A industria da automação esta a todo vapor. Cada dia que passa, mais sistemas são criados ou adaptados para que os sistemas de produção sejam melhorados, as perdas sejam minimizadas, a qualidade seja melhorada e principalmente os custos sejam reduzidos, sem prejudicar os demais itens anteriores citados. Pois bem isto demanda sistemas controlados por microcomputadores, microcontroladores, microprocessadores e inúmeros componentes eletrônicos que vai além de sendo minimizados em tamanho, são maximizados em velocidade de comunicação, o que os torna mais sensíveis. Mas toda esta parafernália eletrônica e automática depende de uma fonte de energia elétrica para que ela funcione. Esta fonte de energia é um dos principais problemas atualmente. O empresário ao adquirir um sistema automatizado, se preocupa com a eficiência que este trará ao seu sistema, e como esta eficiência vai ser melhor do que ele possui atualmente não se preocupa em obter a maior eficiência do sistema adquirido e não investe em qualidade da energia elétrica. É ai que mora o perigo, pois o empresário adquire um sistema automático e a sua energia elétrica, que tem na rede todos os equipamentos ligados e sofre variações de tensão acabam sendo o motivo de várias paradas de funcionamento. Neste momento o leigo e os tradicionalistas culpam o sistema de automação e dizem: Esta vendo, quando não tinha esta parafernália eletrônica não dava problemas, agora olha ai, tem paradas todos os dias. Vamos observar algumas coisas. Eu citei que os equipamentos automáticos estão cada vez mais rápidos e precisam cada vez mais estabilidade da alimentação. A concessionária de energia elétrica tem um limite para mais e para menos para lhe fornecer um determinado nível de tensão que em média é de +/- 10%. As maquinas com a partida de motores exigem da rede uma carga muito maior do que para o funcionamento e sabemos que estas redes de energia não são superdimensionadas, o que os faz gerar uma queda de tensão maior do que o fornecido pela concessionária. Também temos a inserção de vários dispositivos, como capacitores na rede para cuidar de fatores de potencia, etc. É neste momento que a tensão varia e os equipamentos sentem, acusam falha e simplesmente param, ou perdem seus parâmetros. É necessário cuidar da alimentação destes equipamentos alimentando-os com sistemas estabilizados com estabilizadores de tensão, ou sistemas integrados como nobreaks dupla conversão on line que já possuem estabilizadores em sua composição.
Pense nisso e busque ajuda de especialistas para que seu sistema de automação seja utilizado no máximo de sua capacidade, justificando assim o seu investimento.
Por Edson Martinho
26 de dezembro de 2009
OS RISCOS DA INTERRUPÇÃO DO FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA “O APAGÃO”.
Recentemente ocorreu um episódio no Brasil que despertou toda a insegurança sobre a necessidade de uma estabilidade na energia elétrica, que foi conhecido como “apagão”. O problema, aparentemente causado por causas atmosféricas e reconhecido pelo governo que precisava de um reforço nas instalações de transmissão e distribuição deste nosso sistema, causou uma série de efeitos danosos aos usuários de energia elétrica, ou seja, 100% dos grandes centros. Foram prejuízos incalculáveis, desde a perda de um sinal de transmissão de um dado, até a perda de uma produção, como citado pela VolksVagem que deixou de produzir naquele período cerca de 1500 carros e 800 motores. Bares e restaurantes ficaram sem ter como calcular a conta dos clientes e também não puderam receber, pois os sistemas, todos automáticos, não funcionavam pela falta de energia. Após este apagão generalizado que assolou cerca de 60% do país, outros pequenos apagões foram relatados, no Rio de Janeiro, em Brasília em São Paulo, etc. Isto mostra que as interrupções são constantes no nosso sistema, e ocorrem principalmente pelas inúmeras variáveis que compõem nosso sistema de transmissão e distribuição de energia. Diante deste cenário e com a experiência e observação do dia a dia, vejo que muitos usuários de energia elétrica não estão preparados para as interrupções de longa duração que é caracterizada pela ausência de tensão em períodos acima de 1 minuto. Uma cena interessante que presenciei cerca de 2 meses. Estava em um posto destes de estrada no interior de São Paulo, e parei