SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DE PEDIDO DE RESSARCIMENTO POR DANOS EM APARELHOS ELETROELETRÔNICOS Marcus V. B. Mendonça, Isaque N. Gondim, Carlos E. Tavares, José Carlos de Oliveira, Antônio Carlos Delaiba, Jonmil M. Borges*, Edélcio. A. Martins*, Claudinei J. de Ávila * Universidade Federal de Uberlândia, Faculdade de Engenharia Elétrica, Uberlândia MG, borgesmarcus@yahoo.com.br, nig_eng@yahoo.com.br, cetavares@eel.ufu.br, jcoliveira@ufu.br, delaiba@ufu.br * CEMIG Distribuição S. A., jonmil@cemig.com.br, Edélcio.Martins@cemig.com.br, daxcja@cemig.com.br Resumo - Este artigo tem por objetivo avaliar os resultados obtidos para um estudo de caso de indenização por danos em um aparelho eletroeletrônico. A investigação corresponde a um pedido direcionado a CEMIG Distribuição S.A., Triângulo Mineiro. Os trabalhos são conduzidos através do emprego de um aplicativo computacional elaborado essencialmente para subsidiar as análises de ressarcimento de consumidores. São indicados os principais fenômenos encontrados aos quais seriam atribuídos os efeitos, os principais equipamentos contemplados nos pedidos de indenização, escolhido um caso real para análise e, por fim, aplicada a metodologia computacional desenvolvida e seus resultados comparados com o parecer emitido pela empresa. Palavras-chaves - Aplicativo computacional, Qualidade da energia, Ressarcimento de danos, Simulação de ocorrências. COMPUTATIONAL SIMULATION OF REFUNDING REQUEST FOR DAMAGE ON ELECTRONIC EQUIPMENTS Abstract -1This paper aims to evaluate the results associated to a real case study of refunding request due to damages occurred in a TV equipment belonging to a specific consumer. The work focuses the use of a computational tool specially developed to provide means to serve as guide line to a final decision to be given by the local power authority (CEMIG). The general idea consists in reproducing an abnormal problem related to a sequence of system switching owing to emergency maneuvers. The effect is then propagated throughout the electrical distribution network until it reaches the final consumer and its electronic device. By comparing the phenomenon thermal and dielectric impacts to the device withstand limits it is then possible to verify the relationship between the effect and the equipment limits. The program result is then compared to the decision taken by the distribution utility. Keywords - Power Quality, Refunding Request, Occurrence Simulation Software I. INTRODUÇÃO As mudanças ocorridas no setor elétrico nos últimos tempos, aliadas a uma maior informação dos consumidores quanto aos seus direitos e a utilização maciça de dispositivos mais sensíveis à qualidade da energia elétrica de suprimento [1] denotam, na atualidade, que a área conhecida por PID Pedidos de Indenização por Danos se apresenta como tema de grande importância no âmbito das concessionárias de energia. De fato, a ocorrência de fenômenos advindos da natureza e outros, somados a ação de dispositivos de proteção e/ou manobra, têm ocasionado impactos que podem ser determinantes na operação dos mais diversos equipamentos que compõem os seguimentos industriais, comerciais e residenciais de consumidores [2]. Sob a ação destes fenômenos, os aparelhos elétricos podem vir a operar de maneira inadequada ou, em casos extremos, os mesmos podem até mesmo sofrerem danos físicos que exigem uma pronta manutenção ou reposição [3-5]. Diante deste quadro podem surgir grandes contendas entre as partes envolvidas no processo. De um lado, as concessionárias, as quais recebem estes pedidos e têm por incumbência a análise e emissão de um parecer sobre a correlação entre causas e efeitos, e de outro, os consumidores interessados numa rápida resposta dos supridores. Buscando subsídios para a matéria em pauta, um dos balizadores para as prováveis controvérsias está alicerçado nas orientações da ANEEL, nos procedimentos das empresas e, porque não dizer, na experiência