Qualidade de Energia Elétrica (QEE) é um tema importante para os consumidores e os fornecedores de energia elétrica, pois envolve aspectos técnicos, econômicos e regulatórios. Neste post, vamos explicar o que é QEE, quais são os principais indicadores e fenômenos que afetam a qualidade da energia, como monitorar e melhorar a QEE e quais são os benefícios de uma energia de qualidade.
Resumo:
- 1. O que é Qualidade de Energia Elétrica (QEE)?
- 2. Quais são os principais indicadores e fenômenos que afetam a Qualidade de Energia Elétrica (QEE)?
- 3. Entre os principais indicadores, estão:
- 4. Como monitorar e melhorar a Qualidade de Energia Elétrica (QEE)?
- 4.1 Para melhorar a QEE, é necessário adotar medidas corretivas ou preventivas para eliminar ou reduzir os distúrbios na rede elétrica.
- 5. Indicadores de Qualidade de Energia Elétrica (QEE)
- 6. O que são os indicadores de qualidade de energia?
- 7. Equipamento para medição de Qualidade de Energia Elétrica (QEE)
- 8. Tipos de Analisadores de Qualidade de Energia Elétrica (QEE)
- 9. Distúrbios e Parâmetros de Medição
- 10. Auditoria de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) da concessionária
- 11. FAQ
- 11.1 O que é qualidade de energia elétrica?
- 11.2 Como é determinada a qualidade de energia elétrica?
- 11.3 Por que a qualidade de energia elétrica é importante?
- 11.4 Quais são os principais problemas relacionados à falta de qualidade de energia?
- 11.5 Como a tecnologia tem contribuído para melhorar a qualidade da energia elétrica?
- 11.6 Quais são os indicadores da qualidade da energia elétrica?
- 11.7 Como os consumidores podem avaliar a qualidade da energia elétrica que recebem?
- 11.8 Como as concessionárias elétricas monitoram a qualidade da energia fornecida?
- 11.9 O que é feito para melhorar a qualidade da energia elétrica?
- 11.10 Quais são os benefícios trazidos pela melhoria na qualidade da energia elétrica?
1. O que é Qualidade de Energia Elétrica (QEE)?
De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), QEE é a conformidade da energia elétrica entregue aos usuários nos parâmetros estabelecidos ou dos valores de referência. Ela visa garantir a qualidade na prestação do produto, do serviço e da qualidade do tratamento e atendimento das reclamações do consumidor.
Em outras palavras, uma energia de qualidade é aquela que possui uma tensão similar a uma forma de onda de uma senoide pura com a amplitude definida. Isso significa que a tensão deve ter uma frequência constante (60 Hz no Brasil), uma amplitude dentro dos limites estabelecidos (220 V ou 127 V para baixa tensão) e uma forma senoidal sem distorções.
Note que as palavras em negrito são palavras de transição que introduzem uma definição (de acordo com) e uma reformulação (em outras palavras). Elas ajudam a conectar as ideias e a esclarecer o conceito de QEE.
2. Quais são os principais indicadores e fenômenos que afetam a Qualidade de Energia Elétrica (QEE)?
A ANEEL define os indicadores de desempenho da Rede Básica relacionados à QEE e os valores limites de referência nos aspectos global e individual. Ela também monitora os indicadores em barramentos sob responsabilidade de concessionária de transmissão, pontos de controle e pontos de observação da tensão.
3. Entre os principais indicadores, estão:
Primeiramente, a Tensão de atendimento em regime permanente: é o valor médio da tensão eficaz em um intervalo de tempo especificado. A tensão deve estar dentro dos limites estabelecidos pela ANEEL para cada nível de tensão.
Flutuação, desequilíbrio e distorção harmônica de tensão: são fenômenos que alteram a forma senoidal da tensão, causando oscilações, assimetrias ou deformações na onda. Cargas não lineares (como motores, inversores, retificadores etc.), descargas atmosféricas, acionamento ou desligamento de grandes cargas etc. podem provocar esses fenômenos.