para tomar um café. O posto tem aqueles conjunto de mercearia, bar, restaurante e café. O sistema é todo automatizado, com controle por cartão e leitura de código de barras, onde o cliente faz o pedido e a atendente só lança o pedido no número do cartão, e quando você vai pagar, o caixa somente faz a leitura do código de barras e pronto, sua conta esta fechada. Pois bem a empresa investiu alto no sistema automatizado, mas de repente estávamos sem energia elétrica da concessionária e o ambiente ficou as escuras, ou melhor, com as lâmpadas de emergência acesa, mas ai é que vem o caos. O restaurante não possui um sistema de backup de energia, ou seja, nem gerador auxiliar, nem nobreak ou outro sistema que pudesse manter pelo menos o sistema de automação funcionando e foi ai que eu vi o problema e começou o prejuízo. Eu havia tomado meu café e minha compra havia sido registrada no meu cartão, eram compras por Kg, portanto não havia como saber o valor. Não comprei mais nada e os caixas não funcionavam, então ficamos lá por alguns minutos, até que a gerencia decidiu liberar todos que estavam na minha condição sem pagar nada. Haviam cerca de 50 pessoas na mesma condição. Não me lembro quanto eu havia gastado, mas suponhamos que tenha sido R$15,00 em média. Teríamos 15,00 x 50= R$ 750,00 de prejuízo em alguns minutos sem energia elétrica. Este é um pequeno exemplo, com um prejuízo relativamente pequeno, imagine uma empresa que nesta interrupção tem seus sistemas desconfigurados e ao retornar a energia ainda precisa de um tempo maior para ajustar os parâmetros. Inúmeros casos de interrupção de energia e prejuízo são contabilizados e as pessoas não percebem que precisam estar preparados para isto. Invista um pouco mais e adquira uma fonte alternativa de energia para alimentar pelo menos seus sistemas de controle e comando para que o prejuízo não seja maior. Aos projetistas de automação, preocupem-se com a qualidade da energia elétrica que irá alimentar o seus sistema de automação, pois ele pode ficar inútil em caso de interrupção de energia elétrica.
Por Edson Martinho
Por Edson Martinho
27 de julho de 2009
QUALIDADE DA ENERGIA: COMO TORNÁ-LA VIÁVEL.
Há mais de 7 anos trabalho com a informação sobre a qualidade da energia elétrica, comecei acompanhando um colega (o Eng. Hilton Moreno), em suas palestras e depois acabei assumindo a divulgação deste assunto que assola os colegas profissionais, principalmente na indústria. Desde o começo deste meu trabalho venho observando os comentários nas palestras e também alguns trabalhos que desenvolvi como consultor, que mostra a falta de visão e compreensão do assunto qualidade da energia pelos profissionais, sobretudo aqueles ligados à manutenção e conservação das instalações elétricas industriais. O problema está na falta de convencimento próprio do profissional, que não percebe que tem nas mãos as ferramentas mais poderosas para que ele torne a solução dos problemas de qualidade de energia viável. Eu explico: atualmente muito se investe em conservação de energia com programas internos de economia de energia, envolvendo todos os funcionários em semanas de eficiência energética, e uma série de atitudes que tem como base duas premissas: a primeira é que estamos contribuindo para a sustentabilidade do planeta, economizando os insumos; a segunda, e mais importante na visão do empresário, é que ele está investindo em algo que lhe dará retorno em um certo período, ou seja, ele está melhorando suas instalações para economizar no consumo de insumos, como eletricidade, gás, óleo etc. Esta base é resultado de cálculos que são realizados por profissionais que deduzem que se você substituir uma lâmpada incandescente de 60W por uma fluorescente compacta de 20W, terá a mesma ou melhor eficiência de iluminação, porém irá economizar cerca de 60% de energia elétrica consumida. O problema é que enquanto uma lâmpada incandescente custa 1 real, uma lâmpada compacta custa 10 reais, então qual é o segredo? Se você gasta 9 reais a mais hoje, mas a sua lâmpada dura 3 vezes mais e você economiza 60% da energia consumida você terá este retorno em 1,5 anos (os valores tem finalidade unicamente ilustrativa). Desta forma se convence um empresário que ele deverá investir tal valor para recuperar este valor no futuro. Esta é uma conta básica de mais e menos – soma e subtração.
