Influência dos Equipamentos Eletrônicos na Qualidade de Energia Elétrica em uma

Planta Hospitalar.

F. A. Souza¹, L. G. N. Ferreira² , R. C. D. Arrifano, F. Corrêa

Resumo Este trabalho apresenta análise dos parâmetros que caracterizam uma energia elétrica de qualidade quando suprindo por alguns equipamentos eletrônicos, a exemplo dos inversores de frequência, transformadores e outros que são considerados como cargas não-lineares. Esses equipamentos possuem corrente distorcida, ou seja , a corrente não apresenta mesma forma de onda da tensão. Dessa maneira, a interação entre esses equipamentos eletrônicos e a rede de suprimento é investigada criteriosamente, verificando a contribuição dos mesmos na degradação da energia elétrica. Palavras-chaves Distorções harmônicas; qualidade de energia elétrica; medição de sistema elétrico de potência; equipamentos eletrônicos. Abstract This paper presents an analysis of the parameters that characterize a quality electric power when supplying for some electronic equipment, such as frequency inverters, transformers and others that are considered as non-linear loads, they have distorted current, i.e. the chain does not present the same voltage waveform. In this way, the interaction between these electronic equipment and the supply network is investigated thoroughly, where there is the contribution of same in the degradation of electrical energy. Keywords Harmonic distortions; quality of electric energy; measurement of electric power system; electronic equipment.

I. INTRODUÇÃO A qualidade de um produto ou serviço é um atributo que informa sua eficiência. Alguns requisitos mínimos devem ser mantidos por um sistema de energia elétrica, para que seja considerado adequado. Para caso específico da energia elétrica, a qualidade está associada à ausência de variações de tensão desligamentos, flutuações, surtos entre outros. Esses desvios interferem na Qualidade da Energia Elétrica (QEE) fornecida ao consumidor. Sabe-se. que no Brasil a QEE está associada à conformidade da tensão e às condições do fornecimento, que formam as condições técnicas e a qualidade dos serviços de energia elétrica --------------------------------------------------------------------------

¹F. A. SOUZA, Instituto de Estudos Superior da Amazônia (IESAM),

Belém, Para, Brasil, F_souza2003@ig.com.br. ²L. G. N. FERREIRA, Instituto de Estudos Superior da Amazônia

(IESAM), Belém, Para, Brasil, lferreira@thyssenkruppelevadores.com.br R. C. D. Arrifano, Instituto de Estudos Superiores da Amazônia

(IESAM), Belém, Pará, Brasil, rildoarrifano@prof.iesam-pa.edu.br F. Corrêa, Instituto de Estudos Superiores da Amazônia (IESAM),

