FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA Introdução A questão do fornecimento de energia elétrica é de suma importância para um funcionamento adequado de equipamentos eletro-eletrônicos. Assim sendo, cabe ao poder concedente zelar pela qualidade da energia elétrica que será entregue aos consumidores. Isso é obtido através da emissão de leis que estabeleçam os critérios que as concessionárias de energia elétrica devem cumprir, bem como os deveres de todos os consumidores. Atualmente o fornecimento de energia elétrica é regido pela Resolução 456/00 da ANEEL que substituiu a Portaria 466/97 do antigo DNAEE (Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica). Entre os assuntos tratados nessa Resolução da ANEEL encontra-se: pedidos de fornecimento de energia elétrica; limites de fornecimento em termos de demandas requeridas e níveis de tensão; ponto de entrega de energia; consumidor e a unidade consumidora; classificação e cadastro dos consumidores; contrato de fornecimento; alteração de carga; calendário; leitura e faturamento; opções de faturamento; conta e seu pagamento; acréscimo moratório; suspensão do fornecimento; responsabilidades; religação; taxas de serviço; fornecimento provisório. Algumas das definições mais importantes da Resolução 456 são apresentadas a seguir: consumidor: pessoa física jurídica que solicita à concessionária o fornecimento de energia elétrica e assume a responsabilidade pelo pagamento das faturas e demais obrigações fixadas em normas e regulamentos da ANEEL; consumidor livre: consumidor que pode optar pela compra de energia elétrica junto a qualquer fornecedor, conforme legislação e regulamentos específicos; concessionária permissionária: agente titular de concessão permissão federal para prestar o serviço público de fornecimento de energia elétrica; fatura de energia elétrica: nota fiscal que apresenta a quantia total que deve ser paga pela prestação de serviço público de energia elétrica, referente a um período específico; potência instalada: soma das potências nominais dos equipamentos instalados na unidade consumidora e em condições de entrar em funcionamento; demanda: média das potências elétricas ativas reativas, solicitadas ao sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de tempo especificado. ponto de entrega: ponto até o qual a concessionária se obriga a fornecer energia elétrica; Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 1
ramal de ligação: compreendido entre o ponto de derivação da rede da concessionária até o ponto de entrega; A Figura 1 apresenta um exemplo de ponto de entrega e ramal de ligação de um consumidor atendido em baixa tensão. Figura 1: Atendimento de consumidor em baixa tensão. Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 2
Tensões de Fornecimento. A Resolução 456/00 estabelece que compete a concessionária fixar os valores de tensão de fornecimento, desde que respeitado o seguinte: a unidade consumidora será atendida em tensão secundária quando sua carga instalada for igual inferior a 75 kw; a unidade consumidora será atendida em tensão primária de distribuição inferior a 69 kv quando sua carga instalada for superior a 75 kw e a demanda contratada, estimada pelo interessado, for igual inferior a 2.500 kw; a unidade consumidora será atendida em tensão de distribuição igual superior a 69 kv quando sua demanda contratada, estimada, for superior a 2.500 kw. Atendimento em Tensão Primária de Distribuição. Como previsto na Resolução 456/00, sempre que a potência instalada de um consumidor superar 75 kw seu atendimento deverá ocorrer em tensão primária de distribuição. Para que isso seja possível, a concessionária exige a construção, por parte do consumidor, de postos primários, locais onde devem ser instalados os equipamentos de medição, proteção e transformação. No caso específico da cidade de São Paulo, a Eletropaulo, concessionária responsável pelo atendimento da capital paulista, permite a existência de dois tipos de postos primários: os convencionais e os simplificados Os postos convencionais têm a obrigatoriedade de possuir medição no lado de alta tensão (13,8 kv superior) e proteção geral através de disjuntor com religamento automático. A Figura 2 apresenta o esquema de um posto primário convencional. Entradas consumidoras que contam com apenas um transformador trifásico de no máximo 225 kva podem ser atendidas por postos primários simplificados. Nestes postos simplificados a medição é efetuada em baixa tensão e a proteção, no lado de alta tensão, pode ser realizada por meio de fusíveis, economizando-se o disjuntor geral e os relés. A Figura 3 apresenta o esquema de um posto primário simplificado. Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 3