e no bom senso que norteiam as soluções de conflito. Não obstante a busca pela verdade, os métodos comumente utilizados não encontram, via de regra, sustentação em princípios científicos ou técnicos e, diante desta situação, muitas vezes ocorrem incompreensões e insatisfações quanto aos pareceres finais. Neste sentido, e ainda, face ao crescente número dos pedidos de indenização e consequentes montantes financeiros envolvidos nos processos de ressarcimento [6], a busca por mecanismos fundamentados na ciência e tecnologia, que permitam conduzir, de forma isenta aos interesses individuais, a respostas consistentes, constitui-se, sem dúvidas, em grandes metas a serem alcançadas. Da argumentação acima desprende a necessidade do desenvolvimento de procedimentos sistematizados, em que pese o equilíbrio entre o emprego de recursos computacionais e aqueles atrelados com medições de campo,
os quais, uma vez combinados, podem produzir ferramentas confiáveis destinadas a balizar as decisõess das concessionárias quanto aos pedidos de ressarcimento de danos. Assim agindo, acredita-se, serão viabilizados meios para minimizar os desgastes das empresas junto aos consumidores, e ainda, o número e altos custos associados com as demandas judiciais. Neste cenário, encontra-se situado o presente artigo, o qual direciona seus esforços no sentido de avaliar os resultados obtidos por meios computacionais para um estudo de caso real de pedido de ressarcimento para posterior correlação com o parecer emitido pela empresa através de seus procedimentos tradicionais. De forma a consubstanciar a relevância do trabalho, apresenta-secom vistas à identificação das principais causas e equipamentos envolvidos nos processos aqui também, um levantamento estatístico focados. Fig. 2. Custo total de ressarcimento pago para cada equipamento elétrico. II. LEVANTAMENTO ESTATÍSTICO Na sequência, são apresentadas as informações coletadas nos processos de ressarcimento quanto às ocorrências que deram origem aos pedidos de indenização e também quanto aos equipamentos envolvidos. Tais informações são apresentadas de maneira a expor para cada produto elétrico, o montante financeiro custeado pela CEMIG Distribuição do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba, bem como as causas mais comuns. A Fig. 1 ilustra a quantidade de equipamentos que foram indenizados devido a algum distúrbio na rede elétrica da CEMIG D. Observa-se que: os televisores, computadores, aparelhos de som e DVDs vigoram como os principais produtos eletrônicos que foram objeto de ressarcimento. Fig. 3. Porcentagem de pedidos de ressarcimento deferidos para cada equipamento em relação ao custo final. A Fig. 4 quantifica as solicitações, para cada causa de fenômeno anômalo ocorrido, que originaram pedidos de ressarcimento no primeiro semestre do ano de 27. Como pode ser visto, as descargass atmosféricass e os religamentos automáticos (RA) constam como as principais causas das reclamações direcionadas à permissionária de serviços de distribuição. Fig. 1. Quantidade de equipamentos indenizados por danos. De forma complementar, as Figs. 2 e 3 mostram os custos totais dos pedidos de ressarcimento paraa cada equipamento, apenas durante o primeiro semestre de 28. Deve-se salientar que o valor total associado às indenizações é de R$ 296.343,63. Deste, percebe-se que o aparelho de TV contribuiu com valores financeiros de aproximadamente R$ 7.,, ou seja, 23% do valor total das indenizações. Fig. 4. Quantidade de pedidos de ressarcimento em relação às causas identificadas. III. AVALIAÇÃO DE UM CASO REAL Diante dos dados estatísticos encontrados pela mencionada empresa de distribuição de energia elétrica, a avaliação subsequente visa apresentar os resultados computacionais, obtidos pelo programa APR (Analisador de Pedidos de Ressarcimento), para um caso real de pedido de indenização por danos. Maiores informações a respeito do citado aplicativo podem ser encontradas em [7] e [8].
