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BEM-VINDO AO WEBINAR

"Qualidade de energia - Medições de grandezas elétricas relativas à qualidade de

energia"

por: José Starosta

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REGRAS DO WEBINAR:

Perguntas e/ou comentários são feitas unicamente por escrito, utilizando-se o campo apropriado;

Perguntas e/ou comentários podem ser enviadas durante o desenvolvimento da apresentação, mas serão respondidas somente após o final da mesma;

Pode acontecer que, dependendo do número de perguntas e do tempo disponível, algumas perguntas fiquem sem resposta durante o webinar;

Se houver interrupção inesperada do webinar, certifique-se que sua conexão com a internet está funcionando normalmente e tente novamente a conexão;

Não é emitido certificado de participação no webinar.

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

JOSE STAROSTA AÇÃO ENGENHARIA E INSTALAÇÕES LTDA [email protected]

"Qualidade de energia -

Medições de grandezas

elétricas relativas à qualidade

de energia"

www.acaoenge.com,br

Medições em instalações elétricas

Em laboratório; inspeção e testes de componentes da instalação, etc Em condição de paradas em manutenção (trafos, disjuntores, etc) Em regime de operação, medições de variáveis elétricas.Aspectos de comportamento de fontes,cargas, capacitores, filtros, etc.

Objetivos da monitoração (e medições) da Qualidade de Energia

Dados estatísticos da QE

Contratos e atendimento a especificações QE (“compliance”)

Solução de problemas de QE

Ações corretivas

Variações de curta duração 0,5 ciclo até 1 minuto

Transientes: duração típica de 50ns até > 1ms (impulsivos)

ou 5s à 50 ms (oscilatórios)

Os principais fenômenos de QE - IEEE

Modulo 8 - Prodist

Variações de longa duração

Interrupções: >1min; 0,0 pu

Subtensões: >1min; 0,8 a 0,9 pu

Sobretensões:>1min; 1,1 a 1,2 pu

Desbalanceamento de Tensão

V0/V1; V2/V1

deformação de forma de onda Harmônicos e inter-harmônicos

Voltage

mS ec

Vo l t s 1 Ø 0

100

200

-100

-200

, 2,08 4,17 6,25 8,34 10,42 12,51 14,59

Ruido de alta frequencia

Fonte:IEEE

balanço entre geração e carga. Operação de grandes blocos de

carga ou saída de geradores.Incomum em sistemas

interligados

Variação de freqüência: < 10s

Flutuação de tensão: <25 Hz; intermitente; 0,1 a 7%

cargas com variação de corrente, especialmente de componente

reativaflicker

Medição “Quantidade de Energia” X Medição “Qualidade de Energia”

Análise da qualidade de energia

> 512-1024 amostras por ciclo

Afundamentos, transientes, FO, harmônicas, etc

Análise de potência e Tensões integradas em alguns ciclos, segundos,minutos, horas..

Dominio do tempo

Domínio da frequência

Valores médios, integrados como

demanda em intervalos de 15 min ou FP em 1

hora

O que analisar ???

Sobretudo, deseja-se conhecer o comportamento da tensão de alimentação de determinado sistema e instalação.

De nada adianta SÓ conhecer a tensão, mas o que teria causado o seu comportamento (razões de fonte e carga)

Vínculo entre as variáveis elétricas:

THDV

THDI P f

Q FP

U I

Ovo ou a

????????

M

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Gallus_gallus_ok.jpg

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

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

R$ 50,00 a R$ 50.000,00

Como analisar? Qual instrumento?

!!!!!!!!!!

Taxa de aquisição de dados

-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%

Média vs. Monitoração rápida

Normas recomendam períodos médios para os parâmetros

O que se pode obter com as médias?:

Poucos recursos necessários, como pouco espaço para armazenamento de dados.

Mais leituras

Informações similares em todos analizadores.

O que causam as “médias” :

Informações importantes e vitais com aspectos de QE ficam escondidas

Sem condições de entendimento da rede e propagação dos eventos

Média vs. Monitoração rápida

Fonte: SINTEF Energy Research, Norway

Resultados diferentes:

v Média de 10 minutos =Tensão está abaixo de 207V 3.5% do

tempo (nominal 230V menos 10%)

v Média de 1 minuto = Tensão está abaixo de 207V 28% do

tempo.

v Monitoração ciclo a ciclo da tensão RMS é essencial para

especificar soluções

IEC 61000-4-30 instructs: 10/12 Cycle averaging

Monitoração rápida dos parametros rms em sistema de solda industrial

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94

300

310

320

330

340

350

360

370

380

390

400

Sliding Window Average


Fixed Average

Fixed Average

Cycle-by Cycle

5 different voltage

drops

17-23v, 11 cycles

IEC 61000-4-30

one voltage drop

14v, 70 cycles

Cycle Current

Cycle Voltage


one voltage drop

17v, 70 cycles

Current [A] Voltage [V]