Figura 2: Exemplo de Posto Primário Convencional. Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 4
Figura 3: Exemplo de Posto Primário Simplificado. Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 5
Atendimento em Tensão Secundária de Distribuição. O fornecimento de energia elétrica em tensão secundária varia de concessionária para concessionária. Por exemplo, a Eletropaulo adota os seguintes padrões para as ligações em baixa tensão: modalidade a uma fase e neutro (dois fios) potência instalada de até 4 kw (desde que não haja instalação de chuveiro torneira elétrica); modalidade b: duas fases e neutro, quando existir (2 3 fios) potência instalada de até 75 kw, em sistema originado de delta com neutro, potência instalada de até 20 kw, em sistema originado de estrela; modalidade c: três fases e neutro: potência instalada de até 75 kw e existência de cargas trifásicas. Os níveis de baixa tensão de fornecimento variam de acordo com as ligações do secundário dos transformadores. De uma maneira geral, pode-se considerar a existência de três grandes sistemas no estado de São Paulo: Sistemas 120/208 V, 127/220 V e 220/380 V: estes sistemas são obtidos com ligação em estrela com neutro no secundário dos transformadores de distribuição, conforme mostrado na Figura 4. As tensões entre fase e neutro são os valores mais baixos (120, 127 e 220 V) e as tensões entre fase e fase são de valor mais elevados (208, 220 e 380 V). Figura 4: Secundário do transformador ligado em estrela com neutro. Fase A Fase B U fase Fase C Neutro Sendo: U fase - tensão entre fase e neutro - 120, 127 e 220V - tensão entre duas fases - 208, 220 e 380 V Sistemas 110/220 V e 115/230 V: são obtidos a partir de transformadores monofásicos agrupados em forma de triângulo, sendo que um neutro é fixado no triângulo, conforme mostrado na Figura 5. As tensões entre fase e neutro são os valores mais baixos (110 e 115 V) e as tensões entre fase e fase são de valor mais elevados (220 e 230 V). Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 6
Figura 5: Secundário do transformador ligado em delta com aterramento. Fase A U fase Fase B Neutro Sendo: U fase - tensão entre fase e neutro: 110 e 115 V; - tensão entre fases: 220 e 230 V Fase C Sistema 220 V: este sistema é obtido com ligação em estrela sem neutro no secundário dos transformadores de distribuição, conforme mostrado na Figura 6. Assim, o valor de 220 V é obtido entre duas fases. Figura 6: Secundário do transformador ligado em estrela sem neutro. Fase A Fase B - tensão entre duas fases - 220 V Fase C O cálculo da carga instalada de um consumidor atendido em tensão secundária é muito importante pois determina o tipo de fornecimento, relacionando o número de fases e neutro. Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 7
A medição em instalações atendidas em baixa tensão deve ser instalada dentro da propriedade do consumidor, podendo ser individual agrupada em caixas específicas (por exemplo em prédios de apartamentos). Critérios de queda de tensão na rede até o ponto de entrega. Até 2001, o instrumento legal que regulava a queda de tensão em redes elétricas era a Portaria 047/78 do DNAEE, com algumas atualizações ditadas pelas portarias 04/89 e 091/90. Em novembro de 2001, a ANEEL edit a resolução 505 que pass a ser a lei que regulamenta a queda de tensão nas redes elétricas. Esta resolução classifica os limites de variação de tensão em três situações: tensão adequada; tensão precária; tensão crítica. Cabe ao consumidor o direito de exigir da concessionária medições sempre que considerar que sua tensão de fornecimento está fora do nível considerado adequado. A Resolução também estabelece um padrão de tensões para todo país. A partir de 2005 alguns níveis de tensão deverão deixar de existir, passando a vigorar somente as chamadas tensões padronizadas. As Tabelas 1 e 2 a seguir apresentam os critérios para a classificação das tensões. Tabela 1: Classificação das tensões nominais padronizadas. Tensão Nominal [TN} Tipo de Volts ligação Trifásica 220/127 380/220 Monofásica 254/127 440/220 Faixa de Valores Adequados das tensões de leitura [TL] em relação à TN 0,91 TN TL 1,04 TN Faixa de Valores Precários das tensões de leitura [TL] em relação à TN 0,86 TN TL 0,91 TN 1,04 TN TL 1,06 TN Faixa de Valores Críticos das tensões de leitura [TL] em relação à TN TL < 0,86 TN TL > 1,06 TN Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 8
