BEM-VINDO AO WEBINAR. "Qualidade de energia - Medições de grandezas elétricas relativas à qualidade de energia" por: José Starosta

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1 BEM-VINDO AO WEBINAR "Qualidade de energia - Medições de grandezas elétricas relativas à qualidade de energia" por: José Starosta

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3 REGRAS DO WEBINAR: Perguntas e/ou comentários são feitas unicamente por escrito, utilizandose o campo apropriado; Perguntas e/ou comentários podem ser enviadas durante o desenvolvimento da apresentação, mas serão respondidas somente após o final da mesma; Pode acontecer que, dependendo do número de perguntas e do tempo disponível, algumas perguntas fiquem sem resposta durante o webinar; Se houver interrupção inesperada do webinar, certifique-se que sua conexão com a internet está funcionando normalmente e tente novamente a conexão; Não é emitido certificado de participação no webinar.

4 PALESTRANTE: Eng. José Starosta - Especialista em Qualidade de Energia - Presidente da ABESCO - Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Conservação de Energia - Diretor da Ação Engenharia. MEDIADOR: Eng. Hilton Moreno Consultor do Leonardo Energy Brasil

5 "Qualidade de energia - Medições de grandezas elétricas relativas à qualidade de energia" JOSE STAROSTA AÇÃO ENGENHARIA E INSTALAÇÕES LTDA jstarosta@acaoenge.com.br

6 Medições em instalações elétricas Em laboratório; inspeção e testes de componentes da instalação, etc Em condição de paradas em manutenção (trafos, disjuntores, etc) Em regime de operação, medições de variáveis elétricas.aspectos de comportamento de fontes,cargas, capacitores, filtros, etc.

7 Objetivos da monitoração (e medições) da Qualidade de Energia Dados estatísticos da QE Contratos e atendimento a especificações QE ( compliance ) Solução de problemas de QE Ações corretivas

8

9 Os principais fenômenos de QE - IEEE Transientes: duração típica de 50ns até > 1ms (impulsivos) ou 5 s à 50 ms (oscilatórios) Variações de curta duração 0,5 ciclo até 1 minuto

10 Modulo 8 - Prodist

11 Variações de longa duração Interrupções: >1min; 0,0 pu Subtensões: >1min; 0,8 a 0,9 pu Sobretensões:>1min; 1,1 a 1,2 pu Desbalanceamento de Tensão V0/V1; V2/V1 deformação de forma de onda Harmônicos e inter-harmônicos Vo l t s 1 Ø Voltage, 2,08 4,17 6,25 8,34 10,42 12,51 14,59 ms ec

12 Ruido de alta frequencia Fonte:IEEE Variação de freqüência: < 10s balanço entre geração e carga. Operação de grandes blocos de carga ou saída de geradores.incomum em sistemas interligados Flutuação de tensão: <25 Hz; intermitente; 0,1 a 7% cargas com variação de corrente, especialmente de componente reativa flicker

13 Valores médios, integrados como demanda em intervalos de 15 min ou FP em 1 hora Análise de potência e Tensões integradas em alguns ciclos, segundos,minutos, horas.. Domínio da frequência Medição Quantidade de Energia X Medição Qualidade de Energia Dominio do tempo Afundamentos, transientes, FO, harmônicas, etc Análise da qualidade de energia > amostras por ciclo

14 O que analisar??? Sobretudo, deseja-se conhecer o comportamento da tensão de alimentação de determinado sistema e instalação. De nada adianta SÓ conhecer a tensão, mas o que teria causado o seu comportamento (razões de fonte e carga)

15 Vínculo entre as variáveis elétricas: Q FP P f THDV THDI U I

16 Ovo ou a???????? M

17 fonte carga M

18 fonte Ih Ih carga M

19 Como entender o jogo???

20 Relações de dependência das VE s V I Q P THDV THDI Possível causa Carga Fonte Ressonân cia Efeito normal de CR

21 Algumas razões para monitoração da qualidade de energia 1 CAPACITORES TRAFO PRINC PAINEL GERAL TRAFO 2 local razões PAINEL DISTRIB 1 Visão geral-aspectos de fonte e carga 2 Ressonância 3 Entrada Condicionador 2 T ISOL / UPS carga CARGA ETI

22 Como analisar? Qual instrumento? R$ 50,00 a R$ ,00

23 !!!!!!!!!!