Variação de tensão de curta duração (VTCD): é uma variação abrupta da tensão eficaz por um período inferior a 1 minuto. Podemos classificar ela em afundamento (sag), elevação (swell) ou interrupção temporária (IT). Esses eventos podem causar falhas ou danos em equipamentos sensíveis, perda de dados ou paradas no processo produtivo.
4. Como monitorar e melhorar a Qualidade de Energia Elétrica (QEE)?
Primeiramente, devemos instalar equipamentos adequados para medir e registrar os parâmetros da energia elétrica, como analisadores de qualidade de energia ou medidores inteligentes, para monitorar a QEE. Esses equipamentos devem estar instalados nos pontos críticos da rede elétrica, tais como pontos de conexão, pontos de controle ou pontos de observação da tensão.
Em seguida, devemos analisar periodicamente os dados coletados pelos equipamentos para identificar as causas e os efeitos dos distúrbios na QEE. Além disso, devemos comparar eles com os limites estabelecidos pela ANEEL para verificar se há violações ou não conformidades.
4.1 Para melhorar a QEE, é necessário adotar medidas corretivas ou preventivas para eliminar ou reduzir os distúrbios na rede elétrica.
Algumas medidas possíveis são:
- Instalar filtros de harmônicos nas cargas não-lineares, como motores, inversores, retificadores e lâmpadas fluorescentes. Esses filtros reduzem a distorção harmônica da tensão e da corrente, que podem causar sobreaquecimento, perdas e danos nos equipamentos elétricos.
- Utilizar compensadores estáticos de reativos (CER) ou bancos de capacitores para corrigir o fator de potência e manter a tensão dentro dos limites aceitáveis. Esses dispositivos compensam a potência reativa consumida pelas cargas indutivas, como transformadores, motores e linhas de transmissão, e evitam quedas ou elevações excessivas de tensão na rede.
- Implementar sistemas de proteção contra surtos (SPS) ou dispositivos de proteção contra surtos (DPS) para proteger os equipamentos elétricos contra sobretensões transitórias causadas por descargas atmosféricas, chaveamentos ou faltas na rede. Esses sistemas ou dispositivos desviam ou limitam os surtos de tensão que podem danificar os componentes eletrônicos sensíveis.
- Realizar manutenções preventivas e preditivas nos equipamentos elétricos, como geradores, transformadores, disjuntores, relés e cabos. Essas manutenções permitem identificar e corrigir possíveis falhas ou defeitos que podem comprometer o desempenho ou a segurança dos equipamentos e da rede elétrica.
Essas medidas podem melhorar a QEE e garantir uma maior confiabilidade, eficiência e qualidade do fornecimento de energia elétrica. No entanto, deve-se analisar cada caso individualmente, considerando as características e as necessidades da rede elétrica em questão.
5. Indicadores de Qualidade de Energia Elétrica (QEE)
Em síntese, os indicadores de qualidade de energia são ferramentas que permitem avaliar o desempenho dos sistemas elétricos e identificar possíveis problemas que afetam a confiabilidade e a eficiência do fornecimento de energia.
6. O que são os indicadores de qualidade de energia?
Primeiramente, os indicadores de qualidade de energia são parâmetros que quantificam as características da tensão e da corrente elétrica em um ponto de um sistema elétrico. Eles refletem o grau de conformidade dessas características com os padrões e normas estabelecidos para garantir o bom funcionamento dos equipamentos eletroeletrônicos conectados ao sistema.
Dessa forma, classificam-se os indicadores de qualidade de energia em dois tipos: indicadores estáticos e indicadores dinâmicos.
6.1 Estáticos
Os indicadores estáticos são aqueles que se referem às características médias ou nominais da tensão e da corrente elétrica, como o valor eficaz, a frequência, o fator de potência e o desequilíbrio. Eles são medidos em períodos longos, geralmente de um mês ou um ano.