Tabela 2: Classificação das tensões nominais não padronizadas. Tensão em Extinção [TE] Tipo de Volts Ligação Trifásica 208/120 Faixa de Valores Adequados das tensões de leitura [TL] em relação à TN 0,94 TN TL 1,10 TN Faixa de Valores Precários das tensões de leitura [TL] em relação à TN 0,91 TN TL 0,94 TN 1,10 TN TL 1,12 TN Faixa de Valores Críticos das tensões de leitura [TL] em relação à TN TL < 0,91 TN TL > 1,12 TN 230/115 0,92 TN TL 1,05 TN 0,90 TN TL 0,92 TN 1,05 TN TL 1,10 TN TL < 0,90 TN TL > 1,10 TN Monofásica 240/120 0,90 TN TL 1,04 TN 0,86 TN TL 0,90 TN 1,04 TN TL 1,06 TN TL < 0,86 TN TL > 1,06 TN Qualidade de Energia Elétrica O conceito atual de qualidade de energia foi desenvolvido fundamentalmente na década de 1990, e está associado a uma jurisprudência americana que apont o fato do fornecimento de energia elétrica estar vinculado a um ponto de entrega e, como conseqüência, deve ser considerado como uma entrega de um produto e não como uma prestação de serviço. Disto decorre a necessidade da definição clara e objetiva da qualidade do produto eletricidade e do fornecimento do produto dentro de padrões resultantes de um acordo entre fornecedores e consumidores. Sua primeira manifestação no Brasil parece ter ocorrido nos cursos do EPRI/CEPEL em 1991, onde foram tratados casos de processos industriais sensíveis, tipificados pela industria de papel sensível às variações instantâneas de tensão, conhecidas em inglês como sags e swells. Para se medir a qualidade de energia elétrica, o agente regulador deve estabelecer indicadores que retratem o sentimento do cliente quanto ao produto que está recebendo. Estes indicadores devem, também, ser de fácil apuração pelos concessionários. Os resultados precisam ser constantemente comparados com padrões estabelecidos pelo regulador, e punições devem ser impostas aos concessionários que não atenderem um mínimo grau de qualidade. Pode-se analisar o conceito de qualidade de energia elétrica através de três enfoques principais: qualidade do produto; qualidade do serviço; e qualidade comercial. A qualidade do produto refere-se as condições específicas do produto energia elétrica. Basicamente pode-se considerar, nesta análise, padrões técnicos relativos a tensão, freqüência e forma de onda. Uma energia para ser de boa qualidade deve apresentar tensões e freqüências constantes e uma forma de onda basicamente senoidal, seja, sem distorções harmônicas. Alguns dos principais indicadores da qualidade do produto energia elétrica são: Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 9
nível de tensão: valor eficaz da tensão no ponto de entrega do consumidor; função distribuição de tensão: apresenta a distribuição de ocorrências do nível de tensão. Seu objetivo é identificar a quantidade de ocorrências que se situem fora dos limites adequados; freqüência equivalente de violação de tensão: exprime o número de vezes que o nível de tensão foi violado em relação a um certo grupo de consumidores; distorção harmônica: é a distorção na forma do sinal de tensão corrente alternada causada por harmônicos. A qualidade do serviço está diretamente relacionada a operação e manutenção do sistema elétrico. Assim, este aspecto da qualidade procura estabelecer níveis aceitáveis de interrupções, programadas não, as quais os consumidores estão sujeitos. É um fator diretamente ligado ao gerenciamento do sistema elétrico, a qualificação profissional dos trabalhadores envolvidos nas tarefas diárias de uma empresa de energia elétrica e a existência de um canal eficiente de comunicação para os consumidores informarem sobre eventuais defeitos e também serem comunicados da ocorrência de desligamentos programados. Alguns dos indicadores que demonstram o nível do serviço de uma empresa de energia elétrica são: tempo médio de atendimento (TMA): reflete o tempo médio que uma determinada concessionária gasta para restabelecer o fornecimento de energia após a ocorrência de um defeito; duração equivalente por consumidor (DEC): mostra o tempo que cada consumidor de um certo grupo