A qualidade de energia elétrica (QEE) de um sistema pode ser definida como ter uma tensão similar a uma forma de onda de uma senoide pura com a amplitude definida. O conceito de qualidade de energia se estendeu em aplicações industriais devido ao crescimento do número de equipamentos eletrônicos altamente sensíveis. Atualmente, os problemas de qualidade de energia estão crescendo devido a fatores como a poluição das redes com o tempo [Agalar and Kaplan, 2018].
Com o crescimento dos problemas com qualidade de energia, principalmente no meio industrial, os limites dos indicadores de qualidade devem ser regulamentados. No Brasil, estes indicadores e seus limites são padronizados pelo PRODIST.
PRODIST
Os Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional são documentos elaborados pela ANEEL, com a participação dos agentes de distribuição e de outras entidades e associações do Setor Elétrico Nacional, que normatizam e padronizam as atividades técnicas relacionadas ao funcionamento e desempenho dos sistemas de distribuição de energia elétrica. Os principais objetivos do PRODIST são:
- Garantir que os sistemas de distribuição operem com segurança, eficiência, qualidade e confiabilidade;
- Propiciar o acesso aos sistemas de distribuição, assegurando tratamento não discriminatório entre agentes;
- Disciplinar os procedimentos técnicos para as atividades relacionadas ao planejamento da expansão, à operação dos sistemas de distribuição, à medição e à qualidade da energia elétrica;
- Estabelecer requisitos para os intercâmbios de informações entre os agentes setoriais;
- Assegurar o fluxo de informações adequadas à ANEEL;
- Disciplinar os requisitos técnicos na interface com a Rede Básica, complementando de forma harmônica os Procedimentos de Rede.
Em relação à qualidade de energia, o módulo 8 define a terminologia e os indicadores, caracteriza os fenômenos, estabelece os limites ou valores de referência, a metodologia de medição, a gestão das reclamações relativas à conformidade de tensão em regime permanente e às perturbações na forma de onda de tensão e os estudos específicos de qualidade da energia elétrica para fins de acesso aos sistemas de distribuição [ANEEL, 2016].
Estes indicadores podem ser melhor entendidos da forma abaixo:
Variação de tensão em regime permanente – DRP e DRC
Este indicador é definido pela variação percentual da amplitude da senoide da tensão por um tempo maior que três minutos. O documento estabelece os limites percentuais adequados, precários e críticos para os níveis de tensão em regime permanente, os critérios de medição e de registro e os prazos.
Qualidade de energia – DRP e DRC
Para compensação ao consumidor, caso as medições de tensão excedam os limites dos indicadores, estes sendo DRP – índice de duração relativa da transgressão para tensão precária igual a 3% e DRC – índice de duração relativa da transgressão para tensão crítica igual 0,5% [ANEEL, 2018].
Desequilíbrio de tensão – FD
O desequilíbrio de tensão é o fenômeno caracterizado por qualquer diferença verificada nas amplitudes entre as três tensões de fase de um determinado sistema trifásico, e/ou na defasagem elétrica de 120° entre as tensões de fase do mesmo sistema. O indicador levado em conta para a regulamentação é o percentil 95% do Fator de Desequilíbrio de Tensão, FD95%, que tem como limites 3%, para tensão nominal menor ou igual a 1kV e 2% para tensões nominais entre 1kV e 230kV [ANEEL, 2018]. O percentil é uma medida usada em estatística que indica o valor em que a porcentagem em questão dos dados avaliados se encaixa. No caso dos indicadores de qualidade de energia, o percentil 95% do indicador define o valor em que 95% dos indicadores calculados estarão abaixo.
Flutuação de tensão – PST e PLT
A flutuação de tensão é um fenômeno caracterizado pela variação aleatória, repetitiva ou esporádica do valor eficaz ou de pico da tensão instantânea. A determinação da qualidade da tensão do sistema de distribuição quanto à flutuação de tensão tem por objetivo avaliar o incômodo provocado pelo efeito da cintilação luminosa no consumidor, que tenha em sua unidade consumidora pontos de iluminação alimentados em baixa tensão.
Os indicadores levados em conta para a regulamentação são os percentis 95% do PST – Severidade de Flutuação de Tensão de Curta Duração e PLT – Severidade de Flutuação de Tensão de Longa Duração. Os limites destes indicadores também variam com a tensão nominal da subestação medida, indo de 1 a 2pu [ANEEL, 2018].
Variações de tensão de curta duração – FI
Variações de tensão de curta duração (VTCD) são desvios significativos na amplitude do valor eficaz da tensão durante um intervalo de tempo inferior a três minutos. Para se obter o indicador FI – Fator de Impacto, levado em conta para a regulamentação, estes eventos de VTCD são segregados por tempo e magnitude, sendo que cada segregação tem seu fator de ponderação de sensibilidade(multiplicador), depois é feita uma média ponderado destes dados, que dá como resultado o indicador FI, que tem como limite o valor 1pu [ANEEL, 2018].
Distorções Harmônicas – DTT
As distorções harmônicas são fenômenos associados a deformações nas formas de onda das tensões e correntes em relação à onda senoidal da frequência fundamental. Os indicadores levados em conta para a regulamentação são os percentis 95% das Distorções Harmônicas Totais para os harmônicos de ordem par não múltiplos de 3, ímpar não múltiplos de 3 e harmônicos múltiplos de 3, respectivamente DTTP 95%, DTTi 95% e DTT3 95%. Seus limites dependem da faixa de tensão nominal referente [ANEEL, 2018].