Belém, Pará, Brasil, fabio@prof.iesam-pa.edu.br

. Em outros países e mercados comuns o conceito de qualidade de energia utiliza diferentes terminologias, como: África do Sul – é usada terminologia quality of supply; Colômbia – é aplicado termo calidad de la potencia; Estados Unidos – utiliza-se o termo power quality; Europa – emprega-se o conceito de voltage quality[6].O Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) define power quality como o conceito de alimentação e aterramento de equipamento sensível, de forma que a operação do mesmo seja adequada, considerando a poluição harmônica causada pelas cargas. A International Electrotechinical Commission (IEC) emprega o termo Compatibilidade Eletromagnética (Electromagnetic Compatibility – EMC) para descrever a habilidade de dado instrumento ou sistema em funcionar de forma satisfatória no meio eletromagnético, sem introduzir distúrbios eletromagnéticos intoleráveis a qualquer outro equipamento ou sistema que esteja no mesmo meio [1]. O conceito de QEE está intimamente associado ao funcionamento adequado e seguro dos equipamentos, de forma a garantir o conforto desejado aos usuários, sem afetar o meio ambiente de forma negativa. Dentro desse aspecto, a qualidade do fornecimento de energia tem sido avaliada por meio da disponibilidade, conformidade, restaurabilidade e flexibilidade [1]. Nacionalmente, tal conceito é associado basicamente à qualidade da tensão e do serviço de fornecimento de energia. Até o momento, a legislação existente contempla apenas aspectos referentes à continuidade e conformidade no que tange aos limites de variações da tensão fornecida. Entretanto, estudos são desenvolvidos para ampliar essa abrangência, a fim de abarcar outros aspectos que influem diretamente na qualidade da energia, tendo em vista a diversidade de novas tecnologias que estão continuamente sendo conectadas à rede elétrica. Atualmente, a sensibilidade e o desempenho dos equipamentos utilizados pelo consumidor têm definido a qualidade da energia fornecida. Com o avanço da tecnologia e a redução dos custos de fabricação, um número cada vez maior de equipamentos com circuitos eletrônicos mais sensíveis é adquirido pelos consumidores. Portanto, esses consumidores desejam que os equipamentos adquiridos funcionem de forma adequada [2]. Justificado a utilização correta de equipamentos eletrônicos, de forma a minimizar os problemas de qualidade de energia elétrica, e reduzir o custo de energia com a energia. O presente trabalho aborda assuntos que serão distribuídos da seguinte forma: seção II, Aspectos relacionados a QEE; seção III, serão mostrados dados coletados em um Diagnóstico de energia em um hospital. A seguir, seção IV serão realizadas Análises e Discussões. Para

encerramento tem-se Conclusão e proposições para trabalhos futuros.

II. ASPECTOS RELACIONADOS A QEE EM UMA INSTALAÇÃO PREDIAL.

A. EQUIPAMENTOS QUE PROVOCAM DISTÚRBIOS NA QUALIDADE DE ENERGIA ELÉTRICA.

A.1 A pesquisa de fontes de distúrbios na rede elétrica deve abranger a maioria das cargas na instalação. As cargas próximas à ocorrência do distúrbio devem ser verificadas com atenção especial [4]. As maiores possibilidades para fontes de distúrbios em hospitais são:

Aparelhos de raios-X convencional;

Elevadores;

Motores;

Tomógrafo computadorizado;

Fotocopiadoras;

Carregadores de bateria.

A.2. Fiação e conexões Os problemas de fiação e suas conexões causam muitos distúrbios, entre eles:

Conexão frouxa - impulsos e quedas de tensão;

Disjuntores com defeito – impulsos e quedas de tensão;

Ligação indevida do neutro para terra – correntes de terra;

Alta impedância do neutro em circuitos polifásicos – flutuação de tensão e flutuação de tensão entre neutro e terra.

A.2. Diagnóstico dos distúrbios de energia. A.2.1 As ferramentas mais comuns para o diagnóstico de distúrbios elétricos são: o monitor de energia ou osciloscópio, testador de circuitos, multímetro, scanner infravermelho e amperímetro tipo alicate [4]. A.2.2 Fontes de distúrbios. B. Principais distúrbios da qualidade de energia elétrica.

Talvez seja mais simples e adequado utilizar simplesmente a palavra "distúrbios" para englobar todos os fenômenos que afetam a QEE. Esses "distúrbios" podem ter

origem na energia elétrica entregue pela concessionária de energia ou na rede interna de distribuição (incluindo equipamentos ali instalados) do próprio consumidor [6].

Os acadêmicos e especialistas, no entanto, classificam os itens de qualidade ("distúrbios") da seguinte forma: [6].

TRANSITÓRIOS, dos tipos impulsivos ou oscilatórios;

VARIAÇÕES DE TENSÃO DE CURTA DURAÇÃO, podem ser instantâneas, momentâneas ou temporárias;

VARIAÇÕES DE TENSÃO DE LONGA DURAÇÃO, podem ser de três tipos: interrupcões, subtensões ou sobretensões sustentadas;

DESEQUILÍBRIOS DE TENSÃO, causados por má distribuição de cargas monofásicas e que fazem surgir no circuito tensões de sequência negativa.

