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Análise Critica do Impacto da Implantação dos
Módulos de QEE do Prodist 2016.
Se Un Ahn
Appitec / Kron Medidores - seunster@gmail.com
Resumo Trabalho descreve a experiência da distribuidora
na implantação da sua norma técnica para conexão de cargas potencialmente perturbadoras e apresenta uma análise comparativa e metodológica com as propostas da Aneel dos módulos 3 e 8 a serem implantados a partir de 2016. A experiência da distribuidora surgiu na conexão de uma siderúrgica, porem com bons resultados obtidos, o Grupo CPFL Energia optou por implantar nas suas oito distribuidoras. Também descreve os benefícios e os custos envolvidos na sua implantação e os projetos internos de QEE. Finalmente, algumas recomendações pelas questões de praticidade e os custos da implantação.
Palavras-chaves RISE, medição QEE, conexão de carga,
limites, ressonância, filtros, mitigação da perturbação.
I. INTRODUÇÃO
Tradicionalmente no Brasil, o acesso à rede de distribuição das cargas potencialmente perturbadoras era tratado, na maioria das vezes, com ações corretivas por parte das acessadas (distribuidoras), ou até pelos próprios acessantes (clientes), quando as perturbações interferiam na sua produção ou nos demais consumidores. As pesquisas iniciaram nos anos 80 com maior ênfase, porém, por falta de recursos materiais e, principalmente, pela mão de obra especializada, a medida prática demorou em ser implantada.
Neste cenário, as medidas mitigadoras, não raras vezes, eram litigiosas e dificultavam na atribuição das responsabilidades, pela implantação das medidas de saneamento.
Em 2004, ao receber a solicitação do acesso de um cliente, uma siderúrgica de grande porte (Fig. 01), na sua área da concessão a distribuidora CPFL Energia instalou, de comum acordo, um medidor de QEE de flutuação de tensão (flickermeter), de forma permanente. E as medidas mitigadoras foram exigidas do cliente, toda vez que ultrapassar o limite superior global previsto no Procedimento da Rede modulo 2 (na época o Prodist ainda estava em fase de elaboração) ou quando a distribuidora recebia uma reclamação dos demais clientes da região. A CPFL por sua vez realizou os estudos e manobras para uma nova configuração de suprimento. Em 2006, o cliente decidiu adquirir e instalar um compensador estático com recursos próprios, como parte da solução definitiva [1].
Em 2005, Aneel distribuiu a primeira versão do Prodist modulo 8 [2], com os limites das perturbações como valores recomendáveis, com o proposito de realizar as campanhas de medição de QEE e regulamentar os limites. A campanha
tinha um propósito de conhecer a situação real dos níveis de perturbação existente nas redes de distribuição e os valores que seriam estabelecidos. Porem a campanha de medição não foi realizado até o momento.
Fig. 01 – Forno à arco, carga potencialmente perturbadora, causa flutuação e harmônica de tensão na rede de distribuição.
De forma pioneira, em 2006, a CPFL Energia publicou e implantou uma Norma Técnica GED 10099 - Requisitos para Conexão de Cargas Potencialmente Perturbadoras ao Sistema Elétrico da CPFL [3], e iniciou um novo procedimento para atender as cargas potencialmente perturbadoras [4]. Em vez de atuar de forma corretiva, são tratadas de forma preventivas. Essa medida visa não afetar os demais consumidores, já conectados à rede de distribuição e identificação da fonte poluente. E a atribuição das responsabilidades entre acessada e acessante.
Ao receber a solicitação de acesso, CPFL informa as condições da rede sem as novas cargas, e ao cliente as informações das características das cargas e dos estudos realizados; em caso de necessidade, as medidas mitigadoras. O cliente deve entregar também um documento com a declaração da responsabilidade e arcar com os custos para a correção, caso ocorra uma degradação de QEE no PAC.
2 O procedimento demonstrou aos clientes da transparência do processo, além de esclarecer que, a degradação no PAC é monitorada e podem ser solicitadas as medidas de mitigação.