O caso sob análise corresponde a um pedido de ressarcimento suscitado por danos causados a um aparelho televisor. De acordo com o documento interno da concessionária, a ocorrência, que foi registrada e encontraria sustentação para o fato, seria um religamento automático do alimentador que atende ao cliente. Tal fenômeno teria ocorrido devido a manobras de emergência na chave fusível. À luz dos procedimentos internos, o pedido em pauta obteve, como parecer final, o deferimento da solicitação. A Fig. 5 mostra a modelagem da rede de distribuição correspondente ao ramal de alimentação ao qual o pedido de ressarcimento encontra-se afeito. TABELA V Parâmetros da Carga Carga Potência Ativa (kw) Potência Reativa (kvar) Carga 1 1 65 Carga 2 3 5 Carga 3 25 5 Carga 4 81,6 34,5 Carga 5 5,4,8 A Fig. 6 ilustra o equipamento envolvido no processo de análise de consistência de indenização (o aparelho televisor). Para tanto, seguindo as orientações detalhadas para o aplicativo em pauta (APR), realiza-se um duplo clique sobre o ícone representativo do consumidor, quando então aparece na tela, opções de quais produtos devem ser avaliados. Fig. 5. Rede de distribuição modelada no aplicativo APR. Os parâmetros elétricos envolvidos com o diagrama apresentado encontram-se disponibilizados nas Tabelas I a V. TABELA I Parâmetros da Fonte de tensão Parâmetro Valor Tensão nominal (kv) 138, Nível curto-circuito trifásico (kva) 2 89º TABELA II Parâmetros do Transformador SE Parâmetro Valor Tensões primário/secundário (kv) 138,/13,8 Potência (MVA) 25 Reatância indutiva (%) 11,73 Resistência (%) 1 TABELA III Parâmetros do Transformador DT Parâmetro Valor Tensões primário/secundário (kv) 13,8/,22 Potência (MVA) 112,5 Reatância indutiva (%) 3,5 Resistência (%) 1 TABELA IV Parâmetros dos Cabos Cabo Resistência Elétrica Reatância Indutiva (Ω/km) (Ω/km) MT 336,4,228,4165 MT 4/,355,4488 MT 4 AWG 1,774,513 BT 4 AWG 1,61,34 Fig. 6. Aparelho sob a análise de consistência do pedido de ressarcimento. Uma vez definida a rede e o equipamento objeto da investigação, o próximo passo compreende a definição das curvas de suportabilidade dielétrica e térmica que expressam os níveis máximos das solicitações de tensão e corrente que o equipamento suportaria, sem que, probabilisticamente, ocorressem danos físicos em sua estrutura construtiva e operacional. Para tanto, a mesma tela mostrada na Fig. 3 disponibiliza a entrada das informações destinadas à caracterização destes níveis, os quais serão traduzidos em equações logarítmicas ou tabelas de valores. Para fins deste artigo são utilizados os limites de suportabilidade extraídos de [3], [4] e [9]. A Fig. 7 ilustra a configuração da manobra na chave fusível no aplicativo APR, que pode ser realizada com o preenchimento do instante de ocorrência do evento. Esta chave encontra-se localizada próxima ao transformador de distribuição de 112,5 kva. Fig. 7. Configuração do instante de ocorrência do evento.
