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A importância da monitorização da qualidade da energia

Fiabilidade e consistência do fornecimento de eletricidade são as condições mais importantes para as atividades das empresas industriais e de serviços. Os problemas decorrentes da má Qualidade da Energia incluem interrupções, sobretensões, cavas ou poluição harmónica. Por conseguinte, as cargas ligadas a uma rede com tais problemas falhará, terá um curto tempo de vida e a eficiência do sistema diminui.

De acordo com a organização Leonardo Energy, as perdas financeiras devido à má Qualidade de Energia somam um total de 150 biliões de euros por ano na UE-25. E o seu impacto no resto do mundo está na mesma ordem de grandeza.

Custo da Má Qualidade da Energia

O estado ideal de uma carga seria uma constante amplitude de tensão e frequência da forma de onda. No entanto, isto não é possível em instalações reais (interrupções, impedância diferente de zero, etc). As consequências da má Qualidade da Energia incluem:

– falhas de fornecimento de energia inesperados (disparo de disjuntores e diferenciais, fusão de fusíveis).
– Falha de equipamento ou seu mau funcionamento
– Interferências nas comunicações eletrónicas.
– Aumento de perdas dos sistemas.
– Necessidade de sobredimensionar instalações para lidar com o aumento de avarias elétricas adicionais, com consequente aumento das instalações, custos de funcionamento e baixa eficiência energética.
– Penalizações impostas pelos reguladores pela poluição adicional da instalação.
– Sobreaquecimento de equipamento (transformadores, motores, …) e consequentemente redução do seu tempo de vida
– Danos em equipamentos sensíveis (PC´s, autómatos, sistemas de controlo de linhas de produção, etc.).
– Recusa de novas instalações e deslocalização tendo em consideração o aumento de poluição na rede de fornecimento

A avaliação da qualidade da alimentação considera principalmente dois parâmetros:
– a continuidade do fornecimento de energia, ou seja, sem interrupções no fornecimento da energia elétrica.
– a qualidade da tensão, entendida como a qualidade da forma de onda (amplitude, frequência, variações, etc.).

Existem muitos fatores que afetam a qualidade da energia elétrica. Alguns dos mais importantes são os seguintes:
– fatores relacionados com a exploração da rede eléctrica (de gestão e funcionamento da rede, manutenção, etc.)
– fatores relacionados com o utilizador final (falhas na instalação, a poluição emitida para a rede, etc.)
– independente (fatores ambientais, fenómenos meteorológicos, danos causados por terceiros, etc.)

Monitorização da Qualidade da Energia e as Harmónicas

A monitorização da Qualidade da Energia já é um serviço prestado pelas concessionárias da rede para os seus principais clientes (principalmente grandes utilizadores de energia, industriais e comerciais). Muitos estudos têm demonstrado que a maior parte dos problemas acontecem dentro de instalações do cliente. Isso significa que a monitorização da qualidade da energia após o contador do utilizador oferece uma gama de benefícios, tanto para o fornecedor de energia como para o utilizador final. Isto é ainda mais verdadeiro num cenário onde muitos utilizadores finais são também produtores de energia.

Com a monitorização da Qualidade da Energia é possível detetar as fontes / causas dos problemas dentro da rede do utilizador final. A solução será, ou a remoção da fonte poluidora ou o dimensionamento de uma solução que elimine os principais problemas/perturbações que prejudicam o negócio do utilizador final de energia. Ambas as soluções geralmente custam muito menos do que os potenciais danos que possam derivar.

Ainda assim um grande número de utilizadores finais não investe nesse campo e ignoram a eficiência que pode derivar da correção dos problemas com a má qualidade da energia. Além da falta de informação, uma das principais razões é também que grande parte do custo da má Qualidade da Energia está escondida. Por conseguinte, um sistema de monitorização é um dos passos mais relevantes para a otimização da Qualidade de Energia.

Como o podemos ajudar

Os nossos analisadores e gestores da energia da familia Kilo PQ, além de medir e gerir o consumo de energia, são projetados para monitorizar a qualidade da energia, controlar a instalação e os equipamentos, as cargas de trabalho.

