QUALIDADE DE ENERGIA E PARALISAÇÃO DE CONSUMIDORES. O QUE PODE SER FEITO NO ÂMBITO DA INDÚSTRIA?

16 de outubro de 2018 - 8 minutes read

soluções para paralisações em instalações elétricas industriais

artigo científico com inovações tecnológicasNa última edição da ABM Week os engenheiros da SENIOR palestraram sobre um artigo de Ildeu Marques, Paulo Costa e Gabriel Marques. Confira-o abaixo.

 

Resumo

Este artigo apresenta a experiência dos seus autores em evitar ou minimizar a paralisação de inúmeras plantas industriais de celulose, cimento, mineração, etc., empregando técnicas relativamente simples e econômicas. A experiência tem mostrado que, excetuando-se os desligamentos no alimentador do consumidor, 80% dos fenômenos ocorridos na concessionária, e que paralisam uma planta industrial, podem ser controlados a custos baixos na própria indústria, agindo sobretudo na área de controle dos equipamentos dessas indústrias.

Palavras-chave: Qualidade de energia; Continuidade de fornecimento; Subtensões momentâneas.

 

1 INTRODUÇÃO

As modificações no sistema econômico mundial (fenômeno da globalização) obrigaram (e ainda estão obrigando) as indústrias produtoras de bens à modernização rápida, como forma de sobrevivência a uma dura competição internacional. A modernização exige a obtenção de elevados índices de produtividade conseguida pela introdução maciça dos equipamentos da tecnologia da informação. Estes são equipamentos microprocessados, digitais, com saídas seriais, permitindo a associação em rede e integração a sistemas de hierarquia superior. Na indústria, destacam-se os controladores lógicos programáveis (CLP’s), os sistemas digitais de controle distribuídos (SDCD’s), os microcomputadores de processo, os inversores de frequência, os conversores CA/CC, os instrumentos de medição microprocessados (medidores de fluxo, vazão, pressão, nível, etc.), os relés de proteção e medidores microprocessados digitais (numéricos), os centros de processamento de dados (CPD’s), equipamentos robotizados, etc..

Dentro deste quadro da economia, percebe-se que paralisar uma planta industrial por fenômenos ocorridos na concessionária, tornou-se algo grave, e mesmo intolerável. Daí as intensas cobranças que os consumidores de energia elétrica fazem das suas companhias supridoras.

O fenômeno é agravado pelo fato de que os processos industriais modernos utilizam em geral, linhas contínuas. A queda de um equipamento gera a interrupção de toda uma linha de produção, através dos intertravamentos dos sistemas de controle (CLP, por exemplo).

Distúrbios na rede da concessionária provocam perda de tempo e de faturamento nas indústrias consumidoras de energia elétrica. Alguns processos produtivos como plantas de celulose e papel e algumas plantas químicas podem requerer horas para restaurar novamente o processo, após uma parada intempestiva. Também, a partida de uma grande fábrica é algo temido. Os equipamentos elétricos e mecânicos são submetidos a esforços térmicos e dinâmico muito superior ao de trabalho, e não é raro a queda ou falha de um equipamento de grande porte no “arranque” da fábrica. Verifica-se, pois, que a parada das plantas industriais, por distúrbios na concessionária, é de todo indesejável, e mesmo inadmissível.

Do exposto, conclui-se que é necessária uma visão adequada dos fenômenos da rede elétrica que podem afetar uma indústria moderna de alta tecnologia, bem como a forma de eliminá-los ou minimizá-los.

2 DESENVOLVIMENTO

2.1 Tipos de Fenômenos

Os fenômenos mais importantes relacionados com a qualidade de energia, utilizando uma proposta de nomenclatura brasileira, são: surtos de tensão, transitórios oscilatórios de tensão, subtensões momentâneas (afundamentos, mergulhos ou “sags”), interrupções momentâneas de tensão, sobretensões momentâneas, distorções harmônicas e cortes na tensão [1].

Entre todos os fenômenos que podem afetar os processos industriais de alta tecnologia destacam-se, sem dúvidas, os fenômenos transitórios de sobretensão (surtos) e subtensões momentâneas.

Os fenômenos de sobretensão, mesmo aqueles produzidos por chaveamentos de capacitores, são mais facilmente controlados por técnicas de proteção de surtos e outras, não sendo abordados neste artigo, que tratará fundamentalmente das subtensões momentâneas.

2.2 Subtensões momentâneas

As subtensões momentâneas, são fenômenos que requerem maior atenção, sendo, de longe, a causa mais importante dos desligamentos intempestivos nos processos industriais.

A duração destas diverge de autor para autor, estando compreendida entre, 0,5 ciclo e 1 minuto, sendo que a magnitude da tensão pode cair a valores próximos do valor nulo. Sua causa principal é a ocorrência de curtos-circuitos no sistema de fornecimento de energia, notadamente o curto fase-terra que corresponde, estatisticamente, mais de 70% do universo de curtos-circuitos.

A figura 1 indica que as subtensões momentâneas são provocadas por curtos em ramais adjacentes de transmissão ou distribuição que podem abranger centenas e mesmo milhares de quilômetros de linhas aéreas. Curtos nos ramais de alimentação, diferentemente, provocam desligamentos.

fórmula de QUALIDADE DE ENERGIA

Figura 1. Diagrama unifilar

A maior parte dos curtos-circuitos que ocorrem na concessionária, são do tipo de fase para terra, envolvendo apenas uma fase. As faltas entre três ou duas fases, embora mais severas, são menos comuns.

No Brasil os curtos-circuitos fase-terra nos sistemas de transmissão e distribuição são provocados basicamente por descargas atmosféricas diretas, nos sistemas de transmissão, ou diretas e indiretas (laterais) nos sistemas de distribuição.

Devido ao elevado nível ceráunico as regiões Norte, Sudeste, Centro-Oeste e Sul, estas são as mais atingidas. No Nordeste, onde o nível ceráunico é menor, existe um elevado índice de paralisações devido a queimadas, principalmente de plantações de cana-de-açúcar (Alagoas, Sergipe, Paraíba, Pernambuco, etc.).

No entanto, existem outras causas tais como vento, vandalismo, contato por animais e aves, contaminação de isoladores, acidentes envolvendo veículos automotores (abalroamentos de postes nos circuitos de distribuição, principalmente), falhas humanas em manobras, além de falhas naturais da isolação de equipamentos como transformadores, disjuntores, TC’s, TP’s, isoladores, etc.

Verifica-se, no exposto, que embora as concessionárias se esforcem ao máximo para evitar que ocorram curtos-circuitos no seu sistema, elas não podem eliminá-los completamente.

É importante para os consumidores industriais adotar medidas internas, na sua instalação, para garantir que os equipamentos críticos, sensíveis às subtensões momentâneas, sejam protegidos de forma adequada.

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