DISTORÇÕES DA FORMA DE ONDA, podem ser classificadas em cinco tipos: nível CC,Harmônicos, interharmônicos, "notching" e ruídos.

OSCILAÇÕES DE TENSÃO, são variações sistemáticas dos valores eficazes da tensão de suprimento (dentro da faixa compreendida entre 0,95 e 1,05 pu) podendo ser aleatórias, repetitivas ou esporádicas.

VARIAÇÕES DA FREQUÊNCIA DO SISTEMA, são definidas como desvios no valor da frequência, fundamental desse sistema (50 ou 60Hz).

A Figura1. Mostra as formas de onda típicas dos itens de qualidade mais comuns:

Figura 1. Formas de onda típicas dos distúrbios na QEE.

B.1 TRANSITÓRIOS Os transitórios são fenômenos eletromagnéticos, oriundos de alterações súbitas nas condições operacionais de um sistema de energia elétrica. Existem dois tipos de transitórios: impulsivos, causados por descargas atmosféricas e os oscilatórios, causados por chaveamentos [6].

B.2 INTERRUPÇÕES E SAGS As variações de tensão de curta duração podem ser caracterizadas por alterações instantâneas, momentâneas ou temporárias. O resultado dessas variações pode ser: uma queda de tensão temporária ("sag"), elevação de tensão ("swell") ou uma interrupção completa do sistema elétrico [6].

B.3 SOBRETENSÕES Uma sobretensão de curta duração ou "swell" é definida como um aumento entre 1,1 e 1,8pu na tensão eficaz. Para frequência da rede, com duração entre 0,5 ciclo a 1 minuto. Os "swells" estão geralmente associados com condições de falta no sistema [6].

B.4 DESEQUILÍBRIOS DE TENSÃO Os desequilíbrios podem ser definidos como o desvio máximo da média das correntes ou tensões trifásicas. O resultado é obtido através da divisão pela média das correntes ou tensões trifásicas, expresso em percentual [6].

B.5 DISTORÇÕES NA FORMA DE ONDA A distorção da forma de onda é definida como um desvio, em regime permanente, da forma de onda puramente senoidal na frequência fundamental. É caracterizada principalmente pelo seu conteúdo espectral. Existem cinco tipos principais de distorções da forma de onda: Harmônicos, Interharmônicos, Nível CC, “Notching” e Ruídos [6].

B.6 DISTORÇÕES HARMÔNICAS É a medida em grau que uma forma de onda pode se afastar em relação à forma de onda puramente senoidal. Quando a distorção de tensão aumenta, a distorção harmônica para a forma de onda da corrente decresce. Essa ocorrência se dá em virtude da distorção da tensão que força o aumento no tempo do fluxo de corrente [3].

B.7 FLUTUAÇÕES OU OSCILAÇÕES DE TENSÃO As flutuações de tensão correspondem a variações sistemáticas dos valores eficazes da tensão de suprimento dentro da faixa compreendida entre 0,95 e 1,05 Pu. Tais flutuações são geralmente causadas por cargas industriais manifestadas de diferentes formas: Flutuações Aleatórias, Flutuações Repetitivas e Flutuações Esporádicas [6].

B.8 VARIAÇÕES NA FREQÜENCIA DO SISTEMA ELÉTRICO

Variações na frequência de um sistema elétrico são definidas como desvios no valor da frequência fundamental desse sistema (50 ou 60 Hz). A frequência do sistema de potência está diretamente associada à velocidade de rotação dos geradores que suprem o sistema. Para geração própria nas indústrias, na eventualidade de um distúrbio, a magnitude e o tempo de permanência das máquinas operando fora da velocidade, resultam em desvios da frequência em proporções mais significativas [6].

C. MEDIDAS PARA REDUZIR OS DISTÚRBIOS. Procedimentos para inspeção na instalação elétrica. O planejamento e desenvolvimento de uma inspeção técnica na qualidade de energia elétrica é o passo mais importante para identificar e solucionar problemas em uma instalação elétrica. Os distúrbios na energia podem danificar equipamentos e reduzir sua confiabilidade, afetando a

produtividade e a segurança operacional dos processos envolvidos. Os passos básicos para um procedimento de inspeção na QEE são [3]:

C.1 Planejar e preparar a inspeção. Inspecionar o equipamento ou a instalação elétrica;

Monitorar a energia elétrica;

Analisar os dados monitorados;

Aplicar soluções corretivas.