Cycle

Voltage

Current

80%

90%

100%

Voltage

Primeiro

Evento Primeiro

Evento

Segundo

Evento

Segundo

Evento

Análise da propagação de eventos

Análise Multiponto Tempo de propagação

Time synchronization allows time delay analysis

0.1 Sec/Div

80%

90%

100%

Voltage

First Event

Aspectos de “Trigger” e registro de “eventos”

Porque registrar todas as situações e não somente

os “eventos”

Nominal

230kV

todos os

valores

entre

-2% - +6%

Monitoração estendida de QE Longos períodos de aquisição continua,sem limitação de memória.

Memória interna evita problemas de comunicação

Alta taxa de aquisição e gravação Aquisição de todos os parâmetros possíveis (incluindo tensões de sequência positiva e negativa, desbalanceamento, flicker, etc)

Monitoração simultânea multiponto com sincronização em tempo

Tendências em normas de QE

Vários países estão modificando padrões para melhorar qualidade de poder de rede (maior restrição). Exemplos:

Noruega (Departamento de Recursos de Água e Energia):

Reduz o calculo da média dos períodos de 10 minutos para 1 minuto

100% de nível de compliance (comparado a 95% em EN 50160).

Agência Reguladora Húngara:

Cálculo da média a cada período de 3 segundos

O Ministério da Saúde

aconselha:

Medições erradas podem

causar problemas

?

ALGUMAS POSSIBILIDADES

Vai uma

medição aí,

Bonitão

Medições e análises em síntese

Domínio do tempo e frequência 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

Limites de medição aplicáveis pela EN50160- VLL em conexão delta.

O evento não poderia ser observado em medição VLL

Fonte: Curto circuito entre a fase azul e terra

Resultado: Gravação fase a terra possibilita enxergar o que ocorreu.

Falta de gravação de tensão “fase-terra”

0

5

10

15

20

25

0

5

10

15

20

25

3 Cycles / Div, Total 60 Cycles

L-L

Voltages [kV

] L-N

Voltages [kV

]

Falta de gravação de todos os parâmetros

Conclusão para 16 cycles: Afundamento Fase-Fase

Informações insuficientes para identificar as fontes

21

18

15

12

9

24

12

0

-12

-24

24

12

0

-12

-24

24

12

0

-12

-24

29-04-2007 07:33:49.974

Elspec PQSCADA Investigator

29-04-2007 07:33:50.278

Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

olt

s,

L-L

[k

V]

Vo

lts

,L

-N [

kV

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L-N

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V]

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0

-12

-24

24

12

0

-12

-24

24

12

0

-12

-24

29-04-2007 07:33:49.974


29-04-2007 07:33:50.278

Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

olt

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L-L

[k

V]

Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

olt

s,

L-N

[k

V]

L-L

L

-L

L-L

(Zoom-Out)

1 segundo de informação revela dois eventos seqüenciais

Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

olt

s,

L-L

[k

V]

Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

olt

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L-N

[k

V]

21

18

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9

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12

0

-12

-24

24

12

0

-12

-24

24

12

0

-12

-24

29-04-2007 07:33:49.777 29-04-2007 07:33:50.771


Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

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L-L

[k

V]

Vo

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,L

-N [

kV

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L-N

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V]

21

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0

-12

-24

24

12

0

-12

-24

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0

-12

-24

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L-L

L

-L

L-L

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20

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10

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8

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2

0

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Vo

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,L

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kV

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L-L

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V]

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0

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Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

olt

s,

L-L

[k

V]

Acrescimo de informação L-N

Com a Tensão V-LN revela-se a causa

Ground Fault

(A phase)

higher potential between the other phase to the ground (B phase) causes another ground fault

Another

Ground Fault?

22

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Vo

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,L

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kV

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L-L

[k

V]

Vo

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,L

-N [

kV

]

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Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

olt

s,

L-L

[k

V]

Vo

lts

,L

-N [

kV

]

Seqüência de eventos

Verifica-se o religamento das cargas após o primeiro evento, causando um segundo evento.

Cu

rren

t [A

]

Monitoração

da corrente

adiciona

nova

informação

Cu

rre

nts

[A

]F

req

. [H

z]

22

20

18

16

14

14

12

10

8

26

13

0

-13

-26

20

10

0

-10

-20

52

51

50

49

48


Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

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s,

L-L

[k

V]

Cu

rre

nts

[A

]C

urr

en

ts [

A]

Fre

q.