Voltamos aos profissionais da indústria e a qualidade da energia elétrica. Se um certo distúrbio, por exemplo, surto de tensão, causado por uma descarga atmosférica que causa a queima de placas eletrônicas de controle de uma máquina, fazendo com que ela pare a produção, é de certa forma constante, este custo deve ser contemplado na busca por solução. Por exemplo: se uma solução para este distúrbio seja aplicar um DPS (protetor de surto) que tem um custo X, basta avaliar o quanto se gasta / perde com a parada da produção devido ao distúrbio; quantas vezes este distúrbio ocorre em média no ano e dividir pelo custo da solução, você terá o valor do investimento e tempo de retorno. Daí você vai dizer: “Mas as descargas atmosféricas são imprevisíveis!”. Eu concordo, mas tenho a certeza que você tem no seu histórico nos 2 últimos anos, quantas vezes aconteceu a parada de máquina. Isso já lhe dá uma dica.
Então vamos para outro exemplo: um afundamento de tensão que proporciona uma falha em um equipamento de controle e este afundamento acontece 1 vez por semana. Todas as vezes que aconteceu este afundamento, o seu equipamento causou uma falha no sistema e você perdeu 5 peças da sua produção. Façamos o cálculo: quanto custa as 5 peças (valor de custo) multiplicadas pela freqüência de 52 vezes (todas as semanas do ano), e compare com o custo da solução, projete isto por ano e transforme em taxa de retorno do investimento. Pronto, você tem o argumento. Isso sem contar tempo de vida útil de equipamento, que é reduzido pelos problemas de qualidade da energia, o tempo de parada de produção, refugo, etc.
Portanto, recomendo que trate qualidade da energia como se trata a eficiência energética, pois os argumentos estão à mão, o que temos que fazer é transformá-los em retorno.
Por Edson Martinho
Voltamos aos profissionais da indústria e a qualidade da energia elétrica. Se um certo distúrbio, por exemplo, surto de tensão, causado por uma descarga atmosférica que causa a queima de placas eletrônicas de controle de uma máquina, fazendo com que ela pare a produção, é de certa forma constante, este custo deve ser contemplado na busca por solução. Por exemplo: se uma solução para este distúrbio seja aplicar um DPS (protetor de surto) que tem um custo X, basta avaliar o quanto se gasta / perde com a parada da produção devido ao distúrbio; quantas vezes este distúrbio ocorre em média no ano e dividir pelo custo da solução, você terá o valor do investimento e tempo de retorno. Daí você vai dizer: “Mas as descargas atmosféricas são imprevisíveis!”. Eu concordo, mas tenho a certeza que você tem no seu histórico nos 2 últimos anos, quantas vezes aconteceu a parada de máquina. Isso já lhe dá uma dica.
Então vamos para outro exemplo: um afundamento de tensão que proporciona uma falha em um equipamento de controle e este afundamento acontece 1 vez por semana. Todas as vezes que aconteceu este afundamento, o seu equipamento causou uma falha no sistema e você perdeu 5 peças da sua produção. Façamos o cálculo: quanto custa as 5 peças (valor de custo) multiplicadas pela freqüência de 52 vezes (todas as semanas do ano), e compare com o custo da solução, projete isto por ano e transforme em taxa de retorno do investimento. Pronto, você tem o argumento. Isso sem contar tempo de vida útil de equipamento, que é reduzido pelos problemas de qualidade da energia, o tempo de parada de produção, refugo, etc.
