RESUMO O presente relatório tem por objetivo principal apresentar proposições relacionadas com a definição do procedimento de medição para os diversos parâmetros diretamente associados com os fenômenos da qualidade do produto. Nesse contexto são analisadas as normas nacionais e internacionais referentes à medição desses parâmetros e, a partir destes documentos, e apoiado nas experiências e particularidades intrínsecas ao setor elétrico brasileiro, sugerir os meios para contemplar os objetivos supra postos. Neste sentido, este documento, atendendo ao disposto no contrato ANEEL-FAU no 179/2013, estabelece os requisitos técnicos mínimos necessários, a metodologia de medição e a exatidão que os procedimentos de medição para cada fenômeno deverão cumprir. Adicionalmente, são também analisados os aspectos de custo-benefício associados à medição dos diversos parâmetros da qualidade do produto de forma a balizar a escolha da classe necessária dos medidores a serem utilizados no âmbito do setor de distribuição da energia elétrica. Por fim, é apresentada uma síntese dos medidores existentes no mercado que atendem às especificidades propostas, assim como sugestões de melhoria no processo de geração dos resultados de medição como, a exemplo da padronização do formato de saída de dados. 2 SUMÁRIO 1) Considerações Iniciais........................................................................................................................................ 5 1.1) Objetivos específicos do terceiro relatório ................................................................................................... 6 2) Síntese dos documentos existentes no contexto da medição de parâmetros associados com a qualidade do produto ...................................................................................................................................................................... 7 2.1) Distorções harmônicas .................................................................................................................................. 7 2.1.1) Série de Fourier e Transformada Discreta de Fourier ............................................................................. 7 2.1.2) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-7 ............................................................. 14 2.1.3) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-30 ........................................................... 16 2.1.4) Aspectos específicos associados com a norma IEEE 519 ...................................................................... 19 2.2) Desequilíbrios de tensão ............................................................................................................................ 19 2.2.1) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-30 ........................................................... 20 2.2.2) Aspectos específicos associados com a norma IEEE 1159 .................................................................... 21 2.3) Variações de tensão de curta duração ....................................................................................................... 22 2.3.1) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-30 ........................................................... 22 2.4) Flutuações de tensão .................................................................................................................................. 25 2.4.1) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-15 (flickermeter) .................................... 25 3) Análise dos transdutores de tensão e corrente .............................................................................................. 28 3.1) Resposta em frequência dos transformadores de potencial indutivos...................................................... 28 3.2) Resposta em frequência dos transformadores de corrente ...................................................................... 31 3.3) Análise do impacto do tipo de conexão dos transformadores de potencial.............................................. 32 3.3.1) Análise da tensão em regime permanente........................................................................................... 33 3.3.2) Análise das distorções harmônicas....................................................................................................... 35 3.3.3) Análise das flutuações de tensão ......................................................................................................... 36 3.3.4) Análise dos desequilíbrios de tensão .................................................................................................... 36 3.3.5) Análise dos variações de tensão de curta duração .............................................................................. 36 4) Estabelecimento dos procedimentos de medição para cada fenômeno da qualidade do produto ............... 37 4.1) Aspectos gerais ............................................................................................................................................ 37 4.1.1) Local de instalação das medições......................................................................................................... 37 3 4.1.2) Conexão física dos medidores .............................................................................................................. 38 4.1.3) Critérios de expurgo no conjunto de leituras ........................................................................................ 38 4.2) Medição da flutuação de tensão ................................................................................................................. 39 4.3) Medição das variações de tensão de curta duração ................................................................................... 39 5) Especificação dos parâmetros mínimos necessários para os equipamentos de medição .............................. 41 6) Testes de conformidade dos equipamentos de medição ............................................................................... 43 7) Análise de custo-benefício associada à classe dos medidores ........................................................................ 46 8) Medidores existentes no mercado adequados às especificidades propostas neste documento. .................. 47 9) Conclusões ....................................................................................................................................................... 48 10) Referências bibliográficas ...................................................................................................................... 49 11) Apêndice A – Flickermeter IEC ............................................................................................................... 51 A.1) Implementação do bloco 1 (adaptador da tensão de entrada) ............................................................... 52 A.2) Implementação do bloco 2 - (demodulador quadrático)......................................................................... 54 A.3) Implementação do bloco 3 - (ponderação em frequência) ..................................................................... 55 A.4) Implementação do bloco 4 - (média quadrática)..................................................................................... 60 A.5) Implementação do bloco 5 conforme protocolo original IEC 61.000-4-15.............................................. 62 A.6) Implementação simplificada do bloco 5 do flickermeter IEC ................................................................... 70 A.7) Código do Cálculo Simplificado do Valor do Indicador Pst em Ambiente Matlab® ................................. 74 12) Apêndice B – Proposta de padrão unificado do arquivo de saída de dados para medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica. ........................................................................................................ 76 13) Apêndice C – Proposta de rotina de testes para análise de desempenho dos medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica ............................................................................................................................. 