XX Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétrica SENDI 2012-22 a 26 de outubro Rio de Janeiro - RJ - Brasil Juliana Dionísio de Andrade Companhia Energética do Ceará Paulo Roberto de Oliveira Braga Companhia Energética do Ceará Avilez Batista de Oliveira Lima Companhia Energética do Ceará juliana@coelce.com.br prbraga@coelce.com.br avilez@coelce.com.br INDICADORES DE CONFORMIDADE DE NÍVEL DE TENSÃO Palavras-chave DRC DRP Medição Nível de Tensão PRODIST Rede de Distribuição Resumo A Coelce realiza, em média, 2.500 medições anuais para verificação de nível de tensão em seu sistema elétrico. Essas medições são realizadas através das seguintes etapas: Instalação do medidor; Permanência do medidor por um período mínimo de 168 horas; Retirada do medidor; Análise da memória de massa por software em escritório. Após a análise, caso a leitura apresente transgressão do nível de tensão, serão adotadas medidas corretivas e será instalado novamente o medidor para comprovação da eficácia da ação corretiva até que o nível de tensão esteja normalizado, de acordo com o Módulo 8 do PRODIST. Se tomarmos como exemplo somente as medições realizadas no ano de 2010 em pontos críticos de alimentadores e subestações de distribuição de Fortaleza e Região Metropolitana, das 251 medições realizadas, 24% apresentaram transgressão de nível de tensão, o que representa retrabalho por parte da 1/8
equipe de instalação dos medidores. Baseado neste contexto foi desenvolvido o Indicador de Conformidade de Nível de Tensão, um medidor que realiza a análise e sinalização, em tempo real, dos níveis de tensão em regime permanente através de LED s, conforme as exigências do PRODIST Módulo 8, evitando assim a necessidade de retirada do mesmo para análise da medição em escritório. 1. Introdução A Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL, implantou em 2009 os Procedimentos de Distribuição PRODIST e em seu Módulo 8 que trata da Qualidade da Energia Elétrica, são estabelecidos os limites adequados, precários e críticos para os níveis de tensão em regime permanente, os indicadores individuais e coletivos de conformidade de tensão elétrica, os critérios de medição e registro, os prazos para regularização e de compensação ao consumidor, caso as medições de tensão excedam os limites dos indicadores. Além do estabelecido acima, o referido módulo também define a instrumentação e a metodologia de medição adequada. As principais caracteristicas que um instrumento de medição deve ter são as seguintes: Taxa amostral: 16 amostras/ciclo; Conversor A/D (analógico/digital) de sinal de tensão: 12 bits; Precisão: até 1% da leitura. Seguindo as definições e exigências da ANEEL, foi desenvolvido o Indicador de Conformidade de Nível de Tensão, onde em um mesmo equipamento é realizada a medição e a análise dos níveis de tensão, indicando em tempo real se os mesmos estão em conformidade com os critérios exigidos por aquele órgão regulador. 2. Desenvolvimento O quantitativo de medições para verificação do nível de tensão realizado anualmente pela COELCE é distribuído da seguinte forma: Medições Amostrais medições de caráter obrigatório, solicitadas pela ANEEL, cujo quantitativo da amostra está baseado na quantidade de clientes da concessionária. Atualmente, este quantitativo é da ordem de 1.080 medições anuais; Medições por Reclamação de Níveis de Tensão (RNT) medições para atendimento às reclamações dos clientes associadas à qualidade da tensão de fornecimento em regime permanente; Medições Programadas medições de caráter preventivo e não obrigatórias realizadas nos pontos críticos dos alimentadores e nas subestações de distribuição da Coelce. Para realização de qualquer tipo de medição, será realizado o procedimento para instalação e retirada do medidor e análise da memória de massa, conforme fluxograma abaixo. 2/8
Figura 1 - Fluxograma Desta forma, podemos verificar que, enquanto os valores de nível de tensão não estiverem de acordo com o estabelecido no Módulo 8 do PRODIST, o ciclo se repetirá até a normalização da medição. O Indicador de Conformidade de Nível de Tensão funciona concomitantemente como medidor e como analisador de tensão, isto é, enquanto a leitura é realizada, a mesma é processada e analisada imediatamente, indicando o laudo em tempo real do nível de tensão por fase. Enquanto o período de 168 horas não é atingido, a análise realizada refere-se aos valores instantâneos. Para ser facilmente percebida durante uma inspeção visual de rotina a indicação é feita através de um bloco de LED s instalado no lado inferior do equipamento, conforme figura 1 abaixo: Figura 2 - Banco de LED's Conforme figura 1, a matriz de leds, verticalmente, indica a disposição dos leds para verificação das fases V1, V2 e V3 e, horizontalmente, indica o laudo do nível de tensão, isto é, leds amarelos indicam tensão precária; leds vermelhos indicam tensão crítica e leds verdes indicam tensão adequada. Além destes, o led isolado é um led de cor azul que foi acoplado para sinalização do medidor em três estados: Piscando medidor está ligado, mas não está fazendo aquisição de dados; 3/8
