gestão econômica da manutenção em sistemas de distribuição de energia elétrica profº. engº....

Gestão Econômica da Manutenção em Sistemas de

Distribuição de Energia ElétricaProfº. Engº. Gustavo Vinícius D. Barbosa

SEMANA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIACEFET-MG

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DO SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO

Mercado de FornecimentoBrasil

• Incorporação de 2.078 mil novas unidades consumidoras, sendo 29% devidas ao Programa Luz para Todos. Do total, 1.650 mil unidades são residenciais.

• Penetração de novos equipamentos de utilização de energia elétrica nos domicílios, nas unidades comerciais e de serviços e nas instalações dos poderes públicos(equipamentos eletrodomésticos e eletroeletrônicos cresceram próximo de 14% em relação a 2005)

• Aumento do número de novos pontos comerciais e de serviços, destacando-se a ampliação da rede hoteleira e de outras instalações voltadas ao turismo

• Modernização das instalações existentes (automação, climatização, informatização)

Mercado de FornecimentoBrasil

• Temperaturas médias mais baixas e maior precipitação pluviométrica em algumas regiões relativamente ao ano 2005

• Redução da produção de alguns setores produtivos devido à perda de mercado interno(ferro-ligas, têxtil, calçadista)

• Paradas não programadas para manutenção em grandes indústrias

• Desaquecimento das atividades econômicas no período da Copa do Mundo de Futebol

• Ocorrência de diversos feriados prolongados no segundo trimestre do ano.

• Aumento da autoprodução.

Perspectiva de Crescimento para o Mercado em 2007

Mercado de Fornecimento (Total)

Oferta Interna de Energia Elétrica em 2006

Estrutura da Oferta de Energia Elétrica

Evolução da Carga de Energia - Brasil

Carga de Demanda – 2006/2007

Aspectos do novo Modelo do Setor Elétrico

• Empresa de Pesquisa Energética – EPE: instituição técnica especializada, com o objetivo principal de desenvolver os estudos necessários ao exercício, pelo MME, da função de efetuar o planejamento energético;

• Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CCEE: instituição que sucedeu o Mercado Atacadista de Energia – MAE, incorporando as estruturas organizacionais e operacionais relevantes, em particular a contabilização e a liquidação de diferenças contratuais no curto prazo, além de assumir o papel de administrador dos contratos de compra de energia para atendimento aos consumidores regulados;

• Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE: instituído no âmbito do MME, com a função de avaliar permanentemente a segurança de suprimento.

Ampliação e Reforços da Rede Básica

• Atualmente o ONS propõe à Aneel as ampliações das instalações da rede básica bem como os reforços dos sistemas existentes, a serem licitados ou autorizados. Para que a expansão de médio e longo prazo do Sistema Eletro-Energético possa considerar a proposta do ONS de ampliações e reforços das instalações da rede básica, o Operador deverá encaminhá-la ao MME. Esta proposta será então enviada à EPE, a fim de ser considerada nos estudos para o planejamento da expansão do Sistema. Após o processo de contestação pública, a EPE enviará os estudos ao MME, com vistas ao estabelecimento dos planos de expansão e ao encaminhamento à ANEEL para licitação. Além disso, todas as regras para operação da rede básica deverão ser submetidas à aprovação da ANEEL.

Manutenção em Sistemas de Distribuição-Conceito de Manutenção

Basicamente, as atividades de manutenção em sistemas de distribuição deenergia elétrica existem para evitar a deterioração dos equipamentos e ins-talações, causada pelo desgaste natural e exposição a agentes nocivos. Estadegradação se manifesta de diversas formas, desde a aparência externa ruim dos equipamentos até perdas de desempenho, culminando com a interrupçãodo fornecimento.