89 4 1) Considerações Iniciais Visando o aperfeiçoamento da regulamentação brasileira direcionada aos sistemas de distribuição de energia elétrica, os trabalhos referentes ao contrato ANEEL-FAU no 179/2013 têm por objetivo a realização de serviços técnicos de consultoria para suporte às ações da SRD/ANEEL na regulamentação dos fenômenos relacionados à qualidade do produto nas redes de distribuição de energia elétrica. Diante do exposto, o cerne dos trabalhos a serem realizados está no fornecimento de subsídios para o aprimoramento dos aspectos da qualidade do produto no âmbito dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST [1], de forma a possibilitar à ANEEL acompanhar e regular a qualidade do produto considerando fenômenos como desequilíbrios de tensão, distorções harmônicas, flutuação de tensão e variações de tensão de curta duração. Os trabalhos a serem realizados compreendem os seguintes produtos: Produto 1 - Revisão bibliográfica atualizada contendo os principais regulamentos internacionais, normas consideradas importantes, assim como pesquisas e trabalhos já realizados no Brasil e no exterior relacionados com a qualidade do produto; Produto 2 - Definição dos indicadores para os fenômenos Desequilíbrio de tensão, Harmônicos, Flutuação de tensão e Variações de tensão de curta duração, incluindo o aprimoramento ou inclusão de indicadores que possam ser utilizados para avaliação da qualidade do produto no âmbito da distribuição de energia elétrica no Brasil; Produto 3 - Definição do procedimento de medição para cada um dos fenômenos associados com a qualidade do produto; Produto 4 - Definição dos padrões de referência para os fenômenos desequilíbrio de tensão, distorções harmônicas, flutuação de tensão e variações de tensão de curta duração; Produto 5 - Definição dos procedimentos para acompanhamento da qualidade do produto na distribuição de energia elétrica, considerando-se os indicadores associados aos fenômenos desequilíbrio de tensão, distorções harmônicas, flutuação de tensão e variações de tensão de curta duração; Produto 6 - Proposições para o estabelecimento dos critérios mínimos para regulamentação dos padrões exigidos pelas distribuidoras quando da conexão de acessantes potencialmente perturbadores ou de acessantes sensíveis a distúrbios na rede; Produto 7 - Proposta de texto para a revisão dos módulos 1, 3, 6 e 8 dos Procedimentos de Distribuição; Produto 8 - Apresentação dos resultados finais dos trabalhos desenvolvidos. 5 De um modo pontual, o conteúdo dos trabalhos aqui reportados se destina, prioritariamente, a atender aos quesitos estabelecidos como metas para o que foi denominado por Produto 3, os quais compreendem os procedimentos de medição para os diversos parâmetros diretamente associados com os fenômenos da qualidade do produto e aspectos atrelados com a relação custobenefício dos medidores em relação à medição dos diversos parâmetros da qualidade do produto. Tais considerações permitem, sobretudo, balizar a escolha da classe necessária dos medidores a serem utilizados no âmbito do setor de distribuição da energia elétrica. Complementando, são ainda apresentados os medidores existentes no mercado que atendem às especificidades propostas, e ainda, sugestões de melhoria no processo de geração dos resultados de medição, a exemplo da padronização do formato de saída de dados. Assim procedendo a proposta prima pela busca de uma regulamentação com o mínimo impacto financeiro para os diversos agentes envolvidos. 1.1) Objetivos específicos do terceiro relatório Os objetivos específicos associados ao presente relatório podem ser estratificados da seguinte forma: Estabelecer os requisitos técnicos mínimos necessários, metodologia de medição e exatidão que os procedimentos de medição para cada fenômeno devem cumprir; Estabelecer estratégias para a medição para cada fenômeno, objetivando uma padronização na medição dos sinais e na geração dos indicadores; Especificar os parâmetros mínimos necessários que os equipamentos de medição devem conter, observando as normas existentes e as especificidades de cada fenômeno; Realizar análise de custo-benefício para balizar a escolha da classe necessária do medidor; Sintetizar os principais pontos conclusivos de trabalhos anteriores voltados para a análise da conformidade dos equipamentos de medição às normas aplicáveis e identificar medidores disponíveis no mercado que atendam às especificidades nas propostas voltadas para a regulamentação; Identificar medidores existentes no mercado que atendam as especificidades propostas. Para o cumprimento dos objetivos específicos propostos, foram analisadas as seguintes normatizações e documentos nacionais e internacionais: 6 2) International Standard IEC 61.000-4-30, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-30: Testing and measurement techniques – Power quality measurement methods; International Standard IEC 61.000-4-7, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-7: Testing and measurement techniques – General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto; International Standard IEC 61.000-4-15, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-15: Testing and measurement techniques – Flickermeter – Functional and design specifications; IEEE Standard 1159-2009 – IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality; IEEE Standard 509-2008 – IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems; ABNT/CB-03 – Compatibilidade eletromagnética – Parte 4-30: Técnicas de medição e ensaio – Métodos de medição de qualidade da energia (tradução direta da IEC 61000-4-30). Síntese dos documentos existentes no contexto da medição de parâmetros associados com a qualidade do produto Através de consultas feitas aos documentos supra identificados foram então constatados pontos relevantes ao processo do estabelecimento das diretrizes voltadas para a regulamentação da matéria em foco. Dentre esses ressaltam-se os seguintes aspectos: 2.1) Distorções harmônicas Basicamente, para o fenômeno das distorções harmônicas de tensão e corrente, as normatizações existentes para medição das grandezas associadas resumem-se na norma IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4-30. Para maiores discussões das particularidades intrínsecas às referidas normatizações, no que diz respeito ao indicador aqui referido, torna-se necessário apresentar os fundamentos que norteiam o assunto, a saber: 2.1.1) Série de Fourier e Transformada Discreta de Fourier O conceito associado às frequências harmônicas baseia-se na análise da Série de Fourier. A partir dessa análise é possível representar o comportamento físico de um determinado sinal através de uma ferramenta matemática baseada em suas componentes de frequência. Em termos 7 práticos, este procedimento possibilita a reconstrução de um determinado sinal periódico não senoidal, no domínio da frequência, através de um somatório de componentes senoidais com diferentes amplitudes. Isto posto segue que, um sinal f(t) definido no intervalo (-T/2, T/2), com período T, pode ser tratado através da série de Fourier nos termos definidos pela equação (1). f (t ) a0 n.2 .t n.2 .t an .cos bn .sen 2 n 1 T T (1) Onde os coeficientes de Fourier, expressos por an e bn são: an 2 T2 n.2 .t f (t ).cos .dt T T 2 T n 0, 1, 2, ... (2) bn 2 T2 n.2 .t f (t ).sen .dt T T 2 T n 0, 1, 2, ... (3) O sinal f(t) pode também ser expresso em função da forma complexa da série de Fourier, conforme mostrado na equação (4). f (t ) F k. .e k j .k .1 .t 1 (4) Onde: - 1 2 T representa a frequência angular fundamental; F k.1 representa o coeficiente de Fourier na k-ésima ordem harmônica. Do exposto segue que um sinal periódico não senoidal pode ser decomposto em uma série de componentes senoidais com frequências múltiplas inteiras da frequência fundamental. Ressalta-se também que a série de Fourier é infinita, tanto no domínio da frequência quanto no domínio do tempo. A transformação de um sinal contínuo no domínio do tempo, através da série de Fourier, é uma ferramenta muito importante em vários segmentos da engenharia, porém, sua implementação computacional completa é extremamente difícil e, por certas vezes, inviável. Dessa forma, de modo a ser possível o cálculo computacional da série de Fourier, é necessário que o sinal analisado seja discreto, no domínio do tempo e da frequência, assim como tenha uma dimensão finita. Neste sentido, torna-se então necessária a conceituação da Transformada Discreta de 8 Fourier (TDF), a qual torna possível o cálculo computacional e possui as mesmas propriedades que a transformação usual. Assim, considerando-se, por exemplo, que o sinal contínuo f(t) é amostrado a uma frequência de N amostras por ciclo, ou seja, TS = T/N, onde TS representa a frequência de amostragem e T o período do sinal em estudo, a Transformada Discreta de Fourier para este mesmo sinal será dada por: N 1 F k f n .e j . 