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BEM-VINDO AO WEBINAR IMPACTO DA QUALIDADE DE ENERGIA NA PRODUTIVIDADE
DAS EMPRESAS
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PALESTRANTE: Eng. José Starosta Especialista em Qualidade de Energia, Presidente da ABESCO - Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Conservação de Energia Diretor da Ação Engenharia. MEDIADOR: Eng. Hilton Moreno Consultor do Leonardo Energy Brasil
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Teste de som: Reunião Gerenciar minhas configurações Assistente de configuração de áudio
JOSE STAROSTA AÇÃO ENGENHARIA E INSTALAÇÕES LTDA
IMPACTO DA QUALIDADE DA ENERGIA NA
PRODUTIVIDADE DAS EMPRESAS
www.acaoenge.com.br
Desenvolvimento do tema:
•Introdução – Aspectos econômicos
•Revisão dos principais fenômenos de QE
•Aspectos de especificações de medições elétricas – domínios
•Questões de operação e manutenção; razões para monitoração de QE
•Identificação e relação entre variáveis elétricas
•Soluções
As perdas de processo e remanufatura
Matéria prima
kWh Produto final
Perdas
Sucata
$$$
Matéria prima 2a
kWh
HM+HH
+
QUALIDADE DE ENERGIA:
Está associada a uma grande variedade de fenômenos eletromagnéticos que caracterizam a tensão e corrente num determinado instante, num determinado local, num sistema de potência(*)
Qualquer problema no suprimento da energia, verificado por desvios de tensão, corrente ou freqüência, que resulta em falha ou má operação da
carga/equipamento alimentado (**)
(*) IEEE Std1159
(**)Adaptação de Dugan e outros
Custos envolvidos
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USD 100USD 110USD 120
Custos estimados para interrupção de processo por intervalo
inferior a 1 minuto (USD * 1000)fonte: UFU - Prof. J.C. Oliveira
Mínimo
Médio
Máximo
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Custos estimados para interrupção de processo por intervalo
inferior a 1 minuto (USD * 1000)fonte: UFU - Prof. J.C. Oliveira
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Atividade
Setor Industrial
$20 BI
Setor Residencial
$1.5 BI
Setor
Comercial
$57 BI
NOS EUA:
PERDA DE QUASE
US$ 80 BI POR ANO POR QE
Fonte: depto. energia
Podemos estimar as perdas no Brasil em torno de US$13 BI,
por proporcionalidade
Green Solution!!!! Artigo de 2008: Al Gore
Soluções para crise com investimento em medidas de sustentabilidade e geração de energia limpa
•Substituição da rede elétrica americana desde as zonas de produção de energia limpa; fazendas nas áreas rurais, até os centros urbanos onde é consumida •Investimento de US$400 Bilhões financiado em 10 anos; contra os custos devidos às perdas por falhas elétricas das empresas americanas atingem US$ 120 Bilhões/ano em falhas endêmicas. •A tecnologia agregada ao novo projeto da rede, apresenta um grau de confiabilidade muito maior reduzindo drasticamente a cifra das perdas apresentadas.
•Necessidade de desenvolvimento tecnológico de novos sistemas de isolamento, janelas e iluminação. Nos EUA, 40% das emissões de dióxido carbono têm nos prédios e nas edificações como origem.
•Uma instalação, ou sistema elétrico concebidos de forma adequada com conceitos de alta confiabilidade e baixas perdas é o primeiro passo para redução de perdas operacionais nas instalações de uma forma geral e das perdas técnicas e comerciais das concessionárias
+ Al Gore
Domínio da Medição:
• Tempo
– Forma de onda na base
de tempo (QE)
• Freqüência
– Valores eficazes
integrados
Análise da
qualidade de
energia > 128-256
amostras por ciclo
Análise de potência e
Tensões integradas em
alguns ciclos,
segundos,minutos, horas..