II. MOTIVAÇÃO TÉCNICA
Norma Técnica GED 10099 foi criada na CPFL, em 2006, com base no documento existente na empresa “RIMA – Relatório do Impacto ao Meio Ambiente”. Ao publicar o GED 10099, a praticidade anteriormente presumida foi posta em prática, como um teste real. A distribuidora adquiriu os medidores de QEE necessários e designou um setor regional para as atividades de medição, bem como a analise dos relatórios entregues pelos clientes. Esse procedimento de atribuição das responsabilidades, no inicio gerou certa inquietude por parte dos clientes e dos projetistas, mas aos poucos, entenderam que são medidas de proteção a todos, inclusive os próprios. Com procedimento transparente e aquisição de Know-How, houve uma melhoria no relacionamento da distribuidora com os clientes.
A NT é um acordo de cooperação entre a distribuidora e a acessante, numa parceria para solução dos problemas das perturbações. Com as experiências adquiridas, a distribuidora pode atualizar os limites e os procedimentos, bem como as metodologias de apuração dos indicadores que eram omissos nas normas [5 e 6]. E a distribuidora adotou as próprias medidas e critérios para os itens que não eram atendidos no Prodist ou as que não são explícitas.
III.METODOLOGIA -GED10099
A concepção da metodologia GED 10099 baseia-se em medidas preventivas e atribuição das responsabilidades pela mitigação do problema. Na solicitação da conexão ou de aumento de carga, o acessante deve informar a relação de todas as cargas existentes e futuras. A distribuidora realiza o estudo de Viabilidade (carga e tensão em regime permanente), Proteção (ajuste) e um check-list para solicitar ou não o RISE. Se a distribuidora solicitar a elaboração do RISE, esta deve realizar uma medição de QEE no PAC (ou no ponto mais próximo) e fornece-la ao acessante, para elaboração de seus estudos. No caso das pesquisas sinalizar em possíveis transgressões, o acessante deverá se comprometer com as medidas mitigadoras. E no caso da medição identificar a perturbação acima dos limites, as medidas mitigadoras são da responsabilidade da distribuidora [7].
O procedimento para atendimento do cliente apresentada no GED 10099 é basicamente:
Cliente solicita o acesso com a declaração de todas as cargas existentes e novas;
CPFL – Realiza a medição no PAC (Ponto de Acoplamento Comum) (Fig. 02) ou num ponto mais próximo e fornece ao Cliente (Fig. 03);
Cliente realiza o estudo e assume a responsabilidade técnica pelas informações fornecidas e pelas medidas mitigadoras, caso houver falhas no estudo;
CPFL verifica o estudo na forma de check-list e, caso liberado, emite Licença de Instalação (LI);
CPFL, após a conclusão da obra, refaz a medição de verificação inicial do estudo e medidas adotadas;
Fig. 02 – Medidor de QEE, instalado no Centro de Medição do Cliente.
CPFL emite a Licença de Operação ao cliente e realiza as medições de rotina para certificar que não houve a degradação de QEE no PAC.
Fig. 03 – Medidor de QEE para rede de Media Tensão 15/25 KV.
A implantação do GED 10099 tem o objetivo da realização de estudos em parceria entre a distribuidora e cliente de forma preventiva, e a conexão de uma carga potencialmente perturbadora que não prejudique os demais clientes já conectados na rede de distribuição.
Nota-se que, após o check-list, a CPFL pode optar por não exigir o RISE, porém o cliente deve entregar o documento com as responsabilidades técnica e das informações fornecidas.
IV–MÓDULOS DE QEE3 E 8 DE 01/01/2016.
Os módulos 3 e 8, publicados no dia 26/12/2014 para consulta publica CP 018/2014 [8 e 9], e com a previsão da implantação em 01/01/2016, trazem várias novidades para o setor, tais como:
3 Entretanto, o maior impacto é implantação da elaboração do estudo RISE para todas as distribuidoras, para conexão da carga potencialmente perturbadora. É uma medida salutar, a realização dos estudos de forma preventiva e atribuição das responsabilidades. E nesse contexto, as principais inovações do Prodist 8 são:
Elaboração do RISE a cargo das distribuidoras; Medidas de mitigação: Atribuições: Estudo e soluções
a cargo das distribuidoras e os custos para os clientes; Elaboração de estudo com a perturbação nula na rede; Não prevê a realização das medições de QEE;
Alteração nos valores dos limites de harmônicas de tensão de 8% para 6% na MT.
Os itens principais citados são comentados a seguir, para maior esclarecimento.