2 N .n.k k 0, 1, ..., N 1 (5) n 0 onde: 2 2 .k k .k ; T . N T S F k = chamado espectro de f(n). A função f(n), neste caso, é assumida como sendo a repetição de um ciclo do sinal periódico amostrado para todo k. Em outras palavras, a amostra do sinal analisado consiste da repetição de um mesmo ciclo para toda a dimensão dessa mesma amostra. A resolução da frequência angular, segundo a qual o espectro do sinal é discretizado, é determinada pelo número de ciclos da janela amostral, conforme equação (6) a seguir: 2 2f 1 p.T p p (6) onde: - é a resolução em frequência do espectro do sinal amostrado; - T é o período do sinal amostrado; - p é o número de ciclos da janela de amostragem; - 1 é a frequência fundamental do sinal. Assim, se a janela amostral possuir a dimensão de um único ciclo da função f(t), fazendo-se p = 1 na equação (6), a resolução do espectro em termos de frequência será igual 1 rad/s. Em outras palavras, neste caso o espectro do sinal f(t) possuirá apenas componentes múltiplas inteiras da frequência fundamental. São as chamadas frequências harmônicas. 9 Em contrapartida, caso seja considerada uma janela de amostragem contendo mais de um ciclo do sinal em estudo, será possível obter um espectro composto por componentes com frequências não múltiplas da frequência fundamental. São as chamadas frequências de ordens não inteiras, ou inter-harmônicas. Para efeito de exemplo, considerando-se um sinal de tensão, cuja janela de amostragem possui um comprimento de 5 (cinco) ciclos da frequência fundamental de 60 Hz, a resolução em frequência do espectro deste sinal será igual a f = 60/5 = 12 Hz. Desta forma, o espectro resultante será composto por componentes de frequências iguais a 12, 24, 36 Hz, e assim por diante. Em termos práticos, conforme será demonstrado mais adiante, para uma melhor e mais efetiva quantificação das frequências fisicamente presentes em um determinado sinal de tensão ou corrente deve ser utilizada uma janela amostral contendo um maior número de ciclos destes sinais, resultando em uma melhor resolução em frequência do espectro associado. Para ilustração deste fato, assim como das dificuldades associadas à identificação das frequências fisicamente constituintes de um determinado sinal, considere-se o sinal indicado em (7), o qual é composto por duas frequências distintas, a frequência fundamental em 60 Hz e uma frequência de 90 Hz possuindo metade da amplitude da componente fundamental. xt 1,0 sen2 .t.60 0,5 sen2 .t.90 (7) A figura 1 ilustra a forma de onda do sinal resultante representado por (7). Para todos os sinais analisados no presente tópico foi considerada uma frequência de amostragem igual a 100 amostras por ciclo da componente fundamental. Figura 1 – Forma de onda do sinal resultante. Aplicando-se a Transformada Discreta de Fourier a este sinal, utilizando-se para este propósito uma janela de dois ciclos de duração do sinal fundamental, ou 33,3 ms, tem-se como resultado um espectro com resolução de 30 Hz, conforme indicado em (8). 10 1 p 60 30 Hz 2 (8) Desta forma, para uma resolução espectral de 30 Hz, é possível identificar com certa precisão, componentes de frequências múltiplas inteiras desta frequência, ou seja, 30, 60, 90, 120 Hz, etc. Para o caso do sinal utilizado em (7), portanto, a componente de 90 Hz será facilmente identificada no espectro de frequências de decomposição deste sinal. A figura 2 ilustra os resultados obtidos. (a) (b) Figura 2 – (a) Forma de onda do sinal em estudo, (b) espectro de frequência resultante da aplicação da TDF ao sinal em estudo (análise sincronizada). Conforme pode ser verificado na figura 2(b), as frequências de 60 e 90 Hz encontra-se perfeitamente identificadas no espectro do sinal discretizado no domínio da frequência. Repetindo-se a análise anterior, porém utilizando-se desta vez uma janela amostral com duração de três ciclos do sinal fundamental, ou 50 ms, tem-se a nova resolução espectral indicada em (9). 1 p 60 20 Hz 3 (9) Desta forma, considerando-se agora a nova resolução espectral de 20 Hz para a discretização em frequência do sinal em análise, é possível identificar com precisão, componentes de frequências múltiplas inteiras desta frequência, ou seja, 20, 40, 60, 80 Hz, etc. Para o caso do sinal utilizado em (7), portanto, a componente de 90 Hz, por não ser múltipla inteira da resolução espectral de 20 Hz, não poderá mais ser facilmente identificada no espectro de frequências de decomposição deste sinal. As figuras 3(a) e 3(b) ilustram este fato. 11 (a) (b) Figura 3 – (a) Forma de onda de três ciclos do sinal em estudo, (b) espectro de frequência resultante da aplicação da TDF ao sinal em estudo (análise dessincronizada). Como pode ser observado na figura 3(b), após a aplicação da TDF surgem várias componentes de frequência com amplitudes diversas, principalmente em torno da frequência de 90 Hz, estando esta última fisicamente presente na composição do sinal original indicado em (7). Em resumo, pode-se dizer que apenas pela análise do espectro de frequências resultante da decomposição do sinal em estudo, através da aplicação da TDF, não é possível identificar com precisão as frequências fisicamente presentes nos sinais analisados, nem tampouco as amplitudes associadas às mesmas. Este fato é explicado através do efeito denominado “espalhamento de espectro” [7], sendo o mesmo uma característica intrínseca à formulação da Transformada Discreta de Fourier. Em função deste efeito, novas frequências podem ser identificadas no espectro de frequências sem, no entanto, estarem fisicamente incorporadas ao sinal original. De forma a minimizar os impactos do efeito do espalhamento espectral na quantificação dos sinais fisicamente presentes nas tensões e correntes monitoradas, a norma IEC 61000-4-7 estabelece uma janela de amostragem de 12 ciclos (para sistemas de 60 Hz) para aplicação da Transformada Discreta de Fourier. Com isso, de acordo com a equação (6), a resolução espectral resultante será de 5 Hz. Porém, mesmo esse aumento da resolução espectral pode não ser suficiente para uma correta quantificação de algumas frequências fisicamente presentes nos sinais analisados. Assim, de forma a possibilitar um melhor entendimento do problema, considere-se um sinal formado por quatro componentes de frequência, conforme indicado em (10), onde além da frequência fundamental em 60 Hz, estão presentes as componentes de frequência de 12, 90 e 160 Hz, todas com amplitudes iguais à metade da amplitude da frequência fundamental. xt 1,0 sen2 .t.60 0,5 sen2 .t.12 0,5 sen2 .t.90 0,5 sen2 .t.160 (10) 12 Considerando-se uma janela amostral com duração de 12 (doze) ciclos do sinal fundamental, ou 200 ms, tem-se a resolução espectral de 5 Hz (fixada pela IEC 61000-4-7), conforme mostrado em (11), sendo possível identificar, com precisão, componentes de frequências múltiplas inteiras desta frequência (análise sincronizada), ou seja, 5, 10, 15, 20 Hz, etc. 1 p 60 5 Hz 12 (11) As figuras 4(a) e 4(b) ilustram a forma de onda do sinal resultante, assim como o espectro de frequências resultante da aplicação da TDF a este sinal, respectivamente. (a) (b) Figura 4 – (a) Forma de onda de doze ciclos do sinal em estudo, (b) espectro de frequência resultante da aplicação da TDF ao sinal em estudo. Como verificado na figura 4(b), após a aplicação da TDF, as componentes de 90 e 160 Hz, por serem as mesmas múltiplas inteiras da resolução do espectro (5 Hz), aparecem facilmente identificadas e quantificadas no espectro de decomposição do sinal. Em contrapartida, a frequência de 12 Hz, a qual também compõe fisicamente o sinal original, não pode ser facilmente identificada pelo espectro (análise dessincronizada). Desta forma, e mais uma vez em função do efeito de espalhamento de espectro, intrínseco à Transformada Discreta de Fourier, surgem várias frequências fantasmas na composição do espectro resultante, dificultando a identificação das componentes fisicamente presentes no sinal original. O mesmo poderá ocorrer quando da ocorrência de pequenas variações na frequência fundamental da rede, assim como quando da presença de flutuações na tensão na rede monitorada. Uma forma de reduzir o erro associado ao efeito do espalhamento de espectro na quantificação das frequências constituintes de um determinado sinal, seria a utilização de janelas com duração mínima de 60 ciclos para aplicação da TDF, resultando, consequentemente, uma resolução espectral de 1 Hz. Porém, essa prática exigiria grandes recursos de memória por parte dos medidores, inviabilizando o processo de medição. Para minimização do problema, além da 13 fixação da resolução espectral em 5 Hz, a norma IEC 61000-4-7 considera outros recursos adicionais, conforme mostrado no próximo tópico. 