C.2 Inspecionar o equipamento ou instalação elétrica. Deve iniciar com a inspeção visual da instalação e imediações, procurando obter uma boa perspectiva da área de serviço. Observar o tipo de entrada de energia elétrica, capacitores de correção para fator de potência, instalações vizinhas que podem gerar interferências no serviço de distribuição de energia elétrica, subestações próximas e demais condições potenciais [3].

C.3 Monitorar a energia elétrica. O monitor de energia deve ser localizado conforme as determinantes do planejamento e inspeção. O primeiro local deve ser o quadro geral de distribuição (serviço de entrada). Para analisar problemas pontuais, tal com um equipamento específico, a monitoração deve ser realizada o mais próximo possível da carga da vítima. Para observar um problema, deverá ser monitorada a tensão; para determinar a causa, o monitoramento deverá ser na tensão e corrente [3].

C.4 Analisar os dados monitorados Identificar os problemas nos equipamentos é a chave para a análise das informações levantadas. A primeira análise deve realizada nos eventos que ocorrem no período de operação errática de um equipamento. Após isso, identificar os eventos que excedem os parâmetros de desempenho para o equipamento afetado [4]. A revisão constante dos dados monitorados tem como objetivo identificar eventos esporádicos. Finalmente, deverá ser realizada a correlação entre os problemas observados durante a inspeção física e os sistemas do equipamento [3]. C.5 Aplicar soluções corretivas.

Obter através de pesquisas e relatos todo o dado relevante à histórico dos distúrbios observados ou de problemas em um equipamento ou instalação. Ajuda a definir um objetivo de ação e a planejar os recursos necessários;

Os pontos que devem ser monitorados dependem do local onde os distúrbios são observados, incluindo as suspeitas tanto do usuário quanto do técnico;

Se o problema atinge somente um determinado equipamento, o ponto de partida na monitoração é a entrada de alimentação elétrica do mesmo. A partir daí, a pesquisa pode ser dirigida para a direção da fonte de energia do equipamento ou para o próprio equipamento;

Um equipamento eletrônico pode ser tanto a fonte de distúrbios como a vítima destes;

Se o problema atinge toda a instalação ou se o objetivo é a inspeção na QEE de uma instalação, o ponto comum de acoplamento é a escolha lógica. Esse procedimento pode ser realizado através da monitoração de cada circuito alimentador (ramal) das cargas.

III. DIAGNOSTICO DE ENERGIA EM UM HOSPITAL.

Para o estudo de QEE proposto por este trabalho, foi utilizada instalação elétrica de uma edificação hospitalar [11].

A. Instalações Elétricas do Hospital: 1) QGBT Essencial: O QGBT-E tem como característica principal ser o quadro

que agrega o funcionamento das principais cargas do hospital, que são aquelas que atendem diretamente os pacientes, e sua distribuição inclui setores prioritários à continuidade do fornecimento em conformidade com a Norma NBR 13534, como o Centro Cirúrgico e Emergência, e CTI, além de atender a iluminação das áreas de Circulação e Nutrição. Nesse QGBT, com carga prevista de aproximadamente de 126 kVA, por alimentar as tomadas que possuem os equipamentos eletrônicos e de alta sensibilidade a variações, como monitores cardíacos, respiradores artificiais, bombas de infusão, bisturis eletrônicos, iluminação cirúrgica etc., tem o gerador de 150 kVA ligado exclusivamente para garantir seu funcionamento em caso de falta de fornecimento de energia, pois esses equipamentos além de possuírem alta tecnologia são geradores e vítimas da baixa qualidade de energia elétrica. Na Figura 2 pode-se ver a distribuição deste QGBT pelo hospital.