[Hz]

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14

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8

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0

-13

-26

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0

-10

-20

52

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Vo

lts

,L

-N [

kV

]V

olt

s,

L-L

[k

V]

Cu

rre

nts

[A

]Queda de Tensão em área industrial

Queda de tensão com subida de corrente > evento a jusante(?????)

Analise em 16 ciclos

16 waveforms sampling

“Logging” continuo 300 ciclos contínuos (Zoom-Out)

A variação da frequência indica problemas em fonte externa

7 Seconds

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18

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13

0

-13

-26

20

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0

-10

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49

48

03-01-2007 17:36:17.750


03-01-2007 17:36:23.893

Cu

rre

nts

[A

]F

req

. [H

z]

Vo

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,L

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kV

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]

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-13

-26

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0

-10

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03-01-2007 17:36:17.750


03-01-2007 17:36:23.893

Cu

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[A

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kV

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L-L

[k

V]

Cu

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[A

]

50.4

50.3

50.2

50.0

50.1

A corrente varia antes e depois do evento

45.000 Ciclos (Zoom-Out)

15 minuets

22

20

18

16

14

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18

15

12

9

50.28

50.22

50.16

50.1

50.04

49.98

31:43.505


45:08.867

Vo

lts

, L

-L [

kV

]F

req

. [H

z]

Cu

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[A

]

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50.28

50.22

50.16

50.1

50.04

49.98

31:43.505


45:08.867

Vo

lts

, L

-L [

kV

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Cu

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[A

]

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50.3

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50.1

50

49.9

16:58:33.273


18:16:22.235

Vo

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, L

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kV

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. [H

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Cu

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[A

]

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50

49.9

16:58:33.273


18:16:22.235

Vo

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, L

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kV

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. [H

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Cu

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nts

[A

]

Pode-se observar que a variação de corrente é típica no site

250.000 ciclos (Zoom-Out)

More then 1 hour

Evento de larga escala

Os sites estão localizados a 62km e 54km

Tensão e Frequencia aparecem exatamente iguais

Corrente cai durante o evento.

116km

23.1

22

20.9

19.8

18.7

50.3

50.2

50.1

50

49.9

24.2

17.6

16.5

150

140

130

120

110

160

100


Vo

lts

, L

-L [

kV

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. [H

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[A

]

03-01-2007 17:08:42 03-01-2007 18:24:21

23.1

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20.9

19.8

18.7

50.3

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24.2

17.6

16.5

150

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, L

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kV

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Cu

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]

03-01-2007 17:08:42 03-01-2007 18:24:21

172

168

164

160

156

50.3

50.2

50.1

50

49.9

176

152

148

144

140

136

39

38

37

36

40

35

34

33

50.25

50.15

50.05

49.95

49.85

03-01-2007 17:08:42

Vo

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, L

-L [

kV

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]

03-01-2007 18:24:21


172

168

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160

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50.3

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176

152

148

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136

39

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50.15

50.05

49.95

49.85

03-01-2007 17:08:42

Vo

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, L

-L [

kV

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Cu

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[A

]

03-01-2007 18:24:21

Elspec PQSCADA Investigator2 3

1

2

3

22

20

18

16

14

21

18

15

12

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50.3

50.2

50.1

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Vo

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kV

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, L

-L [

kV

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req

. [H

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Cu

rre

nts

[A

]

1

62km

54km

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 arquivos

Fontes de informação:

Quando O que De onde Porque O que fazer

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

5 0 0

- 2 5 0

0

2 5 0

W a v e f o r m G ra p h6 7 C y c l e ( s )

I(

A)

[e

9]

VL

LV

LN

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 °

- 2 5 0 0

0

2 5 0 0

- 5 0 0

0

5 0 0

- 2 5 0

0

2 5 0

W a v e f o r m G r a p h5 1 8 C y c l e ( s )

IV

LL

VL

N

[ e 2 5 ]

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 °

- 2 5 0 0

0

2 5 0 0

- 5 0 0

0

5 0 0

- 2 5 0

0

2 5 0

W a v e f o r m G ra p h6 7 C y c l e ( s )

I(

A)

[e

9]

VL

LV

LN

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 ° 1 1 8 °

- 2 5 0 0

0

2 5 0 0

- 5 0 0

0

5 0 0

- 2 5 0

0

2 5 0

W a v e f o r m G ra p h3 9 1 C y c l e ( s )

I(

A)

VL

LV

LN

[e 1 5 ]

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

Em 03 de Julho 2009 Desligamento de Angra I

Dados extraídos de instrumento ligado á

rede comercial BT

....e em Niquelândia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Vista_Angra.jpg

Circuito de alimentação de planta industrial em AT

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