2.1.2) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-7 No presente tópico serão apresentadas algumas particularidades da norma IEC 61000-4-7 relacionadas com a quantificação das distorções harmônicas. Assim, conforme estabelecido pela referida norma, a monitoração das componentes harmônicas de tensão e corrente deve realizada de forma a contemplar duas condições básicas: Aplicação da TDF considerando-se a utilização de janelas retangulares com duração de 12 ciclos consecutivos (para sistemas de 60 Hz), resultando uma resolução espectral igual a 5 Hz; Agrupamento dos valores eficazes do espectro resultante em grupos e subgrupos harmônicos, visando a minimização dos erros associados ao fenômeno do espalhamento espectral. Para o agrupamento dos valores eficazes de cada elemento espectral resultante da aplicação da TDF, podem ser considerados dois tipos de agrupamentos visando a minimização dos erros associados ao fenômeno do espalhamento de espectro. A primeira forma de agrupamento está associada com a criação de Grupos Harmônicos, cujos valores eficazes equivalentes devem ser obtidos, para o caso de sistema de 60 Hz, de acordo com a equação (12). 2 𝐺𝑔,𝑛 = 2 𝐶𝑘−6 2 2 + ∑5𝑖=−5 𝐶𝑘+𝑖 + 2 𝐶𝑘+6 2 (12) Onde: - Gg,n = valor eficaz equivalente do Grupo Harmônico de ordem n; - Ck = valor eficaz da componente espectral de frequência k (em pu); - i = valor incremental. A segunda forma de agrupamento, por sua vez, está associada com a criação de Subgrupos Harmônicos, cujos valores eficazes equivalentes devem ser obtidos, para o caso de sistema de 60 Hz, de acordo com a equação (13). 2 2 𝐺𝑠𝑔,𝑛 = ∑1𝑖=−1 𝐶𝑘+𝑖 (13) 14 Onde: - Gsg,n = valor eficaz equivalente do Subgrupo Harmônico de ordem n; - Ck = valor eficaz da componente espectral de frequência k (em pu); - i = valor incremental. A figura 5 ilustra um exemplo didático para quantificação dos grupos e subgrupos harmônicos segundo a norma IEC 61000-4-7, considerando-se um espectro de frequências com espalhamento. Figura 5 – Grupos e subgrupos harmônicos conforme IEC 61000-4-7 Caso fosse considerado diretamente o valor eficaz da componente harmônica de ordem 2 (120 Hz), o valor eficaz desta componente harmônica seria de 3,0 V, o qual estaria associado a um erro intrínseco ao espalhamento espectral observado. Porém, de acordo com a equação (12), o valor eficaz resultante do Grupo Harmônico de ordem 2, considerando-se o espectro de frequências indicado na figura 5, seria o seguinte: 0,22 0,52 𝐺𝑔,2 = √ + (0,32 + 0,32 + 0,52 + 0,72 + +1,22 + 3,02 + 1,42 + 0,82 + 0,62 + 0,52 + 0,42 ) + 2 2 Resultando, 𝐺𝑔,2 = 3,85 𝑉 15 Considerando-se o cálculo do valor eficaz resultante do Subgrupo Harmônico de ordem 2, a aplicação da equação (13) resultaria em: 𝐺𝑠𝑔,2 = √1,22 + 3,02 + 1,42 Sendo o valor eficaz resultante igual a: 𝐺𝑠𝑔,2 = 3,52 𝑉 A utilização do cálculo dos valores eficazes, através dos grupos ou subgrupos harmônicos, é estabelecida pela norma IEC 61000-4-30 de acordo com o tipo de equipamento de medição considerado. O próximo tópico abordará o assunto em maiores detalhes. 2.1.3) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-30 Incialmente, cabe destacar que a norma IEC 61000-4-30 estabelece três tipos distintos de medidores para medição de parâmetros associados com a qualidade do produto, a saber: Medidor Classe A: Utilizado em ocasiões nas quais a precisão da medição é extremamente importante como, por exemplo, em aplicações contratuais envolvendo a solução de disputas específicas. No caso particular de aplicação no setor de distribuição de energia elétrica nacional, sugere-se a utilização de medidores do tipo Classe A em questões judiciais, assim como em processos de mediação junto à ANEEL envolvendo consumidores e concessionárias. Medidor Classe S: Utilizado basicamente para propósitos estatísticos (campanhas de medição). No caso particular de aplicação no setor de distribuição de energia elétrica nacional, sugere-se a utilização de medidores do tipo Classe S em medições amostrais, campanhas de medição, assim como para verificação inicial da procedência de reclamações associadas aos diversos fenômenos da qualidade da energia elétrica em consumidores de média e baixa tensão. Medidor Classe B: Esta classe de medidores existe apenas para o enquadramento dos medidores existentes no mercado que não se enquadram nos critérios estabelecidos pela norma IEC 61000-4-30. Futuramente esta classe será desconsiderada. No caso particular de aplicação no setor de distribuição de energia elétrica nacional, sugere-se a imediata desconsideração desse tipo de medidores. 16 Adicionalmente, a norma IEC 61000-4-30 estabelece também diferentes procedimentos de agregação de medições por intervalo de tempo, conforme indicado a seguir para sistemas de 60 Hz: Agregação de 12 ciclos: intervalo de tempo básico para registro das amplitudes dos parâmetros associados com a distorção harmônicas, desequilíbrios e tensão em regime permanente. Para este efeito, o cálculo elementar do valor eficaz da tensão poderá ser realizado a cada ciclo, a cada meio ciclo ou a cada quarto de ciclo. O valor final do intervalo de 12 ciclos será a média aritmética dos valores eficazes calculados no mesmo intervalo; Agregação de 180 ciclos: visando a redução das necessidades de memória e esforço computacional por parte dos medidores, a norma IEC 61000-4-30 define também o intervalo de agregação de 180 ciclos, composto por 15 registros sequenciais de valores de 12 ciclos. O valor final do intervalo de 180 ciclos será a média aritmética dos valores eficazes de 12 ciclos calculados no mesmo intervalo; Agregação de 10 minutos: o intervalo de agregação de 10 minutos deverá ser agregado à partir dos registros medidos de 12 ciclos. O valor final do intervalo de 10 minutos será a média aritmética dos valores eficazes de 12 ciclos calculados no mesmo intervalo; Agregação de 2 horas: o intervalo de agregação de 2 horas deverá ser agregado à partir de 12 registros consecutivos de 10 minutos. O valor final do intervalo de 2 horas será a média aritmética dos valores eficazes dos 12 registros de 10 minutos calculados no mesmo intervalo. Considerando-se finalmente os aspectos da IEC 61000-4-30 especificamente relacionados à medição das distorções harmônicas, verificam-se algumas distinções de medição para diferentes tipos de medidores. Dessa forma, para medidores Classe A a medição das distorções harmônicas deve ser realizada considerando-se Subgrupos Harmônicos para composição dos registros de 12 ciclos. Nesse caso, para o cálculo da distorção harmônica total deverá ser utilizada a equação (14). 𝐺𝑠𝑔,𝑛 𝑇𝐻𝐷𝑆 = √∑𝐻 𝑛=2 ( 𝐺 𝑠𝑔,1 2 ) (14) 17 Onde: - THDS = Distorção Harmônica Total considerando-se subgrupos de frequências harmônicas; - H = Ordem harmônica máxima (H = 40 pu para Classe S e H = 50 pu para Classe A); - Gsg,n = valor eficaz da distorção harmônica do Subgrupo de ordem n; - Gsg,1 = valor eficaz da distorção harmônica do Subgrupo de ordem 1; Para medidores Classe S a medição das distorções harmônicas poderá ser realizada considerando-se Grupos ou Subgrupos Harmônicos para composição dos registros de 12 ciclos. No caso do cálculo da distorção harmônica total, caso seja utilizado o critério dos Grupos Harmônicos, deverá ser utilizada a equação (15), caso contrário, deverá ser utilizada a equação (14). 