Variação-de-tensão_leonardo-Edson

8/14/2019 Variao-de-tenso_leonardo-Edson

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BEM-VINDO AO WEBINAR

istrbios da energiaeltricaVariao de tenso

Palestrante: Engo

Edson MartinhoLambda Consultoria / Abracopel

Moderador: EngoHilton Moreno


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rea para digitar questes e comentrios -

respostas no final da apresentao

Teste de som: Reunio Gerenciar minhas configuraesAssistente de configurao de udio


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REGRAS DO WEBINAR:

Perguntas e/ou comentrios so feitas unicamente por escrito,utilizando-se o campo apropriado;

Perguntas e/ou comentrios podem ser enviadas durante odesenvolvimento da apresentao, mas sero respondidas somenteaps o final da mesma;

Pode acontecer que, dependendo do nmero de perguntas e do tempodisponvel, algumas perguntas fiquem sem resposta durante o webinar;

Se houver interrupo inesperada do webinar, certifique-se que suaconexo com a internet est funcionando normalmente e tentenovamente a conexo;

No emitido certificado de participao no webinar.


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PALESTRANTE:

Edson MartinhoEngenheiro Eletricista, ps-graduado em

Marketing e Docncia do EnsinoSuperior.

Autor do livro "Distrbios da EnergiaEltrica - Editora Erica".

Fundador e atual diretor-executivo da

Abracopel.Palestrante em diversos seminrios ecolaborador das revistas O Setor Eltrico

e Lumire.


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VARIAO TENSO

Sabemos que a tenso deve ser mantidadentro de determinados padres, para obom funcionamento dos equipamentos.

O fenmeno variao de tenso pode serpara mais ou para menos.

A durao pode interferir ou no em um

equipamento e quanto maior a durao,maior a probabilidade dos equipamentosserem afetados


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O que causa a variao de tenso?

Energizao e desenergizao de cargaselevadas, de capacitores.

Curto circuitos (fase-terra)na linha

Dispositivos de regulao de tenso


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A variao de tenso de curta durao

pode ocorrer por um decrscimo ouacrscimo de tenso por um perodo quecompreende entre 0,5 ciclo e 1 minuto

So conhecidos popularmente por SAG,DIP ou afundamento e SWEL, SURGE ouelevao de curta durao.

VARIAO TENSO DE CURTADURAO


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Uma queda de tenso de curtadurao.

caracterizada por uma reduono valor eficaz da tenso, entre 0,1 e0,9 pu, na freqncia fundamental,com durao entre 0,5 ciclo e 1

minuto.

A figura ao lado ilustra umasubtenso de curta durao tpica,causada por uma falta fase-terra.

Observa-se um decrscimo de 80%na tenso por um perodo deaproximadamente 3 ciclos, at queo equipamento de proteo dasubestao opere e elimine acorrente de falta.

SAG


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CAUSA

Curto circuito fase-terra;

Condutores danificados, com fuga;

Energizao de carga de elevadapotncia;

Acionamento de banco de capacitores;

Gerao instvel (gerador, UPS, etc);


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EFEITO

Falha em equipamentos locais eremotos por falta de tenso de

alimentao Reinicializao de operaes como

computadores, controladores, etc. Acionamento de reles de subtenso Impacto econmico por parada de

maquinas e dispositivos de proteo


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CASO REAL

Industria de bebida, Supervisrio de garrafas

Parada anual de at 15 vezes por falta ouafundamento de tenso por alguns milisegundos

Efeito: Desligamento do controle do supervisrio por

tenso abaixo do limite do equipamento(sensibilidade) 25 segundos de check list para re-incio do

trabalho


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Caso Real 2

Industria textil: Extrusoras e bobinadoras (600mfio/minuto) Algumas maquinas sofriam com afundamento tpico de 30%

entre 4 e 10 ciclos com acionamento de sistema de proteo poraumento de presso nos fios ocorria na retomada da tensoque gerava um aumento de presso nos fios)

Soluo: modificao dos parmetros da maquina, alterando osvalores na EPROM, dimunuindo a sensibilidade ao afundamentopara 50% e 500ms

Resultado: reduo do consumo em KW/ton de 2854,76 para 2543,83 Reduo de gerao de refugo em 43,83% (economia de US$230

mil Aumento da produo de 6,7% total Aumento da eficincia energtica de 10,7% (economia de