24 Voltage Voltage Taxa de aquisição de dados 100% Evento em 64 amostras por ciclo Afundamento? -100% 100% -100% Mesmo evento com 1,024 amostras por cilco Transientes!

25 Média vs. Monitoração rápida Normas recomendam períodos médios para os parâmetros O que se pode obter com as médias?: Poucos recursos necessários, como pouco espaço para armazenamento de dados. Mais leituras Informações similares em todos analizadores. O que causam as médias : Informações importantes e vitais com aspectos de QE ficam escondidas Sem condições de entendimento da rede e propagação dos eventos

26 Média vs. Monitoração rápida Fonte: SINTEF Energy Research, Norway Resultados diferentes: v Média de 10 minutos =Tensão está abaixo de 207V 3.5% do tempo (nominal 230V menos 10%) v Média de 1 minuto = Tensão está abaixo de 207V 28% do tempo. v Monitoração ciclo a ciclo da tensão RMS é essencial para especificar soluções

27 Monitoração rápida dos parametros rms em sistema de solda industrial IEC instructs: 10/12 Cycle averaging Current [A] Voltage [V] Voltage IEC one voltage drop 14v, 70 cycles Current Sliding Window Average one voltage drop 17v, 70 cycles Cycle Cycle-by Cycle 5 different voltage drops 17-23v, 11 cycles Fixed Average Fixed Average Sliding Window Average Sliding Window Average Cycle Current Cycle Voltage

28 Análise da propagação de eventos Voltage 100% 90% Segundo Evento Primeiro Evento 80% Primeiro Evento Segundo Evento

29 Análise Multiponto Tempo de propagação Voltage Time synchronization allows time delay analysis 00% 90% 80% First Event 0.1 Sec/Div

30 Aspectos de Trigger e registro de eventos Porque registrar todas as situações e não somente os eventos Nominal 230kV todos os valores entre -2% - +6%

31 Monitoração estendida de QE Longos períodos de aquisição continua,sem limitação de memória. Memória interna evita problemas de comunicação Alta taxa de aquisição e gravação Aquisição de todos os parâmetros possíveis (incluindo tensões de sequência positiva e negativa, desbalanceamento, flicker, etc) Monitoração simultânea multiponto com sincronização em tempo

32 Tendências em normas de QE Vários países estão modificando padrões para melhorar qualidade de poder de rede (maior restrição). Exemplos: Noruega (Departamento de Recursos de Água e Energia): Reduz o calculo da média dos períodos de 10 minutos para 1 minuto 100% de nível de compliance (comparado a 95% em EN 50160). Agência Reguladora Húngara: Cálculo da média a cada período de 3 segundos

33 O Ministério da Saúde aconselha: Medições erradas podem causar problemas

34 ALGUMAS POSSIBILIDADES? Vai uma medição aí, Bonitão

35 Medições e análises em síntese Domínio do tempo e frequência Tempo de Aquisição, resolução e integração Conhecer as variáveis que se desejam medir Inter-relação entre as variáveis elétricas Regime de operação típico Metodologia adequada Medição instantânea X perfil Memória, trigger, capacidade de armazenamento Inter relação de variáveis elétricas dicas do que está acontecendo

36 Falta de gravação de tensão fase-terra L-L Voltages [kv] L-N Voltages [kv] Limites de medição aplicáveis pela EN VLL em conexão delta. O evento não poderia ser observado em medição VLL Fonte: Curto circuito entre a fase azul e terra Resultado: Gravação fase a terra possibilita enxergar o que ocorreu Cycles / Div, Total 60 Cycles