Sag,sweel,
FO,
transientes,
etc
Alguns exemplos de medições
-5 0 0
-2 5 0
0
2 5 0
5 0 0
-2 5 0 0
0
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W av ef o r m G r ap h6 8 5 C y cl e (s )
V
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L[
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L
-N
2 9 6 ° 1 9 0 ° 8 4 ° 3 3 8 ° 2 3 2 ° 1 2 6 ° 2 0 ° 2 7 4 ° 1 6 8 ° 6 2 ° 3 1 6 ° 2 1 0 °
Domínio da frequencia
250
275
300
1500
1750
440
450
460
470
Cycle-cycle trend view
kV
Ar
I(A
)V
Estimated time
16:19:11:960 16:19:17:657 16:19:23:353 16:19:29:49
Gerador 1500
kVA
integração ciclo
a ciclo
Domínio do tempo
- 2 5 0 0
0
2 5 0 0
- 5 0 0
0
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2 5 0
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1 1 8 ° 2 3 8 ° 3 5 8 ° 1 1 8 ° 2 3 8 ° 3 5 8 ° 1 1 8 ° 2 3 8 ° 3 5 8 ° 1 1 8 ° 2 3 8 ° 3 5 8 °
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2 5 0 0
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7 0 ° 1 0 6 ° 1 4 2 ° 1 7 8 ° 2 1 4 ° 2 5 0 ° 2 8 6 ° 3 2 2 ° 3 5 8 ° 3 4 ° 7 0 ° 1 0 6 ° 1 4 2 ° 1 7 8 ° 2 1 4 ° 2 5 0 ° 2 8 6 ° 3 2 2 ° 3 5 8 ° 3 4 ° 7 0 ° 1 0 6 ° 1 4 2 ° 1 7 8 ° 2 1 4 ° 2 5 0 ° 2 8 6 ° 3 2 2 °
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LN
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2 5 4 ° 2 7 0 ° 2 8 6 ° 3 0 2 ° 3 1 8 ° 3 3 4 ° 3 5 0 ° 6 ° 2 2 ° 3 8 ° 5 4 ° 7 0 ° 8 6 ° 1 0 2 ° 1 1 8 ° 1 3 4 ° 1 5 0 ° 1 6 6 ° 1 8 2 ° 1 9 8 ° 2 1 4 ° 2 3 0 ° 2 4 6 ° 2 6 2 ° 2 7 8 ° 2 9 4 ° 3 1 0 ° 3 2 6 ° 3 4 2 ° 3 5 8 ° 1 4 ° 3 0 ° 4 6 °
Amostra de Formas (??) de ondas
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2 5 0 0
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- 2 5 0
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2 5 0
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- 2 5 0 0
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L
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1 6 2 ° 3 5 8 ° 1 9 4 ° 3 0 ° 2 2 6 ° 6 2 ° 2 5 8 ° 9 4 ° 2 9 0 ° 1 2 6 ° 3 2 2 °
Formas de Onda
Algumas questões operacionais e de manutenção
• Equipes de manutenção e operação identificam a qualidade da energia conhecida como o faz a turma de Qualidade ISO 9000 em seus insumos? Alguém identifica o que ocorreu e qual a fonte do problema? Estaríamos evitando reincidência?
• Porque as concessionárias seriam sempre as “culpadas” pelos eventos de QE? As plantas e instalações não possuem cargas que podem provocar estes fenômenos? Saberíamos identificar as causas dos problemas? Quais instrumentos utilizamos? As concessionárias não estariam também sendo prejudicadas nos desligamentos de seus clientes?
• A compatibilidade entre fontes e cargas é sempre conhecida?
• Saberíamos avaliar e sobretudo
rastrear as perdas no processo, tal qual fazemos com matéria prima com defeito?
+++Questões operacionais e de manutenção
QE x EE
Equipamento Prdt EE QE
Conversores e acionamentos
Reatores e controles em sistemas de iluminação
Filtros de harmônicas e compensação reativa
Capacitores sem filtros ( ressonância)
Filtros Ativos (harmônicas)
Lâmpadas FLC
Disponibilidade de conhecimento
Conhecimento
Certeza
Controladores
Medidores de energia
Treinamento
0%
100%
Quando O que De onde Porque O que fazer
Fonte de informação treinamento
Algumas possíveis causas de parada de máquinas e equipamentos
• Defeito interno dos próprios equipamento
• Má operação, falha humana
• Incompatibilidade ao processo
• Incompatibilidade a aspectos ambientais (temperatura, poeira, etc)
• Instalações inadequadas
• Incompatibilidade à qualidade de energia fornecida.