6.2 Dinâmicos
Os indicadores dinâmicos são aqueles que se referem às variações rápidas ou transitórias da tensão e da corrente elétrica, como as flutuações, as harmônicas, os surtos, os afundamentos e as interrupções. Eles são medidos em períodos curtos, geralmente de alguns ciclos ou segundos.
7. Equipamento para medição de Qualidade de Energia Elétrica (QEE)
Em primeiro lugar, a qualidade de energia é um conceito que envolve diversos aspectos relacionados ao fornecimento e ao consumo de energia elétrica, como tensão, corrente, frequência, distorção harmônica, fator de potência, entre outros. A qualidade de energia pode afetar o desempenho e a vida útil dos equipamentos elétricos e eletrônicos, bem como causar perdas de energia e aumento dos custos operacionais.
Diante disso, para monitorar e avaliar a qualidade de energia, é necessário utilizar equipamentos específicos que possam medir e registrar os parâmetros elétricos relevantes, tanto na rede de distribuição quanto nas instalações dos consumidores. Esses equipamentos são chamados de analisadores de qualidade de energia ou medidores de qualidade de energia.
7.1 Analisador de Energia
Os analisadores de qualidade de energia são dispositivos portáteis ou fixos que se conectam aos circuitos elétricos e coletam dados sobre os parâmetros elétricos em tempo real ou em intervalos pré-definidos. Pode-se visualizar esses dados no próprio equipamento ou transferi-los para um software de análise que gera relatórios e gráficos sobre a qualidade de energia.
Os analisadores de qualidade de energia podem ter diferentes funções e características, dependendo do tipo e da finalidade da medição. Alguns exemplos são:
- Medição da tensão e da corrente eficazes (RMS), da frequência, da potência ativa, reativa e aparente, do fator de potência e da energia consumida.
- Além disso, medição das harmônicas de tensão e corrente até a 50ª ordem, do índice de distorção harmônica total (THD) e dos fatores de demanda e carga.
- Também, medição dos eventos transitórios de tensão e corrente, tais como afundamentos, elevações, interrupções e surtos.
- Outra função é a medição dos parâmetros específicos para redes trifásicas, tais como desequilíbrio de tensão e corrente, sequência de fases e ângulo entre fases.
- Por fim, medição dos parâmetros específicos para redes inteligentes (smart grids), tais como flicker, inter-harmônicas, componentes não-lineares e comunicação PLC (Power Line Communication).
Os analisadores de qualidade de energia são ferramentas indispensáveis para os profissionais que trabalham com projetos, instalações, manutenções e auditorias elétricas. Eles permitem identificar e solucionar problemas relacionados à qualidade de energia, além de otimizar o uso da energia elétrica e reduzir os custos operacionais.
Em outras palavras, os analisadores de qualidade de energia são ferramentas que permitem medir, registrar e identificar os fenômenos que afetam a qualidade da energia elétrica em um sistema. Eles são úteis para diagnosticar problemas, realizar estudos de carga, verificar a conformidade com as normas bem como otimizar o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos elétricos.
8. Tipos de Analisadores de Qualidade de Energia Elétrica (QEE)
Existem diferentes tipos de analisadores de qualidade de energia, que se classificam de acordo com a norma IEC 61000-4-30, que estabelece os requisitos para a medição dos parâmetros associados com a qualidade de energia. Segundo essa norma, há dois tipos principais de analisadores:
- Analisador de qualidade de energia Classe A: utilizado em situações em que a precisão da medição é extremamente importante, como em aplicações contratuais, disputas judiciais ou processos de mediação entre consumidores e concessionárias. Esse tipo de analisador deve seguir rigorosamente os critérios da norma e garantir a rastreabilidade dos dados.
- Em contraste, analisador de qualidade de energia Classe S: utilizado basicamente para propósitos estatísticos, como em campanhas de medição, medições amostrais ou verificação inicial de reclamações sobre a qualidade da energia elétrica. Esse tipo de analisador pode ter uma precisão menor do que o Classe A e não precisa atender a todos os requisitos da norma.