Figura. 2. Diagrama de distribuição do QGBT-E.

A. Equipamento Utilizado: A Figura 3 mostra que para realizar medição geral do

QGBT Essencial, foi utilizado alicate amperímetro minipa ET 3810 em sua função amperímetro, para coleta das correntes em cada fase A, B, C e neutro.

Figura 3. Alicate amperímetro Minipa ET 3810

B. Instalação do Equipamento: A instalação do equipamento segue as instruções do

manual do usuário, sendo que o QGBT Essencial do Hospital, possui grande parte de seus equipamentos ligados em 220/110V estrela aterrado. Para se obter melhor precisão nas medidas, o condutor deverá ser posicionado no centro da garra conforme Figura 4.

C. Leitura.

Figura 4. Fase A Foi medido na fase A do quadro QGBT 69 ampéres

conforme Figura 4.

Figura 5. Fase B Foi medido na fase B do quadro QGBT 90 ampéres

conforme Figura 5.

Figura 6. Fase C Foi medido na fase C do quadro QGBT 79 ampéres

conforme Figura 6.

Figura 7. Neutro. Foi medido na fase neutro do quadro QGBT 31 ampéres

conforme Figura 7.

D.1 Tensão e corrente. A Figura 8. Mostra o fornecimento de energia (tensão e

corrente) entre as três fases com neutro durante o período de medição. A partir desse procedimento, obteve-se o maior valor de 131 V entre as fases A-neutro e C-neutro, o menor valor de 128 V entre a fase B-neutro do QGBT. Graficamente, (ver Figura 17 Anexo A) essas correntes das fases A, B e C tem interferência direta na variação dos níveis de tensão, pois quanto maior o consumo, menor é o valor da tensão medida.

Figura 8. Fornecimento de energia entre as três fases com neutro durante

o período de medição.

IV. ANÁLISES E DISCUSSÕES

A. Adequação do comutador: Comparando os valores dos níveis de tensão nas fases A,

B e C conforme Figuras 11, 13 e 15 foi constatado na distribuição do Hospital o elevado nível de tensão distribuída conforme Tabela III. Diante disso, nota-se que o sistema possui um grande percentual de energia precária e crítica na ordem de 38,43%.

Assim, poderá deixar os níveis de tensão precária e crítica para se adequar ao funcionamento dos equipamentos.

B. Análise do Consumo e Demanda: Baseado na análise das faturas, no contrato vigente com a

distribuidora no qual a demanda contratada era de 290 kW e a tarifa era convencional binômia, foi verificado que apesar de elevadas faturas e da demanda de ultrapassagem, (ver Figura 9 ) o Hospital possuía melhor opção de tarifa. Porém, conforme a alteração da [12] em 2012, todos os consumidores com demanda contratada igual ou superior a 150 kW devem optar pela tarifa horária verde ou azul.

Figura 9. Fatura do Hospital Antes da Análise

Sendo assim, estudou-se duas alternativas e em conjunto com a Diretoria do Hospital, optou-se pela tarifa Horária Azul. Essa tarifa possui demanda de 260 kW no horário de ponta e 315 kW para horário fora de ponta.

Foi realizado o remanejamento de cargas para o horário fora de ponta, o qual o valor de tarifa é menor do que na ponta, fato que gera economia no valor mensal da fatura de energia elétrica de fevereiro/2013 de aproximadamente 30% conforme demonstrado Figura10.

Figura 10. Conta do Hospital Depois da Análise

C. Tensão e Correntes As medições de tensão e corrente foram analisadas neste artigo afim de comparar o que prevê no que diz respeito ao fornecimento de tensão que se classifica em adequada, precária e crítica [9]. Como a análise foi baseada na alimentação da maioria dos equipamentos, o nível de tensão nominal adotado é o de 220V F-F. Dessa forma, as comparações são realizadas conforme a Tabela III: Pontos de conexão em tensão nominal igual ou inferior a 1 kV (220/127) divididas identificadas como L1N (tensão entre as fases A-B), L2N (tensão entre as fases B-C) e L3N (tensão entre as fases C-A). As correntes são normalmente identificadas como L1(corrente fase A), L2 (corrente fase B) e L3 (corrente fase C). Todas as medidas foram obtidas a partir do QGBT-E do hospital, a fim de comprovar se a tensão de alimentação estava adequada ao funcionamento dos equipamentos da UTI e Centro Cirúrgico.