A elaboração do estudo RISE requer um especialista com conhecimentos das plantas industriais, grande variedade de cargas e suas modelagens num software especialista. As distribuidoras normalmente não possuem as equipes preparadas para este fim, por não serem atividade fim da empresa, portanto devem criar um setor somente para esta finalidade. Por sua vez os clientes em contato com os seus fornecedores e consultores podem facilmente providenciar os estudos. Este fato foi observado no decorrer dos anos. Porém uma boa medida seria a adoção de um software padrão para os estudos, tanto dos clientes como das distribuidoras, assim os estudos poderão ser reproduzidos mais facilmente.
As medidas de mitigação são decorrência dos estudos efetuados na elaboração do RISE, e a solução buscada dessa natureza requer um estudo técnico e econômico, altamente especializada em diversas áreas. As medidas de mitigação com as soluções locais são mais econômicas na maioria das vezes.
A distribuidora ao solicitar a elaboração do RISE pelo cliente, ela deve efetuar uma medição de QEE no PAC. Essa medição deve ser fornecida ao cliente, para que este possa elaborar os estudos em função da situação real. Dessa forma as responsabilidades podem ser atribuídas a cada um dos agentes e o acessante estará ciente do nível da perturbação na rede de distribuição e qual será a sua margem de operação para não degradar acima dos limites. No caso dos limites estarem próximo ou acima dos limites, a distribuidora deve providenciar as medidas corretivas antes de autorizar o acesso.
As medições feitas durante a implantação do GED 10099 da CPFL mostraram que as redes normalmente apresentam as perturbações abaixo dos limites da distribuidora, com algumas exceções. Uma analogia pode ser feita com o fenômeno da queda de tensão, o cliente ao solicitar o acesso na rede, deve obedecer a normas e não degradar o PAC acima do limite da queda de tensão a todos do alimentador. Isto é, a sua faixa de trabalho seria entre o valor medido e o limite. E, para o caso da perturbação, o procedimento é semelhante, porém, observa-se que a propriedade de sobreposição aditiva dos fenômenos não é constante, podem ser maior ou até subtrativa. E o impacto da perturbação de uma carga qualquer na rede de distribuição depende da potência de curto circuito do PAC. As cargas idênticas podem gerar perturbação significativa se conectarem longe da subestação e serem imperceptíveis se forem próximo da subestação.
A realização das medições é essencial antes e depois da instalação e operação das cargas. Os estudos com base nas
simulações são modelos matemáticos e precisam da comprovação real. Somente a medição pode fornecer subsídios reais para projeto e dimensionamento das medidas de mitigação.
E, por fim, tem-se a questão da alteração dos limites das distorções das harmônicas totais da tensão que era de 8% na MT, e na última versão é 6%. Esta alteração é facilmente inserida nos sistemas de medição e de monitoração. A questão fundamental que deve ser discutida, é como um alimentador que operava com limite de 8% de DHTT passa a operar com 6% sem causar grande impacto nas distribuidoras e nem onerar demais os clientes.
V – EXPERIÊNCIA CPFL.
A CPFL, além da implantação do GED 10099 realizou outros projetos de QEE na sua linha estratégica de pesquisa dentro do programa P&D da Aneel, alguns projetos internos por iniciativa própria, e algumas medidas foram aplicadas para tornar a sua rede de distribuição mais robusta.
A. Projeto RIQEE
RIQEE é um medidor de QEE com processamento interno para calculo dos indicadores de QEE (Fig. 04). O equipamento mede e armazena localmente as perturbações (harmônicas, flutuações e desequilíbrio) pelo período de 24 horas, final do período processa os registros e calcula o indicador percentil. Essas informações são enviadas para servidora central, onde podem ser acessadas pelos usuários. No caso dos eventos de VTCD, estes são registrados e armazenados integralmente como uma série histórica. A utilização do RIQEE traz a vantagem de facilitar as análises das medições com economia em mão de obra. [10, 11, e 12].
Fig. 04 – RIQEE-2, indicador de índices de QEE com processamento e apuração local e diária. Os índices apurados são enviados para uma servidora da distribuidora e são disponibilizadas aos usuários.
B. Transdutores de 2 e 3 elementos.
4 potencialmente perturbadoras. Essa alteração apesar de estar em curso, não está totalmente efetivada por falta de recursos materiais e mão de obra.
Fig. 05 – Gráfico comparativo da análise da simulação das harmônicas da tensão com medição em 2 elementos e 3 elementos. Trabalho apresentado na defesa do Mestrado na EPUSP do Alex Almeida Pignatti.