117,5MWh/ms

Caso apresentado na Revista EM junho/08


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Caso Real 3

Industria textil: Extrusoras e bobinadoras (900m fio/minuto) Algumas maquinas sofriam com afundamento tpico de 30% entre 4 e

10 ciclos com acionamento de sistema de proteo por aumento depresso nos fios ocorria na retomada da tenso que gerava umaumento de presso nos fios)

Vrias mquinas com parmetros alterados pela produo em busca de

melhoria da performance, porm deixava os equipamentos maissensveis a afundamento. Soluo:

modificao dos parmetros da maquina, alterando os valores na EPROM,diminuindo a sensibilidade ao afundamento para 50% e 500ms

Desligamento do sistema de realimentao do circuito CC do inversor, pelouso da energia gerada pela bobinadora (com autorizao da empresa

fabricante do inversor. Resultado:

Reduo de gerao de refugo em 90% (economia de US$280 mil em 10meses)

Investimento: US$50 mil

Caso apresentado na Revista EM junho/08


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SOLUES

TRATANDO A CAUSA: Separao de cargas; Uso de acionamentos suaves SOFTSTARTERS

estrela/ triangulo, auto-trafo (reduo Vpartida); Controle na gerao.

TRATANDO O EFEITO Implantao de condicionadores de energia (No-break,

estabilizadores); Re-dimensionamento da linha; Uso de trafos ferro ressonante (CVT Constant Voltage

Transformer)/ Compensadores estticos ou dinmicos


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Uma sobretenso de curtadurao ou "swell" definidacomo um aumento entre 1,1 e 1,8

pu na tenso eficaz, nafreqncia da rede, com duraoentre 0,5 ciclo a 1 minuto.

A figura ao lado ilustra um"swell" causado por uma faltafase-terra. Este fenmeno podetambm estar associado sadade grandes blocos de cargas ou energizao de grandes bancosde capacitores.

SWELL


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CAUSA

Desenergizao de cargas elevadas;

Desacionamento de banco de capacitores; Atuao de reguladores de tenso;

Descargas atmosfricas induzidas.


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EFEITO

Sobretenso nos equipamentos que podemsofrer danos como queima de circuitoseletrnicos, exploso de capacitores por

sobrecarga, etc; Acionamento de dispositivos de proteo

(fusveis, disjuntores, reles de sobre-tenso);

Perda de dados em dispositivos dearmazenamento;

Impacto econmico por parada de produo;


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CASO REAL

Em abril de 2007 a mesma empresa debebidas citada no caso de SAG, sofreuuma queima de placa de um inversor por

uma sobretenso o que, por falta desobressalente, causou a parada de umalinha de produo de cervejas por um

perodo de 9 horas acarretando umaperda de cerca de 8.000 litros de cervejano produzidas.


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Soluo

Separao de circuitos; Eliminao dos efeitos causadores; Condicionadores de energia true on

line; Uso de dispositivos de proteo

contra sobretenso;


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A variao de tenso de longa durao podeocorrer por um decrscimo ou acrscimo detenso por um perodo maior que 1 minuto

So conhecidos popularmente porOVERVOLTAGE ou SOBRETENSO eUNDERVOLTAGE ou SUBTENSO ou aindapor afundamento e elevao de longa durao

VARIAO TENSO DE LONGADURAO


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SOBRETENSO

Caracterizado peloaumento da tenso

RMS em mais que110 % na freqnciafundamental e uma

durao maior que 1minuto

Overvoltage:


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CAUSA

Desligamento de cargas;

Uso de banco de capacitores fixos (aumento detenso);

Sistema de regulao de tenso na gerao outransmisso;

Faltas Fase-terra;

Variao da impedncia da rede; Tap de trafos conectados erroneamente;


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EFEITO

Queima de circuitos eletrnicos; Aquecimento de condutores e

dispositivos de proteo (risco deincndio)

Acionamento de dispositivos de

proteo contra sobre tenso; Parada de produo; Impacto econmico;


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SOLUO

Condicionadores de energia (UPS,Autotrafo, ferroressonante);

Substituio de bancos fixos porautomticos (correo de fator depotencia);

Eliminao da causa do distrbio;

Separao de circuitos; Ajuste dos geradores e

transformadores.


