ADEQUAÇÃO DE UM ANALISADOR DE ENERGIA CONVENCIONAL À LEGISLAÇÃO BRASILEIRA NO CONTEXTO DA QUALIDADE E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

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1 ADEQUAÇÃO DE UM ANALISADOR DE ENERGIA CONVENCIONAL À LEGISLAÇÃO BRASILEIRA NO CONTEXTO DA QUALIDADE E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Nome dos autores: Jeyson Carlos Hashimoto de Medeiros 1 ; Sergio Manuel Rivera Sanhueza 2 ; 1 Aluno do Curso de Engenharia Elétrica; Campus de Palmas; jchashimoto_22@hotmail.com PIVIC/UFT 2 Orientador(a) do Curso de Engenharia Elétrica; Campus de Palmas; sergiorivera@uft.edu.br RESUMO Os analisadores de energia elétrica são equipamentos eletrônicos capazes de gravar em sua memória grandezas elétricas por um período de tempo, para que possam ser avaliadas posteriormente com o uso de um programa computacional do próprio fabricante do analisador. Muitos deles não são de fabricação nacional ou estão desatualizados e, portanto não emitem laudos conforme a legislação brasileira (PRODIST módulo 8 ), o que os tornam não suficientes para determinadas tarefas. Diante disso, este trabalho tem por objetivo promover a análise da qualidade da energia elétrica através de procedimentos práticos em instalações elétricas prediais e/ou industriais, e elaboração de programas computacionais genéricos que utilizam os dados fornecidos pelo analisador, focando as normas e recomendações nacionais vigentes. Será feita a analise da tensão em regime permanente, e da taxa de distorção harmônica total da instalação, através de gráficos (no domínio do tempo) que comparam os valores reais aos nominais, e por um laudo que enquadra os parâmetros de acordo com a norma. Palavras-chave: Qualidade da Energia Elétrica; Analisador de Energia; Programas Computacionais. INTRODUÇÃO Atualmente no mercado existem vários tipos de analisadores, dos mais simples aos mais completos. Estes equipamentos são capazes de armazenar grandezas elétricas referentes ao consumo do usuário, de um dado ponto na rede, por um longo período. Muitos deles não são de fabricação nacional e, portanto não emitem laudos conforme a legislação brasileira, o que os tornam não suficientes para determinadas tarefas. Cabe ressaltar ainda que um analisador de fabricação nacional pode não emitir laudos conforme a legislação vigente, pois as normas e portarias da ANEEL sempre estão sujeitas a alterações. No entanto, por serem equipamentos

2 providos de memória, os dados gravados podem ser extraídos em um arquivo. De posse do arquivo de saída é possível elaborar um programa computacional que insira os dados numéricos fornecidos pelo analisador e assim forneça laudos conforme a legislação brasileira. Além de emitir laudos conforme as normas nacionais, isto possibilita economia quando há mudança nas normas, pois em muitas vezes os analisadores se tornam ultrapassados perante a legislação, mas não em termos técnicos, o que obriga os usuários a adquirir outro equipamento apesar de terem um analisador em bom estado. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizados os seguintes materiais: Analisador de energia (Minipa ET 5060C); Multímetro digital. Software livre OCTAVE. Cabe ressaltar que estes equipamentos estão disponíveis no laboratório de circuitos e medidas elétricas. O multímetro digital foi utilizado para conferência inicial dos níveis de tensão e corrente nos pontos onde foi acoplado o analisador de energia. Os dados obtidos do analisador de energia Minipa ET-5060C, que fornece um arquivo com extensão txt, foram utilizado pelo programa escrito em OCTAVE. Os dados extraídos do analisador de energia foram obtidos graças a diversas medições anteriormente realizadas em diferentes pontos de instalação da rede de energia na Universidade Federal do Tocantins, campus de palmas. As medições aptas a serem utilizadas pelo programa apresentavam, pelo menos, 1008 amostras (no caso de mais de 1008, foram consideradas as primeiras 1008 amostras), e um intervalo de interação de 10 minutos entre cada amostra, respeitando os critérios do PRODIST. Tendo em posse os dados foi elaborado um programa em OCTAVE que trabalha de forma genérica, ou seja, capaz de analisar as amostras de diferentes pontos de instalação. A primeira parte do programa consistiu em fazer a leitura dos dados do arquivo de texto, o qual deve ter o nome informado pelo usuário, e comparar os valores instantâneos da tensão real, com os limites estabelecidos pela norma nacional para tensão nominal inferior ou igual a 1 kv, calculando o numero de amostras nas faixas adequada, precária ou crítica.