fic, em média, sem atendimento de eletricidade; freqüência equivalente por consumidor (FEC): exprime o número de interrupções, em média, que cada consumidor de um certo grupo sofreu; duração de interrupção individual (DIC): mostra o tempo que um determinado consumidor foi privado de energia elétrica; freqüência de interrupção individual (FIC): exprime o número de vezes que um determinado consumidor fic sem eletricidade. Percebe-se, então, que a qualidade do serviço leva em conta tanto ocorrências coletivas quanto individuais. Isso permite um melhor controle dos defeitos e possibilita um melhor atendimento ao cliente. O conceito de qualidade comercial tem a ver, entre tros fatores, com cobranças indevidas, atendimento de novos clientes, perdas comerciais, ocorrência de fraudes, ressarcimentos por danos, tempo para religação. É uma questão que pode refletir diretamente na imagem e credibilidade da empresa. Alguns indicadores que controlam a qualidade do atendimento comercial de uma empresa de eletricidade são: revisão de faturamentos por reclamações procedentes (RFR): exprime o número de cobranças indevidas realizadas pela empresa de energia elétrica; tempo médio de ligação nova em baixa tensão (TML): mostra o tempo médio que a concessionária gasta para ligar um novo cliente; tempo médio de religação em baixa tensão (TMR): exprime o tempo gasto para religar um cliente após o acerto das pendências que conduziram ao corte da energia. Todos esses indicadores de qualidade são comparados com padrões fixados pelo agente regulador. A transgressão desses limites causa aplicação de penalidades às empresas infratoras. Essas penalidades se traduzem em multas que devem ser pagas ao consumidor, em caso de violação de indicador individual, para o agente regulador, em caso de violação de indicadores coletivos. Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 10
Falar em qualidade de energia elétrica de forma equânime para todos os tipos de clientes é uma prática que pode acarretar o surgimento de novos problemas. Deve-se levar em consideração as particularidades dos diferentes clientes. Por exemplo, consumidores industriais precisam de elevados níveis de confiabilidade do fornecimento de eletricidade, além de baixas distorções na sua energia. Já os moradores das áreas rurais têm necessidades mais simples, estão interessados em contar com luz elétrica em suas residências. Esta é uma questão que necessita ser levada em consideração pelos agentes reguladores. Cálculo de DEC e FEC. Dois dos indicadores mais importantes são o DEC e o FEC. A metodologia de cálculos desses indicadores foi fixada na Portaria 047 do DNAEE e desde então vem sido empregada. Esses indicadores retratam a falta de energia coletiva em uma certa região e podem ser calculados pelas seguintes relações: DEC = n i= 1 Ca( i) t( i) ; Cs FEC = n i= 1 Ca( i) Cs DEC = Duração Equivalente de interrupção por unidade Consumidora em um determinado período [h]; FEC = Freqüência Equivalente de interrupção por unidade Consumidora em um determinado período; Ca(i) = número de consumidores, do conjunto considerado, atingidos pela interrupção (i); t(i) = tempo de duração da interrupção (i), em horas; Cs = número total de consumidores do conjunto considerado. Para cada região atendida pelas concessionárias, a ANEEL fixa valores máximos para o DEC e FEC. Caso esses valores máximos sejam superados, a concessionária fica sujeita ao pagamento de multas ao poder concedente. Também, a ANEEL prevê uma redução gradativa dos valores de DEC e FEC, buscando sempre uma melhora na qualidade da energia elétrica. Exemplo: Um alimentador conta com dois transformadores atendendo consumidores como indicado na figura seguinte: SE Alimentador Transformador 1 Transformador 2 125 consumidores 80 consumidores Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 11
dias): A Tabela seguinte apresenta as interrupções sofridas no período de um mês (30 Transformadores interrompidos Duração (horas) 1 0,7 1, 2 0,4 2 1,3 1 0,45 Com bases nessas informações, calcule o DEC e o FEC deste alimentador para este período. DEC = O DEC pode ser calculado por: n i= 1 Ca( i) t( i) DEC = Cs n i= 1 Já o FEC pode ser calculado por: FEC = n i= 1 Ca( i) DEC = Cs Solução. 125 0, 7 + ( 125 + 80) 0, 4 + 80 1, 3 + 125 0, 45 DEC = 1,61 [h] n i= 1 FEC = 2,61 125 + 80 125 + ( 125 + 80) + 80 + 1252 125 + 80 Professor Luiz Henrique Alves Pazzini 12