C. Campanha de Medição.
Em 2012, em uma parceria com a empresa Kron Medidores, a CPFL realizou uma campanha de medição em um dos alimentadores da subestação Terra da Uva em Jundiaí. A Kron disponibilizou 10 medidores Multi-K-NG (Fig. 06) para uma série de medições simultâneas dos clientes conectados. E numa segunda fase os medidores foram disponibilizados para uma campanha de medição de todos os alimentadores de um blindado do transformador 30/30/60 MVA.
Fig. 06. Medidor Multi-K-NG Classe S da Kron Medidores, utilizados na Campanha de Medição. Os medidores foram adaptados para fornecer os registros de QEE previstos no Prodist modulo 8. Inclusive as harmônicas de corrente para mitigação.
As campanhas tinham objetivos de verificar a QEE da Rede de Distribuição com enfoque no desempenho do seu alimentador, e facilidade operacional na instalação e análise dos indicadores.
Nestes quesitos, os medidores apresentaram bom desempenho tanto na instalação quanto nas análises, e que podem auxiliar muito as distribuidoras, pela facilidade de uso. [16 e 17].
Uma campanha semelhante foi feita com a Bandeirante Energia e Kron, porém com enfoque nos clientes, escolhendo um circuito primário que atende um distrito industrial na cidade de Taubaté, com mesmo aproveitamento. A Bandeirante realizou 3 etapas de medição de teste, inclusive identificando os problemas e sanando-os antes da reclamação dos clientes, numa clara ação preventiva [18].
Informa-se ainda que o medidor é um Classe S de baixo custo e atende as normas NBR/IEC 61000-4-30. E foram homologados pela UFU e ONS.
D. Problemas de Ressonância Harmônica.
Atendimento da solicitação de aumento de carga de um cliente, e o pedido do RISE. Foi identificado um problema de ressonância harmônica da tensão. A perturbação era acima do limite da norma GED 10099, porém abaixo do Prodist modulo 8. E a análise em conjunto com a consultoria verificou que a perturbação era acentuada nos períodos de baixa carga. Neste caso nos períodos de domingo à tarde.
Fig. 07 – Gráfico da medição de QEE na rede de distribuição para análise da atuação dos bancos de capacitores e a sua influencia em ressonância harmônica da tensão.
Identificado o problema, a CPFL desenvolveu um projeto de estudos, medições e soluções técnicas para solução do problema. Neste caso a solução selecionada foi a utilização de um produto de P&D, Banco de Capacitor Relocável. Após os estudos e as devidas simulações, a alteração da localização dos bancos, mudança da configuração da rede de distribuição, pode alterar a frequência natural da rede, dessintonizando-a e sem degradar o Fator de Potencia [19 e 20].
Essa medida foi recomendada à Regional para sua implantação.
VI-CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÃO.
Aneel ao publicar os módulos 3 e 8 para Consulta Publica deu um grande avanço em questão de QEE, reconhece que há uma necessidade de adotar medidas regulatórias para uniformizar os acessos e nortear os processos de conexão das cargas. A seguir são citadas as conclusões e as recomendações.
Atualmente no Brasil, há uma grande lacuna técnica para tratar dos assuntos relacionados com a QEE, e a maioria dos acessantes são omissos na questão; Nos dias atuais os custos dos equipamentos estão
caindo e as medidas tomadas sem uma verificação efetiva tendem a resultar em gastos desnecessários; A criação das equipes de especialistas em plantas
industriais nas empresas distribuidoras faria aumentar os seus custos operacionais;
5 Cada empresa distribuidora possuir no seu quadro uma
equipe de medição e analise seria essencial para implantação da melhoria da QEE das empresas. Portanto, seria mais interessante que os especialistas da rede de distribuição cuidassem dos problemas da rede, e os clientes das questões relacionadas às indústrias, em forma de parcerias. Provavelmente, no consenso, teriam soluções mais adequadas técnica-economicamente.
As opiniões e as recomendações expostas no presente trabalho são pessoais e foram coletadas durante os anos de trabalho no setor, tanto nas distribuidoras como em atendimento das reclamações dos clientes. Portanto os agentes podem ou não ter as mesmas opiniões, porem essas são discussões filosóficas que devem nortear o processo de aprimoramento.
REFERÊNCIAS
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Sistema Elétrico Nacional – PRODIST
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[9] Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL “Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no
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