• Quais as especificações de operação fonte e carga? Tensões de operação e as praticadas?
• Qual a instrumentação que se esta aplicando para aferição?
• Quais as ações corretivas?
• Quanto mais rápido for o processamento, menor a tensão de operação dos componentes e mais sujeito e interferências estarão os dispositivos.
Incompatibilidade à qualidade de
energia fornecida.
A especificação (para cargas TI): “CURVA ITIC”
Algumas razões para monitoração da qualidade de energia
TRAFO
PRINC
PAINEL
GERAL TRAFO 2
PAINEL
DISTRIB
T ISOL / UPS
CARGA ETI
1
2
CAPACITORES
4
3
local razões
1 Visão geral-aspectos de fonte e carga
2 Ressonância
3 Entrada Condicionador
4 carga
Vínculo entre as variáveis
elétricas:
THDV
THDI P f
Q FP
U I
fonte
carga
M
fonte
carga
M
Ih
Ih
Como entender o jogo???
Relações de dependência das “VE´s”
V I Q P THDV THDI Possível
causa
Carga
Fonte
Ressonân
cia
Efeito
normal
de CR
Em 03 de Julho 2009
Desligamento de Angra I
Dados extraídos de instrumento ligado á
rede comercial BT
....e em Niquelândia
Comentários
Desligamento do Dia 07-02-08
Comentários
Evento do Dia 12-03-08
Comentários
Evento do Dia 13-03-08
Comentários
Evento do Dia 15-03-08
Comentários
Transitório Dia 15-03-08
Comentários
Evento do Dia 18-03-08
Comentários
Evento do Dia 19-03-08 C
Comentários
Evento do Dia 19-03-08
Comentários
Evento do Dia 19-03-08
Comentários
Transitório do Dia 19-03-08
Comentários
Evento do Dia 24-02-08
Objetivos da monitoração da Qualidade
de Energia
•Dados estatísticos da QE
•Contratos e atendimento a especificações
QE
•Solução de problemas de QE
•Ações corretivas
Medições e análises
• O que medir – Quantidade x Qualidade
• Domínio da freqüência X Domínio do tempo (sinal no tempo X valor eficaz no tempo)
• Tempo de Aquisição, resolução e integração
• Conhecer as variáveis que se desejam medir
• Inter-relação entre as variáveis elétricas
• Regime de operação típico
• Metodologia adequada
• Medição instantânea X perfil
• Memória, trigger, capacidade de armazenamento
• Inter relação de variáveis elétricas – dicas do que está acontecendo
Alta taxa de aquisição
-100%
Vo
lta
ge
100% Evento em 64
amostras por ciclo –
Afundamento?
Mesmo evento com
1,024 amostras por
cilco– Transientes! Vo
lta
ge
-100%
100%
!!!!!!!!!!
Disponibilidade de conhecimento
Conhecimento
Acertabilidade
Controllers
Power meters
Educated guess
0%
100%
Source of Information Educated guess
Medições contínuas das
informações disponíveis o tempo todo
em 1024 amostras/ciclo
Com tecnologia de compressão de arquivosy
Fontes de informação:
Quando O que De onde Porque O que fazer
Ações corretivas
• Entendimento da ocorrência e dos fenômenos, com intervenção em fontes e cargas
• Após analise em medições convenientes, tomar decisão técnica evitando a recorrência
• Procedimentos operacionais que incluam Monitoração continua
• Pró-atividade nas intervenções e atualização tecnológica
• Valem os mesmos princípios e métodos das normas ISO 9000, com ações corretivas e indicadores aplicáveis..
Problema na Carga
•Adequação da instalação, mudanças de topologia
•Adequação do esquema ou topologia do Aterramento
•Compensação reativa incorreta
•Defeito intermitente (mal contato, vicio de construção ou manutenção)
Problema na Fonte
•Adequação da fonte (potencia, impedância)
•Uso de Fonte alternativa: UPS ou gerador, com combinação adequada
•Blindagem entre fonte e carga
•Adequação de aterramento da fonte
•Concessionária de energia
As soluções-tecnologia de
condicionamento de energia
Fonte:
IEEE 1100