Portanto, recomendo que trate qualidade da energia como se trata a eficiência energética, pois os argumentos estão à mão, o que temos que fazer é transformá-los em retorno.
Por Edson Martinho
31 de março de 2009
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA, PERDAS E O PRODIST
No Brasil, grande parte do problema da ineficiência energética concentra-se no lado da oferta. A literatura internacional estima as perdas técnicas médias dos sistemas elétricos (por efeitos joule e corona, fugas de corrente e perdas de transformação) em 7% da energia gerada, sendo 2% na transmissão e 5% na distribuição. Já no Brasil, essas perdas são avaliadas em 15% de toda a energia que se produz, dos quais 7% ocorrem nas redes das transmissoras e nada menos que 8% nas das distribuidoras. Tratando exclusivamente da distribuição, o volume das perdas totais (técnicas + comerciais) equivale a 15% do mercado. Para ter uma ideia do valor monetário disso, tome-se o ano de 2007, cujos dados estão mais à mão: o mercado atendido pelas concessionárias naquele ano alcançou 378,4 TWh, o que significa que as perdas corresponderam a algo como 56,9 TWh (15%). Como a tarifa média de venda de energia em 2007 foi de R$ 252,91, resulta que a valoração das nossas perdas, apenas na distribuição, atingiu no ano retrasado robustos R$ 14,35 bilhões, sem considerar a não arrecadação de tributos sobre a venda dessa energia.
O setor de distribuição de energia elétrica nacional experimentou um inegável avanço de eficiência depois das mudanças iniciadas em 1995, com as privatizações, a reforma institucional e o advento de certo nível de competição. Nos anos recentes, porém, apesar dos esforços das distribuidoras e da atuação do órgão regulador, não se têm verificado avanços significativos (considerando, bem entendido, o conjunto das empresas) em termos de índices de perdas, por exemplo, ou dos indicadores relativos a interrupções do fornecimento. Por outro lado, o setor sempre se ressentiu da falta de uma regulamentação que padronizasse as atividades técnicas relacionadas ao seu funcionamento, como a já existente há anos para a área de transmissão. Esta lacuna foi preenchida recentemente. Após quase 10 anos em elaboração, publicaram-se em dezembro passado os Procedimentos de Distribuição, ditos "Prodist", um conjunto de documentos estabelecendo requisitos voltados a garantir a operação segura e eficiente e o acesso equânime aos sistemas de distribuição, a disciplinar os procedimentos relativos ao planejamento da expansão, à medição e à qualidade da energia, e a regulamentar o intercâmbio de informações entre os agentes e a Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), além de outros objetivos.
Entre outras novidades, um dos oito módulos que o constituem dedica-se à qualidade da energia elétrica, contemplando fenômenos, até então ignorados na regulamentação setorial, relativos a perturbações de tensão, como harmônicos, desequilíbrios, flutuações e variações de curta duração - a exemplo dos já onipresentes afundamentos. Com módulos específicos sobre apuração e cálculo das perdas, possibilitando a comparação e o acompanhamento da evolução desse parâmetro por segmentos, ou sobre os requisitos para prestação de contas ao órgão regulador, os Prodist são reputados como documentos afinados com as expectativas de modernização do setor, tanto por parte dos consumidores quanto das próprias distribuidoras. Chegam com a missão, oxalá bem sucedida, de auxiliar o setor elétrico nacional a aproximar seus indicadores de desempenho daqueles exibidos no Primeiro Mundo.