3 Posteriormente foram calculados os índices DRP e o DRC para cada fase através das seguintes expressões: Fig.1 Fórmulas para o cálculo do DRC e DRP segundo o PRODIST módulo 8. Os valores nlp e nlc são respectivamente o número de leituras que se enquadram na faixa precária e crítica. O maior valor dentre as fases para o DRP e DRC foi considerado o valor da unidade consumidora. Ao fim o programa gerou gráficos dos dados extraídos do analisador (tensão e distorção harmônica total) e respectivos limites no tempo, para cada fase, e um laudo com extensão.doc, o qual faz uma análise da tensão em regime permanente através dos índices DRP e DRC calculados e os limites impostos pela legislação, e da distorção harmônica total através do índice DRVh (Duração Relativa de Transgressões da Taxa de Distorção Harmônica Total de Tensão), o qual determina a quantidade percentual de amostras de taxa de distorção harmônica total (DTT) que ultrapassam o limite. RESULTADOS E DISCUSSÃO Após a análise computacional, os gráficos gerados para uma fase de uma das medições, estão apresentados a seguir: Fig.2 DTT (azul) e limite (vermelho) para fase1. O gráfico das figura 2 apresenta a distorção harmônica total na tensão para as fase 1 e os respectivos limites, em função do tempo. Logo proporcionam a vantagem de se observar os

4 exatos momentos, usando a ferramenta zoom no Octave, em que ocorreram as transgressões do limite (neste caso não ocorreu) e os picos de distorção, ou seja, que houve entrada de carga não linear no sistema e seu impacto na DTT. Fig.3 Tensão (azul) e limites de Transgressão Precária (preto) e Crítica (vermelho) para fase1 O gráfico da figura 3 apresentam a tensão de alimentação da fase 1 e os respectivos Limites de Transgressão Precária (LTP) e Crítica (LTC), em função do tempo. Similarmente ao descrito anteriormente, é possível e bem vantajoso se observar os exatos instantes de maior variação da tensão com relação ao valor nominal e os momentos de transgressão dos limites. Também foi gerado para mesma medição um laudo, com extensão.doc, indicando se os dados de tensão em regime permanente e de DTT estão aceitáveis segundo a norma, com data do dia que foi gerado e nome do consumidor. CONCLUSÃO Os gráficos de distorção harmônica possibilitam uma visualização dos horários de valores mais elevados, ou seja, quando há uma maior quantidade de carga não linear, possibilitando assim a identificação dessas cargas através de uma comparação dos horários e rotinas do ambiente. Sabendo o tipo de carga e o nível de distorção que está causa na rede, uma melhor solução pode ser encontrada. Similarmente pode ser feito com os gráficos de tensão, onde se obteve os momentos de transgressão na faixa crítica e precária, e posteriormente se encontrar os causadores. O laudo gerado proporciona de forma mais clara e acessível para o consumidor uma descrição da Qualidade de Energia Elétrica em termos da Tensão em Regime Permanente e da Distorção Harmônica Total da Tensão, quantificando estes valores, e enquadrando-os fora ou dentro da norma.

5 Logo o programa conseguiu adaptar dados obtidos do analisador de energia segundo a norma nacional vigente, com capacidade de quantizar o problema, analisar segundo os padrões da ANEEL, e auxiliar na localização do(s) causador (es). LITERATURA CITADA 1 Tofoli, F.,L. Contribuições para a indicação da performance da qualidade da energia elétrica sob o enfoque de harmônicos e reativos Dissertação de Mestrado, UFU, Uberlândia MG, Março, Santos, A. C. D., Desempenho de Fontes Lineares e Chaveadas no Contexto da Qualidade da Energia Elétrica, Dissertação de Mestrado, UFU, Uberlândia MG, Setembro, Castillo, Bismarck C., Desempenho de Aparelho Condicionador de Ar no Contexto da Qualidade da Energia Elétrica, Dissertação de Mestrado, UFU, Julho de SANHUEZA, S. M. R., TOFOLI, F. L., GUIMARAES, G. C., Oliveira J. C. Analysis and Evaluation of Residential Air Conditioners for Power System Studies. IEEE Transactions on Power Systems., v.1, p.1 -, Roland CALVAS, Les perturbations électriques en BT, Cahier Technique Schneider Electric n 141, Maio Lisa M. Anderson, Kenneth B. Bowes, The Effect of Power-Line Disturbances on Consumer Electronic Equipment, IEEE Transaction on Power Delivery. 7 IEEE Std : Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL), Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST) Módulo 8. Janeiro OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA ELÉTRICO (ONS), Procedimentos de Rede Submódulo 8.1., Junho AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL), Resolução normativa nº de Setembro AGRADECIMENTOS "O presente trabalho foi realizado com o apoio da UFT"