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A importância de gerir a Qualidade da Energia e como reduzir as perdas financeiras causadas por perturbações na rede

A fiabilidade e a consistência do fornecimento de eletricidade são duas das condições mais importantes para as atividades das empresas industriais e de serviços. Os problemas causados pela baixa qualidade de energia incluem interrupções, quedas de tensão ou poluição harmónica. As cargas conectadas a uma rede com esses problemas falharão, terão uma vida útil mais curta e a eficiência do sistema diminuirá.

De acordo com a organização Leonardo Energy, as perdas financeiras devidas à baixa qualidade de energia totalizam um total de 150 mil milhões de euros anualmente na UE-25. E o seu impacto no resto do mundo é da mesma ordem de grandeza.

analisadores de energia da marca Electrex

Consequências da baixa qualidade da energia

O estado ideal de uma carga teria uma forma de onda de tensão constante em magnitude e frequência. No entanto, isso não é possível em instalações reais (interrupções, impedância diferente de zero, etc.). As consequências da baixa qualidade de energia incluem:

  • Falhas inesperadas na fonte de alimentação (disparos intempestivos de disjuntores, fusíveis queimados)
  • Falha ou mau funcionamento do equipamento
  • Sobreaquecimento do equipamento (transformadores, motores,…) levando à redução da sua vida útil
  • Danos em equipamentos sensíveis (PCs, sistemas de controlo de linha de produção, etc.)
  • Interferências na comunicação eletrónica
  • Aumento de perdas do sistema;
  • Necessidade de sobredimensionar as instalações para lidar com o stress elétrico adicional, com consequente aumento dos custos de instalação e operação e maior pegada de carbono associada;
  • Sanções impostas pelas concessionárias porque a instalação polui demasiado a rede de fornecimento.
  • Recusa de conexão de novas instalações porque poluiria demasiado a rede elétrica.

Fatores que afetam a qualidade da energia

Existem muitos fatores que afetam a qualidade da energia. Alguns dos mais importantes são:

  • Fatores relacionados com o fornecedor de energia (gestão e funcionamento da rede, manutenção,…)
  • Fatores relacionados com o utilizador final (falhas nas instalações do utilizador, ruído emitido na rede,…)
  • Fatores independentes (fatores ambientais, fenómenos climáticos, danos causados ​​por terceiros, etc.)
compensacao de energia reativa

Avaliação da qualidade do fornecimento

A avaliação da qualidade do fornecimento de energia leva em conta principalmente dois parâmetros:

  • A continuidade de fornecimento, compreendida como a não existência de interrupções no fornecimento de eletricidade
  • A qualidade de tensão, compreendida como a qualidade da onda de tensão (amplitude, frequência, variações, etc.)

Monitorizar a qualidade da energia e o conteúdo harmónico

A monitorização da qualidade de energia é um serviço já fornecido pelos fornecedores de energia aos seus grandes clientes (grandes utilizadores industriais e comerciais). De qualquer forma, muitos estudos demonstram que a maioria dos problemas ocorre nas instalações do cliente.

Isto significa que a monitorização da qualidade da energia após o contador do fornecedor oferece uma série de vantagens tanto para o fornecedor como para o utilizador final. Isso é ainda mais verdadeiro num cenário em que muitos utilizadores finais são também produtores de energia. A monitorização da qualidade da energia permitirá detetar as fontes / causas dos problemas na rede do utilizador final.

A solução seria então remover a causa ou tornar a instalação imune à baixa qualidade de energia. Estas duas soluções geralmente custam muito menos do que os danos potenciais que podem resultar da baixa qualidade da energia.

De qualquer forma, ainda assim, um grande número de utilizadores finais não investe neste campo e ignora a eficiência que pode alcançar com a resolução de problemas referentes à baixa qualidade de energia. Além da falta de consciencialização entre as partes interessadas, uma das principais razões desta falta de investimento é também que grande parte dos custos provenientes da má qualidade de energia é muitas vezes ocultada.

Assim, um sistema de monitorização é um dos primeiros passos para a otimização da qualidade da energia.

Indicadores de qualidade de tensão. O que medir.