𝐺𝑔,𝑛 𝑇𝐻𝐷𝐺 = √∑𝐻 𝑛=2 ( 𝐺 ) 2 𝑔,1 (14) Onde: - THDG = Distorção Harmônica Total considerando-se grupos de frequências harmônicas; - H = Ordem harmônica máxima (H = 40 pu para Classe S e H = 50 pu para Classe A); - Gg,n = valor eficaz da distorção harmônica do Grupo de ordem n; - Gg,1 = valor eficaz da distorção harmônica do Grupo de ordem 1; As incertezas máximas de medição estabelecidas pela norma IEC 61000-4-30 são as seguintes: Medidores Classe A - A incerteza de medição para os indicadores associados com as distorções harmônicas devem ser inferiores ou iguais a +/- 5,0% da tensão medida; Medidores Classe S - A incerteza de medição para os indicadores associados com as distorções harmônicas devem ser inferiores ou iguais a +/- 10,0% da tensão medida; 18 2.1.4) Aspectos específicos associados com a norma IEEE 519 Basicamente, a norma IEEE 519-2008 considera as mesmas premissas básicas da norma IEC 61000-4-7 para medição das distorções harmônicas. O único aspecto adicional abordado pela referida normatização refere-se à adoção de aspectos estatísticos para os resultados das medições. Assim, inicialmente, a norma IEEE 519-2008 considera dois períodos de medição específicos: Período muito curto de medição: período de medição de 1 (um) dia, para o qual deve ser calculado o valor percentil 99% (ou seja, o valor de 10 minutos excedido em apenas 1% do tempo total de medição); Período curto de medição: período de medição de 7 dias, para o qual deve ser calculado o valor percentil 95% (ou seja, o valor de 10 minutos excedido em apenas 5% do tempo total de medição); O assunto do tratamento estatístico dos registros de medição foi devidamente abordado no Relatório Técnico 2/8, no qual foi proposta a adoção de indicadores de duração relativa de violação em substituição aos indicadores do tipo percentil. 2.2) Desequilíbrios de tensão A medição dos indicadores associados ao fenômeno dos desequilíbrios de tensão são devidamente abordados nas normas IEC 61000-4-30, assim como na norma IEEE 1159. Em ambas as normatizações, a formulação utilizada para cálculo do desequilíbrio de tensão baseia-se no cálculo da relação entre a tensão de sequência negativa e a tensão de sequência positiva, conforme equação (15). 𝑉 𝐹𝐷% = 𝑉2 × 100 1 (15) Onde: - FD% = Desequilíbrio de tensão de sequência negativa; - V2 = Amplitude da tensão de sequência negativa; 19 - V1 = Amplitude da tensão de sequência positiva. De forma alternativa, as referidas normas admitem também o cálculo do desequilíbrio de tensão a partir das tensões de linha, desde que sejam consideradas apenas as tensões fundamentais. Dessa forma, a equação (15) pode ser reescrita da seguinte maneira: 1−√3−6.𝛽 𝐹𝐷% = √ 1+√3−6.𝛽 × 100 ; sendo 𝛽 = 4 4 4 𝑉𝑎𝑏 +𝑉𝑏𝑐 +𝑉𝑐𝑎 2 +𝑉 2 +𝑉 2 ) (𝑉𝑎𝑏 𝑐𝑎 𝑏𝑐 2 (16) Onde: - FD% = Desequilíbrio de tensão de sequência negativa; - Vab, Vbc, Vca = Amplitude das tensões de linha fundamentais. 2.2.1) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-30 Além das equações apresentadas em (15) e (16), a norma IEC 61000-4-30 estabelece também o cálculo do indicador associado ao desequilíbrio de tensão de sequência zero, conforme equação mostrada em (17). 𝑉 𝐹𝐷0 % = 𝑉0 × 100 1 (17) Onde: - FD% = Desequilíbrio de tensão de sequência negativa; - V0 = Amplitude da tensão de sequência zero; - V1 = Amplitude da tensão de sequência positiva. Assim como para o caso das distorções harmônicas, a agregação dos registros associados aos desequilíbrios de tensão deverá obedecer aos critérios apresentados no tópico 2.1.3, perfazendo, portanto, agregações de 12 ciclos, como unidade básica de agregação para sistemas de 60 Hz, de 180 ciclos, de 10 minutos e finalmente de 2 horas. Para medidores Classe A, existe a obrigatoriedade de medição dos indicadores de desequilíbrio de tensão de sequência negativa e zero. Entretanto, para os medidores da Classe S, é obrigatório apenas o registro do desequilíbrio de tensão de sequência negativa, sendo optativo o cálculo do desequilíbrio de tensão de sequência zero. As incertezas máximas de medição estabelecidas pela norma IEC 61000-4-30 são as seguintes: 20 Medidores Classe A - A incerteza de medição para os indicadores FD2% e FD0% não deve ser superior à +/0,15% da tensão de referência. Medidores Classe S - A incerteza de medição para os indicadores FD2% e FD0% não deve ser superior à +/0,30% da tensão de referência. 2.2.2) Aspectos específicos associados com a norma IEEE 1159 Basicamente, a norma IEEE 1159 estabelece para o cálculo dos desequilíbrios de tensão de sequência negativa as mesmas premissas e condições estabelecidas pela IEC 61000-4-30. De forma complementar, a IEEE 1159 reforça que a utilização da equação (16) não deve considerar tensões de fase, uma vez que nesse caso os efeitos associados às componentes de tensão de sequência zero não serão excluídos, conduzindo a valores de FD% errôneos. Por fim, a norma IEEE 1159 não estabelece a necessidade de medição dos desequilíbrios de tensão de sequência zero. 21 2.3) Variações de tensão de curta duração Para o caso das variações de tensão de curta duração, a norma IEEE 1159 apresenta apenas aspectos teóricos sem detalhamento dos requisitos técnicos de medição. Assim, para este fenômeno especificamente, serão considerados neste tópico somente os aspectos técnicos e requisitos de medição definidos pela norma IEC 61000-4-30. 2.3.1) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-30 A norma IEC 61000-4-30 estabelece que o princípio de medição da tensão eficaz para quantificação das variações de tensão de curta duração deve ser o seguinte: Medidores Classe A: O valor eficaz da tensão deve ser calculado a cada ½ ciclo, sendo que o valor da tensão eficaz de ½ ciclo deve incluir obrigatoriamente as distorções harmônicas, assim como as inter-harmônicas de tensão. O valor calculado pode representar tensões de fase ou de linha; Medidores Classe S: O valor eficaz da tensão deve ser calculado a cada ½ ciclo ou 1 ciclo, sendo que o valor da tensão eficaz correspondente deve incluir obrigatoriamente as distorções harmônicas, assim como as inter-harmônicas de tensão. O valor calculado pode representar tensões de fase ou de linha. A detecção e avaliação de uma variação de tensão de curta duração deve ser realizada com base em uma porcentagem da tensão de referência (limiar de detecção), a qual pode ser fixa (definida pelo usuário) ou deslizante conforme equação (18). 𝑉𝑠𝑟(𝑛) = 0,9967 × 𝑉𝑠𝑟(𝑛−1) + 0,0033 × 𝑉(12𝑅𝑀𝑆) (18) Onde: - Vsr(n) = valor calculado da tensão de referência; - Vsr(n-1) = valor prévio da tensão de referência; - V(12RMS) = valor da tensão eficaz média de 12 ciclos mais recente. 22 A contabilização de um afundamento momentâneo de tensão (AMT) se inicia quando a tensão eficaz cair abaixo do limiar de detecção e termina quando a tensão eficaz for igual ou superior ao mesmo limiar somado à uma tensão de histerese (normalmente igual a 2,0%). No caso específico de sistemas polifásicos, a contabilização de um AMT se inicia quando a tensão eficaz em um ou mais canais de tensão cair abaixo do limiar de detecção e termina quando a tensão eficaz em todos os canais medidos for igual ou superior ao mesmo limiar, somado à uma tensão de histerese. Da mesma forma, a contabilização de uma elevação momentânea de tensão (EMT) se inicia quando a tensão eficaz ficar acima do limiar de detecção e termina quando a tensão eficaz for igual ou inferior ao mesmo limiar somado à uma tensão de histerese (normalmente igual a 2,0%). No caso específico de sistemas polifásicos, a contabilização de uma EMT se inicia quando a tensão eficaz em um ou mais canais de tensão ficar acima do limiar de detecção e termina quando a tensão eficaz em todos os canais medidos for igual ou inferior ao mesmo limiar, somado à uma tensão de histerese. Os limiares de detecção para as variações de tensão de curta duração são de 85% ou 90% da tensão de referência, para o caso dos afundamentos momentâneos de tensão, e de 110% da tensão de referência para o caso das elevações momentâneas de tensão. Um evento de variação de tensão de curta duração (AMT ou EMT) deve ser caracterizado pela sua amplitude e duração. Nesse sentido, a caracterização da amplitude de um evento de variação de tensão de curta duração pode ser realizada com base em dois argumentos: Tensão residual: menor ou maior valor de tensão eficaz medido durante o evento; Profundidade: máxima diferença verificada entre a tensão de referência e a tensão residual durante o evento. Ambos os argumentos podem são usualmente expressos em porcentual da tensão de referência. A duração de um evento de VTCD é a diferença de tempo entre o início e o fim do evento registrado. Para medições polifásicas a duração do evento de tensão pode ser iniciada em um determinado canal de tensão e terminada em um canal de tensão diferente. As incertezas máximas de medição estabelecidas pela norma IEC 61000-4-30 são as seguintes: Medidores Classe A 23 - A incerteza máxima de medição da amplitude do evento não deve exceder +/- 0,2% da tensão de referência; - A incerteza máxima de medição da duração do evento não deve exceder 1 ciclo, sendo ½ ciclo