Apagado medidor está fazendo aquisição de dados, mas ainda não existem 1008 registros válidos; Aceso O medidor já tem 1008 registros válidos. O conjunto de leituras para gerar os indicadores individuais de conformidade DRP e DRC deverá compreender o registro de 1008 leituras válidas obtidas em intervalos consecutivos de 10 minutos cada, salvo as que eventualmente sejam expurgadas, ou seja, interrupção de energia elétrica, afundamentos ou elevações momentâneas de tensão, conforme descrito no Módulo 8 do PRODIST. A Resolução descreve ainda que, após a obtenção do conjunto de 1.008 leituras válidas, quando de medições oriundas por reclamação ou amostrais, devem ser calculados o índice de duração relativa da transgressão para tensão precária (DRP) e o para tensão crítica (DRC) de acordo com as seguintes expressões: 1. DRP = (nlp * 100) / 1008 [%] 2. DRC = (nlc * 100) / 1008 [%] Onde nlp e nlc representam o maior valor entre as fases do número de leituras situadas nas faixas precária e crítica, respectivamente. O Indicador de Conformidade de Nível de Tensão tem um custo relativamente baixo quando comparado com os medidores que já estão no mercado, podendo este ser instalado de forma permanente em pontos críticos de alimentadores (medições programadas), sendo capaz de automatizar as tarefas de medição e análise de dados em tempo real, indicando visualmente ao eletricista a situação dos níveis de tensão medidos. Por se tratar de pontos fixos de medição e tendo a facilidade dos leds para visualização do nível de tensão, colocamos em prática um ponto de extrema importância para a Coelce, que é a segurança dos seus colaboradores. Como a quantidade de intervenções na rede elétrica é reduzida com a instalação deste equipamento, temos os riscos de acidentes reduzidos. Uma grande vantagem é a otimização das equipes de medição, pois, como não será mais necessária a retirada do medidor, tais equipes poderão ser utilizadas na realização de outras atividades na empresa. Um dos principais fatores que possibilitam a permanência do Indicador de Conformidade de Nível de Tensão em pontos estratégicos evitando sua retirada é a utilização da tecnologia Bluetooth como meio de comunicação. Como esta tecnologia está presente na maioria dos smartphones do mercado, foi desenvolvido o software Indicador Mobile para comunicação e controle dos indicadores de maneira a simplificar a aquisição dos dados de leitura nesses equipamentos. Este software tem funções tais que permitem a leitura na tela do smartphone do valor da tensão instantânea medida pelo Indicador de Conformidade de Nível de Tensão, além de realizar a leitura da memória de massa e permitir acesso remoto via GPRS. 4/8
Figura 3 - Valores de Tensão em tempo real Figura 4 - DRP e DRC calculados em tempo real A possibilidade de monitoramento contínuo dos alimentadores implica diretamente na redução de custos com instalação e retirada dos equipamentos de medição convencionais e o aumento de produtividade em relação ao processo tradicional de medição e correção dos níveis de tensão, ou seja, quaisquer providências adotadas para regularização dos níveis de tensão serão avaliadas simplesmente pela indicação luminosa do estado de cada fase de forma imediata indicando assim a efetividade da correção executada. Os resultados implicarão em ganho de produtividade e menor tempo de correção dos níveis de tensão, com 5/8
impacto na qualidade da energia e na satisfação do cliente. De maneira simplificada, teríamos uma redução de imediato de 50% do valor de instalação e retirada de medidores convencionais, já que a retirada do equipamento não seria mais necessária. Tabela 1 - Comparativo de valores de instalação e retiradas de equipamentos de medição Implantação O Indicador de Conformidade de Nível de Tensão passou por um processo de calibração em um laboratório certificado pelo INMETRO e por período de testes em campo apresentando comportamento satisfatório. Agora se encontra na fase piloto, composta por 100 equipamentos que estão sendo instalados em pontos críticos de alimentadores de Fortaleza e Região Metropolitana. Abaixo, temos o exemplo do equipamento instalado na rede de distribuição. 6/8
Figura 5 - Indicador Instalado 3. Conclusões Durante a fase de validação das amostras realizadas, o Indicador de Conformidade de Nível de Tensão mostrou-se bastante confiável, sempre com erro abaixo de 1% atendendo plenamente as determinações do Módulo 8 do PRODIST. Levando-se em consideração os aspectos econômicos e de segurança do trabalho, a utilização destes equipamentos no sistema de distribuição reduz o custo com as equipes de medição já que os medidores foram projetados, inicialmente, para monitoramento em pontos fixos da rede (medições programadas) e, pelo fato de não haver a necessidade de retirada do equipamento, é percebida a redução dos riscos de acidentes de trabalho devido a redução de da frequência de intervenção na rede. 7/8
4. Referências bibliográficas Módulo 8 Qualidade da Energia Elétrica, Prodist (Modulo 8 1 de Fevereiro de 2012). 8/8