TABELA III

PONTOS DE CONEXÃO EM TENSÃO NOMINAL IGUAL OU INFERIOR A 1 KV (220/127)

Tensão de Atendimento (TA)

Faixa de Variação da Tensão de Leitura (Volts)

Adequada (201 ≤ TL ≤ 231) / (116 ≤ TL ≤ 133)

Precária (189 ≤ TL ≤ 201 ou 231 < TL ≤ 233) /

(109) ≤ TL < 116 ou 133 < TL ≤ 140)

Crítica (TL < 189 ou TL > 233) / (TL < 109 ou TL > 140)

O número de eventos total durante o período de medição foi de 982, verificados em intervalos de 10 minutos durante 7

dias. A partir desse número de eventos é dada a realidade dos níveis de tensão em cada intervalo.

Figura 11. Tensão medida no período na Fase A-B

O gráfico da Figura 11. Representa as medições entre as fases A-B, mostra que o menor valor de tensão medido foi de 221V, verificado uma única vez e dentro do valor adequado de atendimento. Porém, a máxima tensão medida foi de 237V verificado durante 10 vezes, estando dentro da região crítica de atendimento conforme Figura 12.

O nível de tensão entre as fases A-B manteve-se durante 62,12% em condições adequadas de fornecimento, 13,34% em condições precárias e 24,54% em condições críticas de atendimento, o que nos dá somando as condições críticas e precárias a possibilidade de 37,88% de chances de termos algum tipo de falhas de funcionamento em equipamentos devido ao nível de tensão

Antes Depois

Figura 12. Nível de tensão proposto na Fase A-B

Conforme Figura 13. O nível de tensão na fase A-B atual

entre as fases manteve-se durante 62,12% em condições adequadas de fornecimento, 13,34% em condições precárias e 24,54% em condições críticas de atendimento. A partir da soma das condições críticas e precárias há possibilidade de 37,88% do surgimento de algum tipo de falha de funcionamento em equipamentos devido ao nível de tensão.

Voltagem de período normal - L1N - Médio

( V )239238237236235234233232231230229228227226225224223222221220219

Núm

ero

de e

vent

os

100

95

90

85

80

75

70

65

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Atualmente o comutador do Transformador encontra-se na posição nº 6 conforme anexo A Figura 17. É sugerido elevar para a nova posição nº 7 o nível de tensão entre as fases B-C, conforme estudo diminuirá 3,92% do valor da tensão atual.

Conforme a Tabela IV. O nível de tensão na fase A-B proposto. Com o nível de tensão 100% Adequada.

Figura 13. Tensão medida no período na Fase B-C

O gráfico da Figura 14. Representa as medições entre as

fases B-C, mostra situação diferente à anterior, onde o menor valor de tensão medido foi de 217V. Vale apena ressaltar que esse valor foi verificado uma única vez e dentro do valor adequado de atendimento.

Em contrapartida, a máxima tensão medida foi de 235V verificado cinco vezes, estando dentro da região crítica de atendimento conforme Figura14.

O nível de tensão entre as fases B-C manteve-se durante 73,32% em condições adequadas de fornecimento, 17,31% em condições precárias e 9,37% em condições críticas de atendimento, o que nos dá somando as condições críticas e precárias a possibilidade de 26,68% de chances de termos algum tipo de falhas de funcionamento em equipamentos devido ao nível de tensão, obtendo assim o melhor dos resultados entre as três combinações verificadas.

