimento normal. do mesmo sistema depende de todos os outros
componentes que o compõem. Por este motivo, não se deve apenas investir na compra de um motor de elevada eficiência, quando existirem problemas de eficiência nos outros componentes do sistema.
No acordo CE/CEMEP ficou ainda estabelecido que as vendas, na União Europeia, de motores EFF3 diminuiriam para metade até 2003.
Este objectivo foi alcançado e a venda de motores EFF3 terminou pouco tempo depois.
Todos os fabricantes que assinaram este acordo ficaram 3 CLASSIFICAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
Na Europa a classificação dos motores de corrente alternada de baixa tensão, foi estabelecida em 1998 com o acordo voluntário dos principais fabricantes de motores Europeus. De uma forma resumida, o acordo estabelecido entre a
autorizados a colocar a etiqueta de eficiência nos motores e em toda a documentação que os acompanhe, o que tornou mais fácil a identificação da classe do motor.
Comissão Europeia (CE) e o Comité Europeu de Fabricantes de Máquinas Eléctricas e de equipamentos e sistemas de Electrónica de Potência (CEMEP) definia que os motores de
Figura 2 – Classes de eficiência de motores [SEW‐Eurodrive]
Com base no acordo voluntário anteriormente referido, foi também criada uma base de dados europeia EuroDEEM, que
equipamentos de força‐motriz. Este novo regime abrange os motores de indução trifásicos, de velocidade simples, até foi elaborada pelo centro de pesquisa da Comissão Europeia
(CE/JRC), com o objectivo de reunir num só suporte as informações mais importantes sobre os motores eléctricos disponíveis no mercado. A tabela 2 apresenta os valores limite para a eficiência dos motores, estabelecidos no acordo com a CEMEP com base na norma CEI 60034‐2.
375 kW. Entrará em vigor em três fases a partir de meados de 2011. Sob este novo regime os fabricantes são obrigados a apresentar a classe e valores de eficiência do motor na respectiva chapa de características e na documentação do produto, que deve indicar claramente o método de teste usado na determinação da eficiência.
kW EFF3 2 e 4 pólos ηn(%) EFF2 2 e 4 pólos ηn(%) EFF1 2 pólos ηn(%) EFF1 4 pólos ηn(%) 1,1 1,5 2,2 <76,2 <78,5 <81,0 ≥76,2 ≥78,5 ≥81,0 ≥82,2 ≥84,1 ≥85,6 ≥83,8 ≥85,0 ≥86,4 Tabela 2 – Definição das diversas classes de eficiência. Standard de 1996 3 4 <82,6 <84,2 ≥82,6 ≥84,2 ≥86,7 ≥87,6 ≥87,4 ≥88,3 5,5 7,5 <85,7 <87,0 ≥85,7 ≥87,0 ≥88,6 ≥89,5 ≥89,3 ≥90,1 11 15 <88,4 <89,4 ≥88,4 ≥89,4 ≥90,5 ≥91,3 ≥91,0 ≥91,8 18,5 <90,0 ≥90,0 ≥91,8 ≥92,2 22 30 <90,5 <91,4 ≥90,5 ≥91,4 ≥92,2 ≥92,9 ≥92,6 ≥93,2 37 45 <92,0 <92,5 ≥92,0 ≥92,5 ≥93,3 ≥93,7 ≥93,6 ≥93,9 55 75 <93,0 <93 6 ≥93,0 ≥93 6 ≥94,0 ≥94 6 ≥94,2 ≥94 7
4 NOVAS NORMAS PARA CLASSIFICAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
75 <93,6 ≥93,6 ≥94,6 ≥94,7
90 <93,9 ≥93,9 ≥95,0 ≥95,0
A União Europeia, através do organismo EU MEPS (European Minimum Energy Performance Standard), definiu um novo regime obrigatório para os níveis mínimos de eficiência dos motores eléctricos que sejam introduzidos no mercado europeu. O objectivo visa reduzir o consumo de energia e outros impactos ambientais negativos de produtos que consomem energia eléctrica. Ao mesmo tempo, pretende‐se melhorar a uma escala global o nível de harmonização regulamentar em assuntos relacionados com a eficiência em
Figura 4 – Chapa de características de motor ABB, de acordo com as novas normas