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SUBTENSO

Caracterizado pelodecrscimo da

tenso RMS paravalores menor que90 % na freqncia

fundamental e umadurao maior que 1minuto

Undervoltage:


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Elevao de correntex queda de tenso

Motor de induo de 5CV


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CAUSA

Curto Circuitos

Fuga em circuitos er condutores

Regulao de geradores e

transformadores


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EFEITO

Parada de funcionamento de equipamentoseletrnicos por falta de tenso suficiente;

Sobre-aquecimento de motores etransformadores, gerando queima ou princpiode incndio;

Acionamento de dispositivos de proteo contra

subtenso Parada de produo;

Impacto econmico;


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CASO

Fornecimento de energia em final de linhacom variao muito grande, sofrendodiminuio de tenso quando outrascargas so ligadas na linha.


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SOLUO

Condicionadores de energia;

Separao de circuitos; Redimensionamento de rede e circuitos;


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INTERRUPO

A interrupo caracterizada pela ausncia

total de tenso, ou valors abaixo de 0,1 PU quepode ocorrer por alguns mili segundoschegando a vrios minutos. dividida em

Momentnea 05 a 30 ciclos

Temporria 31 ciclos a 3 segundos longa durao acima de 3 segundos


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CAUSA

Falta temporria;

Acionamento de dispositivos desegurana;

Descargas atmosfricas;

Queda de galhos em arvores; Curto circuito fase terra;

Acionamento de religadores;


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EFEITO

Desligamento de equipamentos eletro-eletrnicos;

Queima ou perda de dados eletrnicos(disco rgido corrompido);

Reinicializao de maquinas eletrnicas(computadores, PLC, etc);

Falha em fonte chaveada;

Atuao de proteo; Parada de mquina; Impacto econmico;


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SOLUO

Nobreak;

Geradores; Outras fontes de energia;

Separao de circuitos;

Redimensionamento da rede.

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( )


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Controlador de resfriamento: Apresentam uma sensibilidade a subtenses quando estes valorescaem 20%,ou seja, a menos de 80% da tenso nominal. Equipamento de teste de chip (componente eletrnico) Estes equipamentos tem sensibilidade a

partir de valores abaixo de 85%da tenso nominal e podem ter seu tempo de reinicializao emat 30 minutos o que acarreta uma perda inestimvel de produo.

Acionadores de corrente contnua: Um equipamento utilizado em larga escala nas industrias etambm em ambientes comerciais e at residenciais, como o caso de elevadores, os acionadoresCC (conhecidos como inversores), possuem uma sensibilidade muito grande a variao detenso. Principalmente no afundamento, pois neste estudo realizado pela EPRI, apresentou

sensibilidade a partir de 88% da tenso nominal. A presena de valores abaixo desta tensopodem causar funcionamento errneo dos equipamentos e pode causar inclusive acidentes degrande natureza.

Controladores lgicos programveis (PLC ou CLP): Os equipamentos mais antigos e portanto misrobustos, porm mais lentos at podem suportar interrupes de alguns ciclos, porm com o avanada tecnologia e da velocidade a tenso de alimentao muito importante e os equipamentos maisrecentes consideram valores de afundamento de curta durao em at 50%da tenso nominal,porm nem todos tem esta baixa sensibilidade.

Robs: Estes equipamentos so eletro-mecnicos, porm necessitam de precises muito grande defuncionamento, e por isso os circuitos de controle eletrnico so imprescindveis. Neste casoafundamentos de tenses a nveis menores que 90% podem fornecer informaes errneas econseqentemente causar danos ou acidentes com este tipo de equipamento.

Computadores: Estes equipamentos, so hoje o principal dispositivo de controle de todas asorganizaes. raro entrar em uma indstria e no encontrar pelo menos um computadorcontrolando vrias atividades. Preocupado com esta situao e tambm com as variaes de tenso,a Associao de fabricantes de computadores CBEMA desenvolveu um estudo e definiu astolerncias mnimas de variao de tenso que computadores suportam. (figura abaixo).

Um estudo realizado pela EPRI (Electric Power Research Institute), comalguns equipamentos industriais, apresenta os nveis de sensibilidade quantoao afundamento de tenso destes equipamentos, vejamos:


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IMPACTO ECONMICODA INTERRUPO

Os custos de interrupopara os consumidores estorelacionados com o valor monetrio das perdas geradas pelainterrupo do fornecimento de energia ou problemas dequalidade de energia. Estes custos variam de consumidor para

consumidor como uma funo de alguns fatores, incluindo: Dependncia do consumidor da eletricidade; A natureza e momento do distrbio; O valor monetrio da atividade interrompida.