Manutenção em Sistemas de Distribuição

• Manutenção CorretivaA manutenção corretiva sempre é feita depois que a falha ocorreu. Em princípio, a opção por este método de manutenção deve levar em conta fatores econômicos: é mais barato consertar uma falha do que tomar ações preventivas? Se for, a manutenção corretiva é uma boa opção. Logicamente, não podemos nos esquecer de levar em conta também as perdas por paradas na produção, pois a manutenção corretiva pode acabar saindo muito mais cara do imaginávamos em princípio.


• Manutenção PreventivaA manutenção preventiva, feita periodicamente, deve ser a atividade principal de manutenção em qualquer empresa. Ela envolve algumas tarefas sistemáticas, tais como inspeções (Termovisão), reformas e trocas de peças, principalmente.


• Manutenção PreditivaA manutenção preventiva é uma modalidade mais cara olhando apenas o custo da manutenção, pois as peças e componentes dos equipamentos são trocadas ou reformadas antes de atingirem seus limites de vida. A Manutenção Preditiva permite otimizar a troca das peças ou reforma dos componentes e estender o intervalo de manutenção, pois permite prever quando a peça ou componente estarão próximo do seu limite de vida.


• Inspeção Termográfica em:

- Redes de Distribuição e SubestaçõesEste tipo de inspeção é realizada por um veículo adaptado, possibilitando um ganho de produtividade e uma excepcional qualidades dos trabalhos de inspeção.

Através da termovisão as equipes de manutenção podem atuar perfeitamento nos pontos de prováveis anomalias térmicas que poderão ocasionar problemas capazes de comprometer a qualidade da energia elétrica.


• Análise Físico-Química e Cromatográfica do Óleo Mineral Isolante

Benefícios- Aferir com segurança o grau de contaminação e deterioração do

óleo isolante;- Coleta de amostras no local;- Favorecer o monitoramento das condições do transformador;- Evitar paradas não programadas do transformador;- Reduzir custo com reparos.

ResultadoValioso subsídio para as equipes de manutenção que poderão se programar para as intervenções que possam, eventualmente, se fazerem necessárias.


• Reforma de Transformadores

Benefícios- Recuperação do estado original dos transformadores;- Significativa redução de custo em relação à aquisição de equipamento novo.

Tópicos de Abrangência- Abertura e desmontagem dos transformadores;- Fabricação de novas bobinas de baixa e alta tensão;- Secagem da parte ativa em estufa com controle de temperatura;- Recuperação do óleo isolante;- Pintura.

Resultado

Equipamento recuperado e em perfeito estado operacional, atestado por ensaios elétricos.

Métodos Estatísticos Aplicados a Manutenção

• Tratamento Tabular dos DadosQuando se trata grande quantidade de dados, torna-se importante organizá-los de modo a facilitar a análise. A maneira mais adequada para isso é dar tratamento tabular aos mesmos.

Os trabalhos estatísticos se iniciam com a coleta de dados, que, quando ainda não organizados, denominam-se dados brutos. Uma vez ordenados em forma crescente ou decrescente, forma o rol, e a diferença entre o maior e o menor valor do conjunto de dados denomina-se amplitude do rol “ R”.

Geralmente o rol é divido em classes, agrupando-se todos os dados nesses intervalos. O número de classes “C” pode ser estimado pela regra de Sturges, assim:

C = 1 + 3,3 Log N


• Distribuição ou Tabela de Frequências

Exemplo: Foram coletados dados da idade (tempo de instalação) de 114 transformadores de Distribuição que queimaram ao longo de 1 ano.

a) Dados brutos (tempo de instalado até queimar)