9. Distúrbios e Parâmetros de Medição
Além da classificação por classe, diferenciam-se os analisadores de qualidade de energia também pela sua capacidade de medir e registrar diferentes parâmetros, como:
- Tensão em regime permanente: é o valor eficaz da tensão em um intervalo de tempo definido pela norma. Variações de tensão, desequilíbrios ou distorções harmônicas podem afetá-lo.
- Além disso, variações de tensão: são as alterações na amplitude da tensão que ocorrem em um curto período de tempo. Classificam-se em afundamentos, elevações ou interrupções, dependendo da magnitude e da duração da variação.
- Outro fenômeno são os desequilíbrios: são as diferenças entre as amplitudes ou as fases das tensões ou correntes nas três fases do sistema trifásico. Podem causar sobrecargas, perdas ou aquecimento excessivo nos equipamentos.
- Também, distorções harmônicas: são as componentes da tensão ou da corrente que têm frequências múltiplas da frequência fundamental do sistema (60 Hz no Brasil). Cargas não lineares, como retificadores, inversores ou lâmpadas fluorescentes podem gerá-las. Podem provocar interferências, ressonâncias ou redução do fator de potência.
- Outro problema é o flicker: é a variação rápida e repetitiva da tensão que pode causar cintilação na iluminação ou oscilação na velocidade dos motores. Cargas que variam sua impedância rapidamente, como fornos elétricos, soldadoras ou serras elétricas podem originá-lo.
- Por último, transitórios: são as variações abruptas e de alta frequência na tensão ou na corrente que podem ocorrer por eventos como manobras de chaveamento, descargas atmosféricas ou curtos-circuitos. Podem danificar ou reduzir a vida útil dos equipamentos elétricos.
9.1 Aplicações Especificas
Os analisadores de qualidade de energia têm diversas aplicações nos setores industrial, comercial e residencial. Eles podem ser usados para:
- Monitorar e avaliar a qualidade da energia fornecida pela concessionária ou gerada por fontes alternativas;
- Identificar e localizar as fontes de perturbações na rede elétrica;
- Prevenir e solucionar problemas relacionados à qualidade da energia;
- Verificar o cumprimento das normas técnicas e regulatórias;
- Realizar estudos de carga e dimensionamento dos equipamentos;
- Medir e otimizar o consumo e a eficiência energética;
- Proteger e prolongar a vida útil dos equipamentos elétricos.
10. Auditoria de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) da concessionária
Primeiramente, a auditoria de medição de energia da concessionária é um processo que visa verificar a conformidade dos dados de medição e faturamento da energia elétrica fornecida aos consumidores. A própria concessionária, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) ou uma empresa contratada para esse fim podem realizar a auditoria.
Dessa forma, o objetivo da auditoria é identificar e corrigir eventuais erros ou inconsistências nos dados de medição, que podem afetar a qualidade do serviço prestado, a receita da concessionária e o equilíbrio econômico-financeiro do setor elétrico. Além disso, a auditoria pode reduzir as perdas de energia na distribuição, compostas pelas perdas técnicas e não técnicas.
Nesse sentido, as perdas técnicas são aquelas inerentes ao processo de transporte, transformação de tensão e medição da energia na rede da concessionária. Por outro lado, furtos de energia, erros de medição, erros no processo de faturamento, unidades consumidoras sem equipamento de medição, entre outros, são as perdas não técnicas associadas.
10.1 Etapas de medição
A auditoria de medição de energia da concessionária envolve diversas etapas, tais como:
- Primeiramente, mapeamento dos pontos de medição: consiste na análise do diagrama unifilar das instalações e na definição da localização e do código de identificação de cada ponto de medição.
- Em seguida, coleta dos dados de medição: consiste na obtenção dos dados de energia injetada, vendida e entregue pela concessionária, por meio de sistemas automatizados ou manuais.
- Logo depois, tratamento dos dados de medição: consiste na validação, correção e ajuste dos dados coletados, conforme os critérios estabelecidos pela ANEEL e pela Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE).