Antes Depois

Figura 14 . Nível de tensão proposto na Fase B-C Conforme Figuro 14. O nível de tensão entre as fases B-C

atual, manteve-se durante 73,32% em condições adequadas de fornecimento, 17,31% em condições precárias e 9,37% em condições críticas de atendimento. Assim, a partir da soma das condições críticas e precárias há possibilidade de 26,68% apresentar algum tipo de falha de funcionamento em equipamentos devido ao nível de tensão.

Desse modo, é obtido o melhor dos resultados entre as três combinações verificadas. Conforme já mencionado o estudo diminuirá 3,92% do valor da tensão atual.

Figura 14. O nível de tensão na fase B-C proposto. Com o nível de tensão 100% Adequada.

Figura 15. Tensão medida no período na Fase C-A

O gráfico da Figura 15. Representa as medições entre as fases C-A, mostra uma situação crítica onde o menor valor de tensão medido foi de 223V, verificado durante oito vezes e dentro do valor adequado de atendimento. Porém, com a máxima tensão medida de 239V, verificado durante nove vezes e estando dentro da região crítica de atendimento conforme Figura 16.

O nível de tensão entre as fases C-A manteve-se durante apenas 49,18% em condições adequadas de fornecimento, ou seja, menos da metade do tempo essa alimentação estava em condições normais, 15,88% em condições precárias e em 34,94% em condições críticas de atendimento, o que nos dá somando às condições críticas e precárias a possibilidade de 50,82% de chances de termos algum tipo de falhas de funcionamento em equipamentos devido ao nível de tensão, ou seja, mais da metade do tempo, os equipamentos alimentados entre as fases 3 e 1 trabalharam em situação crítica de fornecimento

Antes Depois

Voltagem de período normal - L2N - Médio

( V )237236235234233232231230229228227226225224223222221220219218217216

Núm

ero

de e

vent

os

100

95

90

85

80

75

70

65

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Voltagem de período normal - L3N - Médio

( V )241240239238237236235234233232231230229228227226225224223222221

Núm

ero

de e

vent

os

110105

1009590

85

8075

70

65605550

45

4035

30

252015

105

0

Figura 16 . Nível de tensão proposto na Fase C-A

Conforme Figura 16. O nível de tensão entre as fases C-A

atual manteve-se durante apenas 49,18% em condições adequadas de fornecimento. Notou-se que em menos da metade do tempo essa alimentação estava em condições normais, 15,88% em condições precárias e em 34,94% em condições críticas de atendimento.

Assim, somando as condições críticas e precárias há possibilidade de 50,82% do aparecimento de algum tipo de falhas relacionadas ao funcionamento em equipamentos devido ao nível de tensão, ou seja, mais da metade do tempo.

Os equipamentos alimentados entre as fases C-A trabalharam em situação crítica de fornecimento, com isso a fase C-A foi a que apresentou o pior resultado .

Conforme Figura 16. O nível de tensão na fase C-A proposto. Com o nível de tensão 100% Adequada para consumo.

V. CONCLUSÕES. A partir das análises realizadas e considerando as instalações elétricas do Hospital, conclui-se que os equipamentos eletrônicos não contribuíram significativamente para que ocorressem perturbações no sistema elétrico do hospital, conforme normas vigentes da ANEEL. Em adição, os equipamentos mais potentes quando em operação, poderiam influenciar na qualidade da energia no hospital. Todavia, esses resultados favoráveis foram influenciados pela elevada potência do transformador, em comparação com a potência das cargas/equipamentos supridos pelo mesmo. Observa-se que se os equipamentos eletrônicos estivessem desenergizados no ponto em que foram realizadas as medições, a interferência de harmônicos e desequilíbrios no sistema seria ainda menor se comparado a presença dos equipamentos no sistema. Diante dessa conjuntura, como não foram detectados problemas estando os aparelhos eletricamente conectados, é possível que não se encontre com eles desligados, já que os distúrbios são causados sobretudo pela circulação de corrente elétrica no condutor. Ainda assim, os aparelhos eletrônicos