de incerteza associado ao início do evento e ½ ciclo de incerteza associado ao fim do evento. Medidores Classe S - A incerteza máxima de medição da amplitude do evento não deve exceder +/- 1,0% da tensão de referência; - Se o valor eficaz for calculado a cada ½ ciclo, a incerteza máxima de medição da duração do evento não deve exceder 1 ciclo, sendo ½ ciclo de incerteza associado ao início do evento e ½ ciclo de incerteza associado ao fim do evento. Se o valor eficaz for calculado a cada 1 ciclo, a incerteza máxima de medição da duração do evento não deve exceder 2 ciclos, sendo 1 ciclo de incerteza associado ao início do evento e 1 ciclo de incerteza associado ao fim do evento 24 2.4) Flutuações de tensão O fenômeno das flutuações de tensão é tratado pela IEC em uma normatização específica designada por IEC 61000-4-15 - Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-15: Testing and measurement techniques – Flickermeter – Functional and design specifications. Diferentemente dos demais indicadores, a norma IEC 61000-4-15 apresenta os requisitos e protocolos para construção de um medidor de cintilação luminosa, cujos resultados expressam a quantificação da amplitude do fenômeno da flutuação de tensão. Não existe uma formulação analítica para quantificação dos indicadores. Nesse sentido, o tópico seguinte apresenta os detalhes construtivos do chamado flickermeter IEC. 2.4.1) Aspectos específicos associados com a norma IEC 61000-4-15 (flickermeter) A cintilação luminosa (flicker) representa o principal fenômeno associado às flutuações de tensão nas redes elétricas, o qual está associado à sensibilidade do olho humano para percepção das variações luminosas de baixa frequência. O flickermeter IEC proposto na norma IEC 61000-415 baseia-se fundamentalmente na representação da resposta olho-cérebro às variações de fluxo luminoso associadas às flutuações no valor eficaz da tensão de suprimento. A avaliação dos indicadores de flutuação de tensão, notadamente relacionados ao efeito da cintilação luminosa, conforme o protocolo definido pela IEC, é decomposta em cinco blocos distintos, conforme a seguir: Bloco 1 – Adaptação da tensão de entrada e circuito de calibração; Bloco 2 – Demodulação quadrática do sinal adaptado; Bloco 3 – Filtragem e ponderação em frequência; Bloco 4 – Média quadrática; Bloco 5 – Tratamento estatístico. A figura 6 ilustra o diagrama funcional simplificado do protocolo IEC de quantificação do fenômeno da cintilação luminosa. 25 Figura 6 – Diagrama simplificado do flickermeter IEC. O protocolo do flickermeter IEC é composto por cinco blocos estruturais, os quais compõem o modelo efetivamente, assim como seis saídas específicas, cujos resultados possuem significados físico-matemáticos distintos. Em linhas gerais, o protocolo do flickermeter da IEC pode ser divido em duas partes distintas, a saber: Simulação da resposta do sistema olho-lâmpada-cérebro para o fenômeno da cintilação luminosa, composta pelos blocos 2, 3 e 4; Análise estatística em tempo real da cintilação luminosa e apresentação dos resultados, composta pelo bloco 5. Uma observação importante está relacionada com as saídas E e F indicadas na figura 6, as quais representam a sensação instantânea de flicker (Sf) e a severidade de flicker de curta duração, respectivamente. A sensação instantânea de flicker está relacionada com a percepção visual da modulação do fluxo luminoso em decorrência da modulação do valor eficaz (ou de pico) da tensão. Um valor unitário para a sensação instantânea de flicker representa o limite de perceptividade para a maioria dos observadores em eventuais condições de teste. A severidade de flicker (saída F), por sua vez, representa um valor matemático baseado no comportamento estatístico da sensação instantânea de flicker (saída E). Os limites atribuídos para os indicadores de severidade de flicker (Pst e Plt) baseiam-se no comportamento estatístico da sensação instantânea de flicker. O Pst (Probability Short Term) é o indicador de severidade de flicker de curto prazo, resultado direto da saída do bloco 5 do flickermeter IEC, e o Plt (Probability Long Term) é o indicador de severidade de flicker de longo prazo, calculado a partir dos valores registrados de Pst, conforme será mostrado mais adiante. Matematicamente, esses indicadores são representados da seguinte forma: 𝑃𝑠𝑡 = √0,0314. 𝑃0,1 + 0,0525. 𝑃1 + 0,0657. 𝑃3 + 0,28. 𝑃10 + 0,08. 𝑃50 (19) Onde: - Pst = Severidade de curta duração (Probability Short Term), expresso em pu. - Pi (i = 0,1; 1; 3; 10 e 50) = corresponde ao nível de sensação de cintilação que foi ultrapassado durante i % do tempo, obtido a partir da função de distribuição acumulada complementar, de acordo com o 26 procedimento estabelecido pela IEC (International Electrotechnical Commission): IEC 61000-4-15. Flickermeter – Functional and Design Specifications [6]. 3 1 3 𝑃𝑙𝑡 = √ ∑12 𝑖=1(𝑃𝑠𝑡𝑖 ) (20) 12 Onde: - Plt = Severidade de longa duração (Probability Long Term), expresso em pu; - Psti = i-ésimo registro do indicador Pst. De forma a explicar detalhadamente os princípios elementares associados ao flickermeter IEC, assim como colaborar com futuras implementações computacionais do flickermeter conforme normas IEC 61000-4-15, o Apêndice A apresenta passo-a-passo a construção dos cinco blocos funcionais da metodologia proposta pela IEC. A medição dos indicadores Pst e Plt em baixa tensão deverá ser realizada considerando-se a curva da lâmpada compatível com o nível de tensão e frequência do ponto de monitoração, conforme ilustrado na figura 7. Em termos práticos, antes de se iniciar um processo de quantificação dos níveis de severidade de flicker, é extremamente importante definir o tipo de lâmpada a ser utilizada como referência, de tal forma que os parâmetros do flickermeter possam ser devidamente ajustados. Assim, por exemplo, a utilização do flickermeter modelado para uma lâmpada de referência de 230 V/50 Hz produziria resultados física e fisiologicamente distintos da realidade das redes elétricas com tensões equivalentes a 120 V/60 Hz. Lâmpada 230V/50Hz Lâmpada 120V/60Hz Figura 7 – Resposta do filtro de ponderação em frequência normalizado em 8,8 Hz. Quando da medição dos indicadores Pst e Plt em diferentes barramentos de forma simultânea, todos os medidores utilizados deverão ser ajustados de forma a considerar a mesma curva de sensibilidade. 27 Tanto para medidores Classe A ou Classe S, o indicador Pst deve ser obrigatoriamente agregado em intervalos de 10 minutos, ao passo que o indicador Plt será agregado em intervalos de 2 horas, perfazendo uma composição de 12 leituras consecutivas de Pst. Os registros de Pst e Plt associados a variações de tensão de curta duração devem ser marcados para posterior análise e consideração. A incerteza da medição associada aos indicadores Pst e Plt deve ser inferior ou igual a +/5,0% em relação a seu valor unitário. 3) Análise dos transdutores de tensão e corrente No caso dos sistemas de distribuição de energia elétrica, os níveis de tensão associados às medições de parâmetros da qualidade da energia elétrica compreendem sistemas de baixa, média e alta tensão. No caso das medições a serem realizadas em baixa tensão, para uma tensão eficaz máxima de 600 V, os medidores podem, em geral, ser conectados diretamente aos barramentos a serem monitorados, sem a necessidade de utilização de transdutores de tensão. Em contrapartida, para o caso de medições envolvendo corrente elétrica, invariavelmente, as medições deverão ser realizadas através da utilização de transformadores de corrente (TCs). Considerando-se a realização de medições em sistemas de média e alta tensão, será necessária a utilização de transformadores de potencial (TPs) os quais, nos sistemas de distribuição, são em sua quase totalidade do tipo transformador de potencial indutivo. Assim sendo, o presente tópico tem como objetivo apresentar a resposta em frequência dos TPs e TCs comumente utilizados nos sistemas de distribuição brasileiros, seja para medições de faturamento em consumidores ou medições em subestações de distribuição, assim como o impacto associado com as diferentes formas de conexão desses equipamentos. 