Conforme pode ser visto, o evento está atrelado a um chaveamento na fase B. Devido a isto, a manifestação subsequente ocorre no religador automático, o qual está presente a cerca de 2,7 km da subestação. A Fig. 8 mostra como foram estabelecidas as operações do religador automático para os fins da simulação computacional. Corrente [A] 6 4 2-2 -4-6 Fig. 1. Corrente na entrada do aparelho televisor sob a ação de uma manobra de emergência e consequente religamento automático no barramento de média tensão. Fig. 8. Configuração das operações do religador automático. Uma vez que o caso sob investigação encontra-se configurado e parametrizado, o passo subsequente consiste no processamento do APR de forma a obter as seguintes informações: Tensão em qualquer ponto do sistema elétrico e, de modo especial, nos terminais do equipamento sob avaliação; Corrente em qualquer ponto do sistema e, de modo particular, na entrada do equipamento sob análise; Curvas de solicitação dielétrica e térmica, obtidas a partir da tensão e corrente na entrada do dispositivo eletroeletrônico focado no pedido de ressarcimento, confrontadas com os limites adotados de suportabilidade. As Figs. 9 e 1 mostram, respectivamente, as formas de onda da tensão e da corrente observadas no ponto de conexão do aparelho televisor com a rede de distribuição durante todo o período de análise, o qual compreende: situação normal, ocorrência da falta e atuação do religador na forma de três operações. Objetivando associar os resultados que expressam as solicitações impostas pelo distúrbio com as curvas de suportabilidade do aparelho televisor, o APR produz resultados finais que se apresentam na forma evidenciada pelas Figs. 11 e 12. A primeira contempla as questões dielétricas, enquanto que a segunda destaca o desempenho térmico. Uma vez que as solicitações são diretamente correlacionadas com os níveis correspondentes de suportabilidade, os gráficos permitem, visualmente, concluir sobre a probabilidade ou não da ocorrência de danos causados pela ocorrência em questão. Vale observar que os limites admissíveis de tensão foram traçados em consonância com as três referências destacadas no artigo. Fig. 11. Análise comparativa das solicitações dielétricas diante dos níveis de suportabilidade do aparelho. 8 6 4 Tensão [V] 2-2 -4-6 -8 Fig. 9. Tensão na entrada do aparelho televisor sob a ação de uma manobra de emergência e consequente religamento automático no barramento de média tensão. Fig. 12. Análise comparativa das solicitações térmicas diante dos níveis de suportabilidade do aparelho.
Os resultados mostrados nas figuras conclusivas evidenciam que: Após o instante de 31,9 ms ocorre uma violação dos níveis de tensão admissíveis pelo equipamento eletroeletrônico no tocante às curvas de suportabilidade estabelecidas pelas referências [4] e [9]. Portanto, no que tange às questões dielétricas, fica evidenciada a possibilidade de danos físicos na forma de rompimento da isolação do equipamento; Em nenhum momento houve violação dos limites térmicos tolerados pelo equipamento. Portanto, com respeito a questões associadas com as elevações de correntes e respectivos impactos térmicos pode-se verificar que não há possibilidade de danos físicos na forma de sobreaquecimentos. Consequentemente, de acordo com os resultados das investigações realizadas através do programa desenvolvido, o APR aponta para o fato que o caso em questão está vinculado com uma solicitação procedente para o pedido de ressarcimento. Não obstante as constatações acima, os trabalhos investigativos avançaram no sentido de inserir uma situação hipotética, a qual consiste, fundamentalmente, na conexão de uma proteção na forma de pára-raios localizados do lado de média tensão do transformador de 112,5 kva, conforme esclarece a Fig. 13. Tais dispositivos foram adotados como do tipo ZnO e conectados a uma malha de terra com impedância nula. Tensão [V] Fig. 14. Tensão na entrada do aparelho televisor, considerando a existência de pára-raios num barramento de 13,8 kv. Corrente [A] 8 6 4 2-2 -4-6 -8 6 4 2-2 -4-6 Fig. 15. Corrente na entrada do aparelho televisor, considerando a existência de pára-raios num barramento de 13,8 kv. No que tange aos resultados para as solicitações dielétricas e térmicas, quando da presença dos pára-raios, estes se encontram, respectivamente, indicados pelas Figs. 16 e 17. Fig. 13. Rede de distribuição modelada no aplicativo APR, considerando a existência de pára-raios num barramento de 13,8 kv. Sob tais condições, as Figs. 14 e 15 mostram, respectivamente, as novas formas de onda da tensão e da corrente observadas no ponto de conexão do equipamento do consumidor com a rede de distribuição. Fig. 16. Análise comparativa das solicitações dielétricas diante dos níveis de suportabilidade do aparelho, considerando a existência de pára-raios num barramento de 13,8 kv.