que realizavam diagnósticos por imagem, poderiam ser alocados em um ramo segregado do restante de outras máquinas do hospital e antes da instalação dos mesmos no sistema. A equipe técnica juntamente ao fornecedor deve certificar que a energia elétrica entregue pela concessionária possua uma qualidade adequada, já que o custo de compra dos equipamentos é bem elevado. A partir de estudos realizados foi verificado que através do comutador poderá ser elevado da posição 6 para a posição 7 de comutação conforme Figura 18 (Anexo A ). Dessa forma, é proposto o balanceamento de cargas entre as fases A,B e C, conforme demostra as Figuras 4, 5 e 6 onde ficou notório o desequilíbrio de cargas nas fases. Diante disso, tem-se o atendimento da totalidade de carga do hospital, o que garante a continuidade e QEE como também possibilitando uma significativa redução no valor final da manutenção com equipamentos, com o nível adequado de energia e evitando assim que qualquer procedimento necessite ser suspenso na ausência desses equipamentos.

REFERÊNCIAS [1] BORENSTEIN, C. R. Planejamento integrado de recursos e gestão estratégica da qualidade como instrumento de gestão no setor elétrico brasileiro. Regulação e gestão competitiva no setor elétrico brasileiro. 1. ed. Porto Alegre - RS: Sagra Luzzatto, 1999. p. 235-246. 280 p. [2] BOLLEN, M. H. J. Undersanding Power Quality Problems: Voltage, Sags and Interruptions. Overview of Power Quality and Power Quality Standard. New York: Institute of Electrical and Electronics Engineers Press Marketing, 2000. 1-25 p.. [3] ALDABO, R. Qualidade na Energia Elétrica, Capitulo 5. São Paulo: Artliber, 2001 [4]AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA. Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional - PRODIST. Módulo 8: QEE. Brasil 2010. [5] AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ENERGIA FORNECIDA POR SISTEMAS RENOVÁVEIS ISOLADOS DE PEQUENO PORTE. Disponível em: <http://www.proceedings.scielo.br/pdf/agrener /n5v1/023.pdf>. Acesso em: 16-04-2013. [6] POTÊNCIA. Disponível em: iecom.dee.ufcg.edu.br/~mylene/potencia /artigo2.doc . Acesso em: 16-04-2013. [7] INFLUÊNCIA DA PROTEÇÃO NA QEE. Disponível em: <http://juno.unifei.edu.br/bim/0038234.pdf>. Acesso em: 16-04-2013. [8] PROCOBRE. Manual de Harmônicas em Instalações Elétricas. SP. 2001 [9] REIS, Lineu B. dos et al. Eficiência Energética em Edifícios. 1 ed. Manole. [10]BOLLEN, M. H. J. Undersanding Power Quality Problems: Voltage, Sags and Interruptions. Overview of Power Quality and Power Quality Standard. New York: Institute of Electrical and Electronics Engineers Press Marketing, 2000. 1-25 p. BORENSTEIN, C. R. e CAMARGO, C. C. B. O setor elétrico no Brasil: dos desafios do passados às alternativas do futuro. Porto Alegre - RS: Sagra Luzzatto. 1997. 318 p [11]D. D. Damasceno; R. S. Meireles; M. N. de A. Moscoso. “Qualidade de Energia Elétrica e Eficiência Energética: “Um estudo de caso no Hospital Divina Providência”. 2013. Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia elétrica. Instituto de Estudos Superiores da Amazônia (IESAM), Belém, 2013.

Fernando Almeida Souza natural de Belém - PA. Graduando de Engenharia Elétrica, desde 2009, no Instituto de Estudos Superiores da Amazônia (IESAM).

Luiz Guilherme Nascimento Ferreira natural de Belém - PA. Graduando de Engenharia Elétrica, desde 2008, no Instituto de Estudos Superiores da Amazônia (IESAM).

Anexo A.

Figura 17. Diagrama temporal da variação de tensão das fases A, B e C no período de medição.

Figura 18. Placa do transformador com indicação.