3.1) Resposta em frequência dos transformadores de potencial indutivos Comumente, por razões meramente práticas, os testes para levantamento da resposta em frequência dos transformadores de potencial são realizados no lado de baixa tensão desses equipamentos. Nesse sentido, existem controvérsias sobre a validade dos referidos testes, uma vez que considera-se um ponto de operação do TP diferente do ponto em que ele irá trabalhar normalmente. Dessa forma, em função das não-linearidades intrínsecas ao núcleo ferromagnético do transformador de potencial, o princípio da superposição não poderia ser aplicado. De qualquer forma, em termos práticos, os testes realizados em laboratório pelo lado de baixa tensão desses equipamentos apresentam uma boa aderência aos resultados apresentados na norma IEEE 1159, possibilitando uma boa abordagem inicial da questão. A figura 8 apresenta a 28 estrutura de laboratório utilizada para levantamento da resposta em frequência de um TP indutivo classe 15 kV, comumente utilizado nos sistemas de medição de faturamento de consumidores de distribuição. Figura 8 – Ensaios de resposta em frequência em TP indutivo classe 15 kV. Os resultados obtidos considerando-se a relação de transformação do TP são indicados na figura 9, a seguir. 29 Figura 9 – Resultado da resposta em frequência para a relação de transformação do TP. Conforme pode ser observado pela figura 9, a relação de transformação do TP indutivo classe 15 kV permanece praticamente constante até a frequência de 1 kHz. Considerando-se ainda que a ordem harmônica máxima de avaliação prevista na versão atual dos Procedimentos de Distribuição é igual a 25 pu, verifica-se um erro máximo igual a 1,57% na relação de transformação do TP, conforme mostrado na figura 10. Para a ordem harmônica máxima de monitoração exigida pelos medidores Classe S, igual a 40 pu, o erro máximo da RTP seria de 3,33%. 30 Figura 10 – Resultado da resposta em frequência para a relação de transformação do TP. Com base nos resultados apresentados, conclui-se que a utilização dos transformadores de potencial indutivos existentes nas concessionárias de distribuição podem ser utilizados para medição de parâmetros da qualidade da energia elétrica. 3.2) Resposta em frequência dos transformadores de corrente A norma IEEE 1159 apresenta a curva indicada na figura 11 como sendo a resposta em frequência de um transformador de corrente típico utilizado pelas concessionárias de distribuição de energia elétrica. Figura 11 – Resultado da resposta em frequência para a relação de transformação do TC. Com base nos resultados apresentados, conclui-se da mesma forma que a utilização dos transformadores corrente existentes nas concessionárias de distribuição podem ser utilizados para medição de parâmetros da qualidade da energia elétrica, uma vez que os apresentam excelente linearidade de resposta até a frequência de 10 kHz. 31 3.3) Análise do impacto do tipo de conexão dos transformadores de potencial Quando da necessidade de realização de medições dos parâmetros da qualidade da energia elétrica nos sistemas de distribuição em média e alta tensão, invariavelmente deverão ser utilizados os recursos disponíveis nos sistemas de medição de faturamento dos consumidores, ou ainda dos transdutores existentes nas subestações de distribuição. A medição de faturamento dos consumidores de MT e AT das concessionárias de distribuição, especificamente, é realizada através da utilização de transformadores de potencial para registro das tensões eficazes e subsequente cálculo das potências e energias envolvidas. Nesse sentido, apesar de boa parte das distribuidoras utilizarem como padrão de medição de faturamento uma topologia baseada em três elementos (3 TPs) conectados em estrelaaterrada, algumas empresas, notadamente no Estado de São Paulo, utilizam como padrão de medição uma topologia baseada em apenas dois elementos (2 TPs) conectados em delta aberto. A figura 11 ilustra essas duas formas de conexão dos TPs. Figura 11 – (a) conexão em Delta Aberto e (b) conexão em Estrela-Aterrada. Como pode ser verificado na figura 11, a conexão a três elementos disponibiliza tensões de fase no secundário dos TPs. Em contrapartida, a conexão a dois elementos disponibiliza tensões de linha no secundário dos transdutores de tensão. Nesse último caso, toda a informação associada à sequência zero das tensões do lado de média ou alta tensão será perdida, resultando, consequentemente, problemas importantes quando da monitoração de parâmetros da qualidade da energia elétrica. De forma a ser possível a realização de uma análise mais detalhada do problema, desenvolveu-se um simulador computacional possibilitando o estudo dos dois tipos de conexão 32 dos transdutores de tensão. A figura 12 ilustra o sistema desenvolvido em ambiente MatlabSimulink®. Figura 12 – Sistema para simulação do impacto do tipo de conexão dos TPs. A seguir serão demonstrados os impactos associados ao tipo de conexão dos TPs nos resultados obtidos pela medição de cada um dos parâmetros da qualidade do produto. 3.3.1) Análise da tensão em regime permanente A seção 8.1 do módulo 8 dos Procedimentos de Distribuição (no item 2.6.1.4), estabelece que a medição de tensão em regime permanente deve corresponder ao tipo de ligação da unidade consumidora, abrangendo medições entre todas as fases ou entre todas as fases e o neutro, quando este for disponível. Adicionalmente, o ANEXO I da mesma seção estabelece as faixas de classificação de tensões em regime permanente, independentemente do fato de estarem sendo medidas tensões de linha ou tensões de fase. Para demonstrar o impacto do tipo de conexão dos TPs em uma unidade consumidora conectada em 13,8 kV, considera-se como exemplo uma tensão de fase no ponto de conexão da instalação igual a 0,88 pu (tensão crítica). Nessas condições, quais seriam os valores de tensão medidos nos secundários dos TPs para cada tipo de conexão? Em ambos os casos as tensões registradas se apresentariam na faixa crítica? A figura 13 ilustra essa condição indicando as amplitudes das tensões eficazes registradas em cada situação. 33 Figura 13 – Análise da tensão em regime permanente em função do tipo de conexão dos TPs. Como pode ser verificado na figura 13, apesar da tensão da fase A apresentar-se na faixa crítica (0,88 pu) junto ao ponto de entrega da instalação em média tensão, o resultado da medição realizada considerando-se a conexão dos TPs em delta aberto (dois elementos) indica tensões de linha perfeitamente adequadas (0,94 pu). Ao mesmo tempo, evidentemente, as medições obtidas considerando-se a medição em três elementos conectados em estrela aterrada reproduzem fielmente as amplitudes das tensões de fase do lado primário, indicando a mesma tensão crítica na fase A, ou seja, 0,88 pu. Sob o ponto de vista prático, para os consumidores de média e alta tensão, a consideração das tensões de linha para efeito de avaliação da conformidade da tensão em regime permanente não seria um problema, uma vez que em função do tipo de conexão do transformador abaixador da instalação (com primário em delta) as tensões efetivamente utilizadas por essas unidades consumidoras seriam, de fato, as tensões de linha. O problema, contudo, é que a versão atual do PRODIST estabelece os mesmos limites percentuais tanto para tensão de linha quanto para tensão de fase, imputando dessa forma pesos iguais para grandezas distintas. Um outro aspecto importante, principalmente para as medições associadas às unidades consumidoras atendidas em média tensão, é que o resultado das medições considerando-se tensões de linha não traduzem a real condição das fases do sistema, nas quais podem estar conectadas unidades consumidoras monofásicas através de transformadores do tipo center tap. 34 Por fim, tem-se ainda que no caso específico dos circuitos secundários de baixa tensão, onde existem cargas monofásicas, bifásicas e trifásicas operando simultaneamente, apesar do fato das medições poderem ser realizadas de forma direta (sem o uso de TPs), a consideração de tensões de linha ao invés de tensões de fase, reduziria substancialmente a quantidade de violações dos indicadores de tensão em regime permanente comumente verificados pelas concessionárias de distribuição. 