Fonte: revista Eletricidade Moderna - jan 2009
O setor de distribuição de energia elétrica nacional experimentou um inegável avanço de eficiência depois das mudanças iniciadas em 1995, com as privatizações, a reforma institucional e o advento de certo nível de competição. Nos anos recentes, porém, apesar dos esforços das distribuidoras e da atuação do órgão regulador, não se têm verificado avanços significativos (considerando, bem entendido, o conjunto das empresas) em termos de índices de perdas, por exemplo, ou dos indicadores relativos a interrupções do fornecimento. Por outro lado, o setor sempre se ressentiu da falta de uma regulamentação que padronizasse as atividades técnicas relacionadas ao seu funcionamento, como a já existente há anos para a área de transmissão. Esta lacuna foi preenchida recentemente. Após quase 10 anos em elaboração, publicaram-se em dezembro passado os Procedimentos de Distribuição, ditos "Prodist", um conjunto de documentos estabelecendo requisitos voltados a garantir a operação segura e eficiente e o acesso equânime aos sistemas de distribuição, a disciplinar os procedimentos relativos ao planejamento da expansão, à medição e à qualidade da energia, e a regulamentar o intercâmbio de informações entre os agentes e a Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), além de outros objetivos.
Entre outras novidades, um dos oito módulos que o constituem dedica-se à qualidade da energia elétrica, contemplando fenômenos, até então ignorados na regulamentação setorial, relativos a perturbações de tensão, como harmônicos, desequilíbrios, flutuações e variações de curta duração - a exemplo dos já onipresentes afundamentos. Com módulos específicos sobre apuração e cálculo das perdas, possibilitando a comparação e o acompanhamento da evolução desse parâmetro por segmentos, ou sobre os requisitos para prestação de contas ao órgão regulador, os Prodist são reputados como documentos afinados com as expectativas de modernização do setor, tanto por parte dos consumidores quanto das próprias distribuidoras. Chegam com a missão, oxalá bem sucedida, de auxiliar o setor elétrico nacional a aproximar seus indicadores de desempenho daqueles exibidos no Primeiro Mundo.
Fonte: revista Eletricidade Moderna - jan 2009
20 de fevereiro de 2009
A QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA NA INDUSTRIA
(texto na íntegra sem modificações)
No cenário de competição industrial global cada vez mais exigente em que vivemos, deve-se assegurar que são utilizados todos os meios para garantir que os recursos investidos sejam rentabilizados da melhor forma possível, optimizando-se a produção a nível da quantidade, e principalmente da qualidade, e evitando-se perdas desnecessárias. Os prejuízos económicos resultantes dos problemas de qualidade de energia eléctrica nas indústrias são muito elevados, e por isso essa questão é hoje, mais do que nunca, objecto de grande preocupação. Estudos realizados na Europa comprovam que a maioria das empresas não têm as suas instalações eléctricas preparadas para lidar com os problemas de qualidade de energia eléctrica, tendo em conta a realidade dos equipamentos utilizados nos processos produtivos. Além disso, verificou-se que, na maior parte dos casos os responsáveis pelas instalações eléctricas nas empresas não associam os problemas que ocorrem ao facto das instalações não estarem adequadas aos problemas de qualidade de energia a que estão sujeitos. Uma empresa que não esteja preparada para lidar com este tipo de problemas, para além de pagar mais energia eléctrica do que aquela que efectivamente necessita (devido ao acréscimo de perdas nas instalações), pode ter ainda que suportar custos acrescidos substanciais devidos à interrupção ou deterioração de processos produtivos, ou à avaria dos equipamentos utilizados, o que a pode ter como resultado produtos ou serviços de qualidade inferior e com custos superiores aos das empresas concorrentes. O número de conversores electrónicos de potência utilizados, sobretudo na indústria, mas também pelos consumidores em geral, não pára de aumentar. Em resultado disso é possível observar uma crescente deterioração das formas de onda de corrente e tensão dos sistemas de potência. Um estudo realizado na Europa em 1998 mostrou que vários problemas de qualidade de energia, tais como, o elevado conteúdo harmónico nas correntes e tensões das instalações eléctricas, sistemas de terra mal ligados, ou o sobreaquecimento dos condutores de fase e neutro, não eram considerados assuntos importantes, não sendo assim associados aos problemas ocorridos nas instalações, não sendo por esse facto quantificados em termos de custos adicionais para as empresas. Convém realçar que o facto das instalações eléctricas não estarem em condições de fazer face aos problemas de qualidade de energia não se deve necessariamente a erros no projecto inicial, mas sim devido a alterações nos tipos de equipamentos utilizados pelas empresas nos últimos anos, que por um lado se tornaram mais sensíveis a perturbações (por incluírem sistemas de controlo baseados em microelectrónica), e que por outro lado passaram, muitos deles, a contribuir para os problemas de qualidade de energia, por funcionarem como cargas não lineares. Neste texto será abordado o tema da análise e solução dos problemas relacionados com a qualidade da energia eléctrica, na sua vertente mais clássica – perturbações causadas por sobretensões e subtensões, interrupções de serviço, etc. – e, principalmente, no que diz respeito aos problemas causados pelos harmónicos, decorrentes da utilização de cargas não lineares.