37 L-L L-L L-L Falta de gravação de todos os parâmetros Conclusão para 16 cycles: Afundamento Fase-Fase Informações insuficientes para identificar as fontes Elspec PQSCADA Investigator Volts, L-N [kv] Volts, L-L [kv] Volts, L-N [kv] Volts, L-N [kv] :33: :33:50.278

38 L-L L-L L-L (Zoom-Out) 1 segundo de informação revela dois eventos seqüenciais Elspec PQSCADA Investigator Volts, L-N [kv] Volts, L-L [kv] Volts, L-N [kv] Volts, L-N [kv] :33: :33:50.771

39 Acrescimo de informação L-N Com a Tensão V-LN revela-se a causa Elspec PQSCADA Investigator Volts, L-N [kv] Volts, L-L [kv] Ground Fault (A phase) higher potential between the other phase to the ground (B phase) causes another ground fault Another Ground Fault? :33: :33:50.771

40 Current [A] Seqüência de eventos Verifica-se o religamento das cargas após o primeiro evento, causando um segundo evento. Elspec PQSCADA Investigator 22 Volts, L-N [kv] Volts, L-L [kv] Volts, L-N [kv] Monitoração da corrente adiciona nova informação :33: :33:50.771

41 Queda de Tensão em área industrial Queda de tensão com subida de corrente > evento a jusante(?????) Analise em 16 ciclos Elspec PQSCADA Investigator Volts, L-N [kv] Currents [A] Volts, L-L [kv] Currents [A] Freq. [Hz] waveforms sampling

42 Logging continuo 300 ciclos contínuos (Zoom-Out) A variação da frequência indica problemas em fonte externa Elspec PQSCADA Investigator Freq. [Hz] Currents [A] Volts, L-N [kv] Currents [A] Volts, L-L [kv] :36: Seconds :36:23.893

43 Ciclos (Zoom-Out) A corrente varia antes e depois do evento Elspec PQSCADA Investigator Volts, L-L [kv] Freq. [Hz] Currents [A] : minuets 45:08.867

44 ciclos (Zoom-Out) Pode-se observar que a variação de corrente é típica no site Elspec PQSCADA Investigator Volts, L-L [kv] Freq. [Hz] Currents [A] :58: More then 1 hour 18:16:22.235

45 Evento de larga escala Os sites estão localizados a 62km e 54km Tensão e Frequencia aparecem exatamente iguais Corrente cai durante o evento. 116km km 54km Freq. [Hz] Currents [A] Volts, L-L [kv] Elspec PQSCADA Investigator :08: :24:21 Volts, L-L [kv] Freq. [Hz] Currents [A] :08:42 Elspec PQSCADA Investigator :24:21 Freq. [Hz] Currents [A] Volts, L-L [kv] :58: Elspec PQSCADA Investigator 18:16:22.235

46 Disponibilidade de conhecimento Acertabilidade 100% Controllers Fontes de informação: Medições contínuas das informações Power meters disponíveis o tempo todo em 1024 amostras/ciclo Educated guess Com tecnologia de compressão de arquivos Source of Information Educated guess 0% Quando O que De onde Porque O que fazer Conhecimento

47 Cycle-cycle trend view 300 k V A r 275 Gerador 1500 kva integração ciclo a ciclo I(A ) V :19:11:960 16:19:17:657 16:19:23:353 16:19:29:49 Estimated time Domínio do tempo

48 I ( A ) [ e 9 ] I W a v e f o r m G ra p h 6 7 C y c l e ( s ) W a v e f o r m G r a p h C y c l e ( s ) V L L 0 V L L V L N V L N [ e 2 5 ] I ( A ) [ e 9 ] W a v e f o r m G ra p h 6 7 C y c l e ( s ) I ( A ) W a v e f o r m G ra p h C y c l e ( s ) V L L 0 V L L V L N V L N [e 1 5 ] Amostra de Formas (??) de ondas

49 Em 03 de Julho 2009 Desligamento de Angra I