Muito embora os autores reconheçam o bom desempenho obtido pelo programa ressalta-se a necessidade de investigações complementares para a consolidação do processo. Para tanto, será essencial a realização de trabalhos adicionais envolvendo outras situações reais e subsequentes avaliações através do aplicativo APR. REFERÊNCIAS Fig. 17. Análise comparativa das solicitações térmicas diante dos níveis de suportabilidade do aparelho, considerando a existência de pára-raios num barramento de 13,8 kv. Estas figuras evidenciam que: Diferentemente da situação anterior, não há violação dos níveis de tensão admissíveis pelo televisor. Portanto, no que tange às questões dielétricas pode-se verificar uma improbabilidade de danos físicos na forma de rompimento da isolação do equipamento; Novamente, em nenhum momento ocorre uma violação dos limites térmicos tolerados pelo equipamento. Portanto, à luz destes novos resultados, se esta fosse a situação real, o pedido de ressarcimento seria considerado improcedente. IV. OBSERVAÇÕES FINAIS Este artigo apresentou um estudo de caso real de ressarcimento de danos em um equipamento eletroeletrônico, o qual corresponde a um aparelho televisor. Também foi realizada uma descrição sucinta a respeito da relevância que o tema assume na atualidade diante do volume de pedidos de indenização. No que se refere ao caso investigado, as análises foram conduzidas de maneira a mostrar os resultados encontrados por um aplicativo computacional que se utiliza de uma metodologia para transformar os impactos dos distúrbios em indicadores de solicitações térmicas e dielétricas. Desta maneira, os resultados encontrados, para o pedido ora feito, mostraram-se condizentes ao deferimento da solicitação de ressarcimento do consumidor. Uma análise hipotética foi posteriormente realizada, considerando-se a presença de pára-raios na rede. Diante da nova situação, o julgamento, estabelecido por meio de simulações, conduziria ao indeferimento do pedido caso assim estivesse caracterizado o sistema de distribuição. [1] R. C. Dugan, M. F. McGranaghan., S. Santoso., H. W. Beaty, Electrical Power Systems Quality, 2nd Edition. USA: McGraw-Hill, 23. [2] M. H.J. Bollen, Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions, Piscataway, IEEE Presss, 2. [3] H. R. P. M. Oliveira, N. C. Jesus, M. L. B. Martinez, "Avaliação do Desempenho de Equipamentos Eletrodomésticos Durante Ensaios de Sobretensões" - XVIII SNPTEE, Curitiba/PR, Outubro de 25. [4] M. D. Teixeira, R. L. Araújo, L. M. Ardjomand,, A. R. Aoki, N. S. R. Quoirin, I. Wunderlich, "Acceptable Power Quality Limits to Avoid Damages in Appliances", WSEAS Transactions on Circuits and Systems, Issue 5, vol. 4, May 25. [5] K. Ermeler, W. Pfeiffer, D. Schoen, M. Schocke, "Surge Immunity of Electronic Equipment", IEEE - Electrical Insulation Magazine, Vol. 14, 1998. [6] A. S. Jucá, "Avaliação do Relacionamento entre Consumidores e Concessionárias na Solução de Conflitos por Danos Elétricos: Proposta de adequação", Tese de Doutorado em Engenharia Elétrica, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, USP, São Paulo/SP, 23. [7] C. E. Tavares, J. C. de Oliveira, M. V. B. Mendonça, A. C. Delaiba, R. M. T. Silva, An Approach for Consumers Refunding Analysis Associated to Voltage Disturbances and Equipment Damages, Revista Eletrônica de Potência SOBRAEP, vol. 13, Nº 1, Fevereiro de 28. [8] C. E. Tavares, Uma Estratégia Computacional para a Análise Técnica de Pedidos de Ressarcimento de Danos a Consumidores, Tese de Doutorado, UFU, Uberlândia/MG, 28. [9] ITI (CBEMA) Curve Application Note [Online]. Disponível em: http://www.itic.org/archives/iticurv.pdf, acessado em janeiro de 27. AGRADECIMENTOS Os autores expressam seus agradecimentos à FAPEMIG, CAPES e CNPq pelas bolsas de doutorado e de mestrado no programa de Pós-Graduação da FEELT-UFU e outros apoios financeiros que viabilizaram a pesquisa.