Tipicamente, aproximadamente 15% do custo do prejuzo com

matria prima, durante uma de interrupo de 4hs, acontecedentro dos primeiros segundos da interrupo, sendo que 60%do prejuzo ocorre na 1 hora de desligamento. Esta afirmaoilustra a importncia dos distrbios de curta durao sob oaspecto econmico

Estudo da PUC MG apresentado no V SBQEE em 2003


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Custo estimado para interrupo de at 1 minuto

Apresentao Prof. Jos Carlos de Oliveira - UFU


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Caso do estudo industria de laticnios

Processamento de leite

Caractersticas da empresa: O nmero estimativo mdio de

interrupes 30,71 eventos/ano.

Alimentao 13.8 KV

Fonte: EM 2007


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PREJUZO ANUAL

R$ 18600,00(valores de2003) somente comafundamento de tenso.

TECNICA DE MITIGAO DOS


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TECNICA DE MITIGAO DOSDISTURBIOS DA ENERGIA

ELTRICA

Avaliao da instalao eltrica (Subestao, malhas de controle eusurio)

Identificao dos problemas de QEE por instalao de medidores Entendimento do processo produtivo (relato de produo,

manuteno, qualidade) Histrico de ocorrncia de problemas com suspeita de distrbios deQEE

Relao dos equipamentos e cargas crticas Levantamento de dados estatsticos de paradas Simulao dos distrbios em laboratrio (se possvel), com

implementao de solues e anlise de resultados Avaliao dos resultados Proposio de solues Implantao das solues propostas Avaliao dos resultados


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ALGUMAS SOLUES


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UPS UNINTERRUPTIBLEPOWER SUPPLIES

Uma fonte de alimentao a base de baterias comobjetivo e manter o fornecimento de energiamesmo quando ocorre uma falha na rede eltrica.

Classificao: UPS Off Line UPS On line

Tipos: Ferroressonante Linha interativo Dupla converso Rotativo


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UPS OFF LINE

Em operao normal a carga alimentada pela rede eltrica, que

tambm alimenta as baterias atravsde um retificador. Ao ocorrer a falha naenergia principal, a carga comutadapara o inversor que alimenta a carga

atravs das baterias. Tipos de UPS Off Line:

Standby Line interactive ( interativo de linha)


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UPS STANDBY

As baterias entram em ao fornecendo

energia a carga quando ocorre a queda detenso na rede eltrica


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UPS INTERATIVO DE LINHA

Usa inversor bidirecional, banco de bateriais,condicionador de energia e processador interno. Oinversor esta sempre em operao fornecendo CApara o condicionador e carregando as baterias,

quando ocorre uma falha na energia as bateriaspassam a alimentar a carga atravs do inversor. Tempo de chaveamento: 2 a 5ms Problemas:

No isolado (entrada e sada) Regulao de tenso limitada Sem proteo contra harmnicos Suceptvel a distrbios como forma de onda com fator de

potncia corrigido, SAG momentneo seguido desobretenso, Harmnica e desviode frequencia

No protegem contra transientes.


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UPS ON LINE

Alimenta a carga por uma combinao derede e baterias, esta sempre on line com a

carga. A base de retificador / inversor

Protege a carga da maioria dos distrbiosincluindo harmnicas quando possuemfiltros.


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UPS DUPLA CONVERSO

A carga alimentada pelo inversor

que por sua vez alimentado pelaenergia da rede. Em uma falha darede, o inversor passaautomaticamente a ser alimentadopelas baterias no havendo tempo decomutao.


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UPS ROTATIVO

Utiliza um motor-gerador conjugado com umUPS esttico. O motor gerador providencia aisolao total da carga em relao a fonte

externa e em condies normais supre100% da energia para a carga. Na interrupo, o conjunto motor-gerador

tem uma inrcia que faz gerar energia porum curto espao de tempo, que suficientepara que as baterias passem a alimentar oconjunto motor-gerador.

Possui o maior nvel de proteo, porm omais caro.


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Compensador em srie com a Carga A"


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RESUMINDO

Cuidar da energia e eliminar as variaestraz benefcios como reduo das paradas

em equipamentos, e perda de produo,bem como melhora de peformance deequipamentos e produo.

Lembre-se de transformar os valores para

solucionar os problemas de qualidade deenergia em investimento com retornofinanceiro, pois isto facilita a aprovao.


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OBRIGADO

Edson Martinho

[email protected]

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