A família de equipamentos Kilo PQ é utilizada para:
– a gravação de eventos de qualidade da energia
– manutenção preventiva
– deteção das perturbações de qualidade da energia
– campanhas de medida de qualidade da energia, para períodos específicos, definidos pelo utilizador
– monitorização do cumprimento das normas de qualidade da energia (NP EN50160) ou padrões de serviço

Qualidade da Energia (Classe S – EN 61000-4-30): Log de Eventos

O Kilo D6 PQ deteta e regista vários eventos com uma resolução de um ciclo (com data / hora* de cada evento, tipo de evento, fase de tensão, duração, mín / valor máximo atingido durante o evento e classificação UNIPEDE) útil para monitorizar a qualidade da energia (funções relacionadas com as normas EN 50160 e EN 61000-4-30 Classe S).

Os parâmetros para a definição de eventos/perturbações são programáveis.

Tipos de eventos:
– cava de tensão
– sobretensão
– elevação da corrente (e sua direção)
– interrupção

Detalhe do gráfico de eventos
O Kilo D6 PQ inclui uma funcionalidade denominada “detalhe gráfico do evento” que permite gravar e exibir as tendências de início e de fim do evento com um prazo (para ambos início e fim) de um segundo (programável).

Classificação dos eventos e tabela UNIPEDE
O Kilo D6 PQ pode mostrar o tempo e a classificação de uma sucessão de eventos:

e mantém um diagrama de distribuição de eventos com base na percentagem do parâmetro considerado em relação ao seu valor de referência e duração, de acordo com o indicado na UNIPEDE (International Union of Producers and Distributors of Energy).

Exemplo: na última coluna da tabela abaixo, o S1 indica uma elevação de tensão com uma duração entre 10 e 500 ms (consulte a tabela da UNIPEDE acima), enquanto que a X2 indica uma queda de tensão inferior a 5% da tensão nominal, com uma duração entre os 10 e os 200 ms).

Campanhas de Medida
Com o Kilo D6 PQ é possível configurar na memória do equipamento a campanha de medição e os vários parâmetros com uma amostragem programável.

Exemplo de uma campanha diária de medição das 3 tensões de fase:

No que diz respeito à qualidade de tensão o Kilo PQ refere-se à norma europeia EN 50160, que distingue as diferentes perturbações em fenómenos contínuos e eventos de tensão.

Os fenómenos contínuos são:
– variações de frequência
– variações da tensão da alimentação
– desequilíbrio da tensão
– harmónicas de tensão
– interrupções da tensão de alimentação
– cavas de tensão(por vezes chamados de “micro cortes”)
– sobretensões
– transitórios de tensão

Os eventos de tensão são:
– interrupções da tensão de alimentação
– cavas de tensão (por vezes chamados de micro-cortes)
– sobretensões
– transitórios de tensão

Origem das perturbações:
A poluição está sempre presente nas redes elétricas e são produzidas principalmente por:
– falha na linha de fornecimento do utilizador ou noutra linha ligada a esta
– falha na rede elétrica interna do utilizador
– elevação da corrente dos transformadores ou condensadores
– variação rápida de cargas ou correntes de pico de motores
– cargas não lineares (variadores de frequência, AVAC, iluminação, etc)

Indicadores da Qualidade da Tensão. O que medir.

A monitorização da qualidade da tensão examina os seguintes parâmetros:

– amplitude e mudanças rápidas / lentas de tensão
– cavas de tensão
– harmônicas
– desequilíbrio de tensão

Ao executar um programa de monitorização de Qualidade da Energia é importante considerar que a rede muda continuamente. Dispositivos de medição tradicionais não são adequados para a monitorização de cargas não lineares, e o equipamento a utilizar deve medir em True RMS (verdadeiro valor eficaz), bem como especificar a gama de harmónicas medidas.
A Infocontrol desenvolveu, desde a sua fundação, uma oferta de equipamentos para monitorização da qualidade e gestão da energia, serviços de apoio e soluções reparadoras para as perturbações elétricas.

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