A monitorização da qualidade da tensão examina os seguintes parâmetros: 

  • Amplitude e mudanças rápidas / lentas de tensão
  • Quedas de tensão
  • Harmónicas
  • Desequilíbrio de tensão
eficiencia energetica

Ao executar um programa de monitorização de qualidade de energia, é importante considerar que a rede muda continuamente. Os equipamentos de medição tradicionais não são adequados para monitorizar cargas não lineares, pois o equipamento usado deve medir em True RMS e deve especificar a faixa de harmónicas únicas medidas.

analisador de energia electrex kilo pq

Como podemos ajudar

Os nossos analisadores de qualidade da energia e gestores de dados Electrex, da família de produtos Kilo PQ (Power Quality), além de medir e gerir o consumo de energia, foram projetados para monitorizar a qualidade de energia e controlar se a instalação e o equipamento lidam adequadamente com as cargas. Os aparelhos Kilo PQ são utilizados ​​para:

  • Registo de eventos de qualidade da energia
  • Manutenção preventiva
  • Deteção de problemas de qualidade da energia;
  • Campanhas de medição de qualidade da energia para períodos de tempo específicos, definidos pelo utilizador
  • Monitorização da conformidade com os padrões de qualidade de energia ou padrões de serviço.

Qualidade de energia (classe S - EN 61000-4-30)

Log de eventos

ecra do analisador de energia kilo pq

O Kilo D6 PQ deteta e regista vários eventos com a resolução de um ciclo (com data / hora * de cada evento, tipo de evento, fase envolvida, duração, valor mínimo / máximo atingidos durante o evento e classificação UNIPEDE) úteis para monitorizar a qualidade de energia (funções também relacionadas com as normas EN 50160 e EN 61000-4-30 para a classe S). Os parâmetros para definir eventos anormais são programáveis. 

Tipos de eventos

  • Queda de tensão
  • Sobretensão
  • Picos de tensão (e sua direção)
  • Interrupção

(*) Data / hora, expressa em horas, minutos, segundos e milissegundos, referentes aos instrumentos (hora local). Na tabela, também são exibidos alguns logs de funcionamento, como os relacionados com as definições de inicialização e configuração.

Detalhe gráfico do evento

O Kilo D6 PQ inclui uma funcionalidade denominada “detalhes gráficos do evento”, que permite registar e exibir as tendências do início e do fim do evento com um período de tempo (para o início e o fim) de um segundo (programável).

Cronograma de eventos e tabela UNIPEDE

O Kilo D6 PQ pode exibir uma linha temporal da sucessão de eventos e mantém um diagrama de distribuição de eventos com base na % do parâmetro considerado em relação ao seu valor de referência e duração, de acordo com as referências da UNIPEDE (International Union of Producers and Distributors of Energy – União Internacional de Produtores e Distribuidores de Energia).

Exemplo: na última coluna da tabela abaixo, o S1 indica um aumento de tensão com duração entre 10 e 500 mS (consultar a tabela UNIPEDE acima), enquanto o X2 indica uma queda de tensão menor que 5% do valor da tensão nominal com duração entre 10 e 200 mS.

Campanha de medição

Com o Kilo D6 PQ, é possível configurar a campanha de medição para registar, na memória incorporada, os vários parâmetros com uma amostragem programável. Exemplo de uma campanha de medição diária das tensões trifásicas:

As diferentes perturbações nos fenómenos contínuos e nos eventos de tensão

Em relação à qualidade de tensão, o Kilo PQ refere-se à norma europeia EN 50160, que distingue as diferentes perturbações nos fenómenos contínuos e nos eventos de tensão.

Origem das perturbações

Os ruídos estão sempre presentes nas redes elétricas e são produzidos principalmente por:

  • Falha na linha de fornecimento do utilizador ou nas outras linhas conectadas a ela
  • Falhas de redes internas de clientes
  • Correntes de influxo de transformadores e capacitores
  • Cargas que variam rapidamente e correntes de pico de motores
  • Cargas não lineares;

Os fenómenos contínuos incluem:

  • Variações de frequência
  • Variações da tensão de alimentação
  • Desequilíbrio de tensão
  • Tensões harmónicas

Os eventos de tensão incluem:

  • Interrupções da tensão de alimentação
  • Quedas de tensão
  • Super elevações na frequência industrial e tensão transitória
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