3’ 8 21 7 9 18 3 6 14 4

6 7 4 19 11 12 8 8 4 12

4 4 6 6 7 0 4 10 12 9

7 6 3 16 3 14 7 11 9 4

5 23 8 8 8 13 6 10 13 14

8 15 7 17 6 6 20 12 3 10

6 5 21 6 3 3 4 1 8 3

7 8 3 15 4 8 7 9 3 13

3 4 8 7 7 11 9 13 7 11

8 7 6 16 2 10 11 9 4 4

22 3 7 8 4 9 10 14 6 9

18 6 5 20


b) Rol (Ordenação crescente dos dados brutos)

c) Amplitude do Rol

R = 23 – 0 = 23

d) Número de classes

C = 1 + 3,3log 114 8

e) Amplitude do Intervalo de classes

h = 23/8 3

0 3 4 6 7 9 10 13 18

1 3 4 6 7 9 11 13 19

2 3 4 6 7 9 11 13 20

3 4 4 6 7 9 11 14 20

3 4 5 6 7 9 11 14 21

3 4 5 6 7 9 11 14 21

3 4 5 6 7 9 11 14 22

3 4 6 6 7 9 12 15 23

3 4 6 7 8 10 12 15

3 4 6 7 8 10 12 16

3 4 6 7 8 10 12 16

3 4 6 7 8 10 13 17


Intervalo de Classe

Ponto Médio

Frequência da Classe

Frequência Acumulada

Frequência Relativa

0 ... 3 1,5 3 3 0,03

3 ... 6 4,5 28 31 0,27

6 ... 9 7,5 29 70 0,61

9 ... 12 10,5 19 89 0,78

12 ... 15 13,5 12 101 0,88

15 ... 18 16,5 5 106 0,93

18 ... 21 19,5 4 110 0,96

21 ... 24 22,5 4 114 1

Total 114


t(lim.sup)F(t)

Observ.

3 0,026

6 0,27

9 0,61

12 0,78

15 0,88

18 0,93

21 0,96

24 0,99

Análise de Falhas - Transformadores

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20 25 30

Tempo de Instalação (Anos)Pr

obab

ilida

de d

e Fa

lha

Nota: Admitindo o custo da Manutenção Preventiva aproximadamente 25% do custo da Manutenção Corretiva, pode-se calcular o intervalo ótimo para execução da primeira que será entorno de 5 anos.

Métodos Estatísticos Aplicados a Manutenção-Regressão Linear

Estabelece a relação entre duas variáveis com o auxílio de um gráfico denominadoDiagrama de Dispersão e de uma medida chamada Coeficiente de Correlação Linear.Trata-se da relação linear entre duas variáveis com o auxílio da equação e do gráficode uma linha reta. Amplamente utilizado para determinar os valores preditos de uma variável.

Exemplo: A queima de transformadores de distribuição de determinada concessionáriaApresentou no período 2000 a 2004 os valores constantes da tabela. Admitindo queNenhuma ação de Manutenção seja implementada, determinar qual deverá ser o nú-Mero de unidades queimadas em 2007.


AnoUnidades Queimadas

2000 82

2001 98

2002 94

2003 150

2004 134

Evolução da Queima de Transformadores - Diagrama de Dispersão

y = 15,6x - 31120

R2 = 0,7271

0

50

100

150

200

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Anos

Uq

Predição: Para 2007 (x = 7) teremos: Y = 15,6 x 7 + 80,4 = 190 Unidades

Continuidade do Fornecimento(Custo da Interrupção)

Atualmente, as empresas estão introduzindo novas técnicas para gerenciamentoda manutenção de modo a melhorar seu desempenho, reduzir os custos associa-dos com a manutenção e aumentar a segurança operacional. Para poder atingiresse objetivos torna-se necessário a implementação, controle e acompanha-mento de indicadores, com base em dados válidos e confiáveis, que sejam capazes de espelhar o desempenho da empresa e a satisfação dos usuáriosde seus produtos e serviços.

Para as concessionários de distribuição de energia elétrica, a parada de produçãosignifica uma interrupção no fornecimento de energia o que caracteriza uma faltade continuidade do mesmo.

Parcelas a serem consideradas no custo da interrupção

-Energia não distribuída

-Custo da manutenção corretiva

-Custo da Violação dos indicadores de continuidade (DEC/FEC)

-Custo Social das Interrupções

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