- Posteriormente, cálculo das perdas na distribuição: consiste na aplicação das fórmulas matemáticas para obter os percentuais de perdas técnicas e não técnicas em relação à energia injetada na rede.
- Em continuação, análise dos resultados: consiste na verificação dos valores obtidos e na comparação com os limites regulatórios e os valores históricos da concessionária.
- Por fim, emissão do relatório: consiste na elaboração de um documento que apresenta os dados, os cálculos, as análises e as conclusões da auditoria, bem como as recomendações para a melhoria do processo de medição e faturamento da energia.
A auditoria de medição de energia da concessionária é um instrumento importante para garantir a transparência, a confiabilidade e a eficiência do setor elétrico brasileiro.
11. FAQ
11.1 O que é qualidade de energia elétrica?
A qualidade de energia elétrica é a medida que expressa quão bem a energia elétrica pode ser usada pelos consumidores, e leva em consideração parâmetros considerados desejáveis para uma operação segura.
11.2 Como é determinada a qualidade de energia elétrica?
A qualidade de energia (conhecida pela sigla “QEE” – Qualidade de Energia Elétrica) de um sistema é definida por haver uma tensão similar com o formato de uma onda senoidal pura com a amplitude definida. Isso quer dizer que a qualidade de energia elétrica pode ser uma tensão contínua com poucas oscilações (amplitude definida).
11.3 Por que a qualidade de energia elétrica é importante?
A falta de qualidade de energia pode provocar desligamentos ou mau funcionamento de equipamentos elétricos, o que pode ocasionar perdas financeiras para as empresas, desconforto para os usuários e o comprometimento da segurança das pessoas.
11.4 Quais são os principais problemas relacionados à falta de qualidade de energia?
Os principais problemas relacionados à falta de qualidade de energia incluem desligamentos ou mau funcionamento de equipamentos elétricos, perdas financeiras para as empresas, desconforto para os usuários e o comprometimento da segurança das pessoas.
11.5 Como a tecnologia tem contribuído para melhorar a qualidade da energia elétrica?
Os avanços tecnológicos têm contribuído para uma melhor medição no quesito qualidade, permitindo um monitoramento mais preciso da energia elétrica fornecida e possibilitando a oferta ao consumidor de uma boa condição de fornecimento de energia.
11.6 Quais são os indicadores da qualidade da energia elétrica?
Os indicadores da qualidade da energia elétrica incluem a continuidade do fornecimento, a amplitude e as formas de onda da corrente e da tensão, e a ausência ou minimização de desvios que possam afetar negativamente o funcionamento dos equipamentos.
11.7 Como os consumidores podem avaliar a qualidade da energia elétrica que recebem?
Os consumidores podem avaliar a qualidade da energia elétrica que recebem através do monitoramento do funcionamento dos seus equipamentos e observando se há desligamentos ou falhas perceptíveis. Também podem consultar os indicadores fornecidos pelas concessionárias elétricas.
11.8 Como as concessionárias elétricas monitoram a qualidade da energia fornecida?
As concessionárias elétricas monitoram a qualidade da energia fornecida através do uso de tecnologias avançadas que permitem uma medição precisa dos parâmetros relacionados à qualidade da energia, como continuidade do fornecimento, amplitude e formas de onda da corrente e da tensão.
11.9 O que é feito para melhorar a qualidade da energia elétrica?
Para melhorar a qualidade da energia elétrica, são realizados investimentos em tecnologias avançadas que permitem um monitoramento mais preciso dos parâmetros relacionados à qualidade da energia, além do desenvolvimento de soluções para problemas relacionados com a falta de qualidade.
11.10 Quais são os benefícios trazidos pela melhoria na qualidade da energia elétrica?
Os benefícios trazidos pela melhoria na qualidade da energia elétrica incluem o funcionamento adequado dos equipamentos, redução das perdas financeiras para as empresas, aumento do conforto para os usuários e melhoria na segurança das pessoas.
ENTRAR EM CONTATO
