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Desequilíbrio (desbalanceamento) de tensão
15/10/2012

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Definição

O fenômeno tratado pelo módulo 8 do Prodist – Procedimentos de Distribuição, elaborado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) – como “desequilíbrio  de tensão” é definido matematicamente como a relação da tensão de sequência negativa e da tensão de sequência positiva no ponto de acoplamento comum entre a concessionária e o consumidor – PAC. Contudo, esta definição pode ser aplicada a qualquer ponto de um sistema de potência. A Figura 1 apresenta a definição matemática do assim definido fator de desequilíbrio de tensão (FD) proposto pelo documento citado no item 5.3.2.

Figura 1 – Expressão para o cálculo do desequilibrio de tensão. Fonte: Módulo 8 do Prodist.

Esta definição é a mesma apresentada pelas normas IEC e ANSI ou mesmo pelo conjunto das normas IEEE. Portanto, e tendo em vista o exposto, as definições aproximadas de desequilíbrio, como as variações de máximos e mínimos relacionadas à média de valores, não são aplicáveis nem para obtenção de “ordens de grandeza” e estão em desuso. Outra razão que facilita o uso da expressão da Figura 1 é a existência de medidores que efetuam estas avaliações de tensões de sequência positiva, negativa e o desbalanceamento como aquela ilustrada pela Figura 2. O que se observa nesta Figura 2 é a avaliação do comportamento do desequilíbrio de tensão ao longo de um período de três dias de monitoramento, com outras variáveis elétricas como as tensões eficazes entre as fases.

 

Figura 2 – Relatório de monitoramento de ponto de acoplamento (concessionária e consumidor). Fonte: Eletromax Soluções Elétricas Ltda.

 Ocorrência

A origem deste fenômeno está relacionada à ocorrência de situações típicas em instalações elétricas e, em alguns casos, pode ser corrigida ou pelo menos atenuada. As razões mais conhecidas para a ocorrência deste fenômeno são:

·          Problemas nas fontes, como curto entre espiras em transformadores ou em geradores. Neste caso, a solução é a correção da máquina elétrica/equipamento. Estas anomalias são normalmente detectáveis por testes efetuados em campo e cada vez mais adotados por empresas alimentadas por subestações próprias como rotina de manutenção preventiva. Uma vez detectado o problema, a solução é a correção em oficina de assistência técnica habilitada.

·          Defeito em capacitores: quando a correção de fator de potência é efetuada com a instalação de capacitores na média tensão, normalmente, a injeção é efetuada por capacitores monofásicos ligados entre fases e neutro ou entre fases; neste caso, havendo a queima de algumas células monofásicas isoladamente, ou mesmo de fusíveis de proteção, a injeção de energia reativa não será equilibrada e como consequência haverá, em maior ou menor proporção, o desbalanceamento de tensão por conta da injeção de energia reativa desequilibrada. Do ponto de vista quantitativo, o desbalanceamento dependerá da potência de curto no ponto em que os capacitores estão instalados e da quantidade de células queimadas em relação ao total, em cada uma das fases.

·          Na baixa tensão, o mesmo fenômeno poderá ocorrer uma vez que um capacitor trifásico é formado por células monofásicas, isto é, a queima de “parte” de um capacitor trifásico (ou mesmo de um banco de capacitores) incorrerá em desbalanceamento de tensão.

·          Cargas monofásicas não equilibradas entre as fases, proporcionando consumos de corrente desequilibradas, causando, como consequência, desequilíbrio de tensões.

·          Ocorrências de descargas atmosféricas com influência em circuitos de distribuição ou ainda curtos-circuitos, provocando variações de curta duração, refletindo em curtos períodos em que ocorrerão desequilíbrios de tensão.

Outras causas para o desequilíbrio podem estar associadas a fatores, como pontos de mau contato, defeitos em dispositivos de acionamentos e mesmo motores com enrolamentos em má condição de operação.

Consequências

A principal consequência do desequilíbrio de tensão é o aumento das perdas elétricas, em outras palavras, sistemas elétricos desequilibrados ou desbalanceados provocam aumento considerável desperdício de energia elétrica. Soluções para a correção de redes desbalanceadas são, portanto, além de adequações econômicas e operacionais, ações sustentáveis do ponto de vista ambiental.

Além disso, caso os valores de desbalanceamento sejam significativos, eles podem chegar a desligar plantas industriais ou prédios comerciais pela atuação do relé de proteção específico.

Conclusão

O acompanhamento e a medição do desequilíbrio de tensão são ações preventivas importantes não apenas para a redução de perdas elétricas, como também para a mitigação de fenômenos de qualidade de energia e interferências operacionais em plantas industriais, prédios comerciais e mesmo em residências. Sua avaliação requer o uso de instrumentação de acordo com as prescrições da IEC 61000-4-15.

As soluções corretivas são tomadas nas fontes, nas cargas ou mesmo nas instalações elétricas. Para serviços de análise de energia entre em contato com a nossa equipe de Comercial Service.

 

Fonte: Revista O setor elétrico.

 

Josiane Born - Comercial Service

   

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