AUTORES: Afonso, João L.; Martins, Júlio S. (Universidade do Minho)
No cenário de competição industrial global cada vez mais exigente em que vivemos, deve-se assegurar que são utilizados todos os meios para garantir que os recursos investidos sejam rentabilizados da melhor forma possível, optimizando-se a produção a nível da quantidade, e principalmente da qualidade, e evitando-se perdas desnecessárias. Os prejuízos económicos resultantes dos problemas de qualidade de energia eléctrica nas indústrias são muito elevados, e por isso essa questão é hoje, mais do que nunca, objecto de grande preocupação. Estudos realizados na Europa comprovam que a maioria das empresas não têm as suas instalações eléctricas preparadas para lidar com os problemas de qualidade de energia eléctrica, tendo em conta a realidade dos equipamentos utilizados nos processos produtivos. Além disso, verificou-se que, na maior parte dos casos os responsáveis pelas instalações eléctricas nas empresas não associam os problemas que ocorrem ao facto das instalações não estarem adequadas aos problemas de qualidade de energia a que estão sujeitos. Uma empresa que não esteja preparada para lidar com este tipo de problemas, para além de pagar mais energia eléctrica do que aquela que efectivamente necessita (devido ao acréscimo de perdas nas instalações), pode ter ainda que suportar custos acrescidos substanciais devidos à interrupção ou deterioração de processos produtivos, ou à avaria dos equipamentos utilizados, o que a pode ter como resultado produtos ou serviços de qualidade inferior e com custos superiores aos das empresas concorrentes. O número de conversores electrónicos de potência utilizados, sobretudo na indústria, mas também pelos consumidores em geral, não pára de aumentar. Em resultado disso é possível observar uma crescente deterioração das formas de onda de corrente e tensão dos sistemas de potência. Um estudo realizado na Europa em 1998 mostrou que vários problemas de qualidade de energia, tais como, o elevado conteúdo harmónico nas correntes e tensões das instalações eléctricas, sistemas de terra mal ligados, ou o sobreaquecimento dos condutores de fase e neutro, não eram considerados assuntos importantes, não sendo assim associados aos problemas ocorridos nas instalações, não sendo por esse facto quantificados em termos de custos adicionais para as empresas. Convém realçar que o facto das instalações eléctricas não estarem em condições de fazer face aos problemas de qualidade de energia não se deve necessariamente a erros no projecto inicial, mas sim devido a alterações nos tipos de equipamentos utilizados pelas empresas nos últimos anos, que por um lado se tornaram mais sensíveis a perturbações (por incluírem sistemas de controlo baseados em microelectrónica), e que por outro lado passaram, muitos deles, a contribuir para os problemas de qualidade de energia, por funcionarem como cargas não lineares. Neste texto será abordado o tema da análise e solução dos problemas relacionados com a qualidade da energia eléctrica, na sua vertente mais clássica – perturbações causadas por sobretensões e subtensões, interrupções de serviço, etc. – e, principalmente, no que diz respeito aos problemas causados pelos harmónicos, decorrentes da utilização de cargas não lineares.
AUTORES: Afonso, João L.; Martins, Júlio S. (Universidade do Minho)
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