3.3.2) Análise das distorções harmônicas Para o caso específico das distorções harmônicas, a conexão dos transformadores de potencial em delta aberto (medição a dois elementos) conferem problemas ainda mais expressivos aos resultados das medições. Para ilustrar esse fato, a figura 14 representa um sistema trifásico de tensões contendo uma amplitude hipotética de distorção de tensão de 3ª harmônica igual a 20% em cada fase. Figura 14 – Análise da distorção harmônica medida em função do tipo de conexão dos TPs. Como pode ser observado na figura 14, apesar da distorção harmônica de grande amplitude visivelmente identificada na onda de tensão instantânea em cada fase da rede primária, a conexão dos TPs em delta aberto (considerando, portanto, tensões de linha) simplesmente ignoram a presença física dessas frequência na rede, resultando tensões de linha puramente 35 senoidais. Assim sendo, como já explicado, a conexão de TPs em delta aberto não considera as componentes de sequência zero existentes no lado primário do sistema, de tal forma que qualquer grandeza associada a estas componentes, como por exemplo grande parte das distorções de tensão de ordem tripla, não possibilita a reprodução fiel do conteúdo dessas grandezas conforme verificado no lado de média ou alta tensão. Por fim, assim como no caso dos limites estabelecidos para as variações de tensão em regime permanente, a possibilidade de medições considerando-se tanto tensões de linha quanto tensões de fase implica a adoção de limites iguais para realidades físico-elétricas bastante distintas. 3.3.3) Análise das flutuações de tensão Considerando-se a medição dos parâmetros associados ao fenômeno da flutuação de tensão, a conexão dos transdutores de tensão em delta aberto (dois elementos) poderá apresentar divergências entre os valores fisicamente presentes no lado primário e os valores registrados no lado secundário dos referidos transdutores. Na verdade, tal discrepância será diretamente proporcional ao conteúdo inter-harmônico de sequência zero existente no lado primário do sistema. Assim, da mesma forma como verificado para o caso das distorções harmônicas, as flutuações de tensão também serão atenuadas quando da consideração da conexão dos TPs em delta aberto. 3.3.4) Análise dos desequilíbrios de tensão De todos os fenômenos associados à qualidade do produto, os desequilíbrios de tensão representam o único fenômeno não influenciado pelo tipo de conexão dos transdutores, desde que a formulação utilizada na composição do referido indicador seja aquela proposta pela IEC, baseada em componentes simétricas. 3.3.5) Análise dos variações de tensão de curta duração No caso específico das variações de tensão de curta duração, particularmente no que diz respeito à amplitude dos eventos associados, são válidas as mesmas análises apresentadas para o caso das variações de tensão em regime permanente. Assim, a conexão dos TPs em delta aberto implicará no registro de eventos com amplitudes menos severas (ou mesmo a total desconsideração de eventos) que aquelas efetivamente registradas em cada fase do lado primário do sistema. Diante dos problemas apresentados, em relação ao tipo de conexão dos transdutores de tensão, sugere-se que os sistemas de medição das novas instalações a serem conectadas ao SDMT 36 e ao SDAT contemplem a conexão de transdutores de tensão a três elementos, conectados em estrela-aterrada. 4) Estabelecimento dos procedimentos de medição para cada fenômeno da qualidade do produto De forma a serem aproveitadas as experiências obtidas pelas diversas concessionárias de distribuição de energia elétrica, sugere-se para os demais parâmetros da qualidade do produto os mesmos critérios e metodologias gerais de medição já adotados para o caso das medições de tensão em regime permanente. 4.1) Aspectos gerais Em função dos aspectos fundamentais associados ao tipo de conexão dos transdutores de tensão, conforme apresentado no tópico 3.3, as medições dos parâmetros da qualidade do produto deverão ser realizadas considerando-se prioritariamente tensões fase-neutro. No caso de instalações conectadas ao SDMT e ao SDAT, as medições de parâmetros da qualidade do produto deverão ser realizadas através de transdutores de tensão a três elementos conectados em estrelaaterrada. 4.1.1) Local de instalação das medições As medições de parâmetros da qualidade do produto devem ser efetuadas no ponto de conexão da unidade consumidora, salvo nas seguintes situações: a) quando a instalação do equipamento de medição no ponto de conexão vier a comprometer a segurança do equipamento e de pessoas, tal instalação poderá ser realizada no ponto de derivação da rede da distribuidora com o ramal de ligação da unidade consumidora; b) quando a medição para fins de faturamento for realizada por meio de medidores lacrados, denominados encapsulados, cujos circuitos de corrente e de tensão não sejam acessíveis ou para as unidades consumidoras conectadas no SDMT com equipamentos de medição instalados em tensões do SDBT, a instalação do equipamento de medição de 37 tensão poderá ser realizada no lado secundário do transformador de potência da unidade consumidora; c) para unidades consumidoras conectadas no SDAT com equipamentos de medição instalados em tensões do SDMT, a instalação do equipamento de medição de parâmetros da qualidade do produto poderá ser realizada no lado secundário do transformador de potência da unidade consumidora. 4.1.2) Conexão física dos medidores Em sistemas trifásicos, a conexão física dos medidores de parâmetros da qualidade do produto deverá ser realizada considerando-se a sequência direta das tensões e/ou correntes elétricas. Essa consideração é de fundamental importância para a correta quantificação de alguns indicadores da qualidade do produto, a exemplo dos desequilíbrios de tensão e corrente. 4.1.3) Critérios de expurgo no conjunto de leituras Os indicadores associados à qualidade do produto, principalmente aqueles cujos valores de 10 (dez) minutos são obtidos a partir da média aritmética ou geométrica dos registros de 12 ciclos, não são afetados de forma significativa pelas variações momentâneas de tensão. A única exceção, dentre os fenômenos de regime permanente, diz respeito aos indicadores associados às flutuações de tensão (Pst e Plt), conforme será tratado no tópico seguinte. Dessa forma, os registros de 10 minutos associados às distorções harmônicas e aos desequilíbrios de tensão deverão ser expurgados apenas nas seguintes situações: a) quando houver registro de valores associados com interrupção de energia elétrica; b) quando houver registro de valores associados com variações temporárias de tensão. Nesses casos, portanto, os intervalos de medição de 10 (dez) minutos associados deverão ser expurgados e substituídos por igual número de leituras válidas. As medições dos indicadores associados aos fenômenos de regime permanente (distorções harmônicas, desequilíbrios de tensão e flutuações de tensão) deverão ser realizadas por período de 7 (sete) dias consecutivos, ou até que se obtenha um total de 1008 registros válidos. 38 4.2) Medição da flutuação de tensão O protocolo estabelecido pela norma IEC 61000-4-15 mostra-se extremamente sensível a qualquer variação no valor eficaz da tensão, resultando valores poluídos para os indicadores Pst e Plt quando o mesmo ponto de medição apresentar grande quantidade de eventos de VTCD. Assim, para a medição do fenômeno das flutuações de tensão, sugere-se que a mesma somente seja considerada quando o número de registros de 10 minutos associados aos eventos de VTCD não forem superiores a 5,0% do número total de registros. Nas situações onde o número de registros de 10 minutos associados a eventos de VTCD for superior a 5,0% do total de registros a medição do fenômeno da flutuação de tensão será considerada inválida. Dessa forma, enquanto as causas associadas à elevada quantidade de eventos de VTCD não forem identificadas e corrigidas, o fenômeno das flutuações de tensão não poderá ser corretamente quantificado. Por fim, conforme já discutido em tópicos anteriores, quando da medição dos indicadores Pst e Plt em diferentes barramentos de forma simultânea, para efeito de avaliação e rateio de responsabilidades, todos os medidores utilizados deverão ser ajustados de forma a considerar a mesma curva de sensibilidade (lâmpada 120V/60Hz ou 230V/50Hz). 4.3) Medição das variações de tensão de curta duração As medições para quantificação das variações de tensão de curta duração deverão ser realizadas por um período mínimo necessário para correta caraterização da qualidade física da rede de distribuição local. Inicialmente, propõe-se a avaliação do fenômeno em períodos consecutivos de 7 (sete) dias, visando uma uniformização com o período de medição já utilizado para avaliação das variações de tensão em regime permanente, assim como para os demais indicadores da qualidade do produto, conforme proposta ora apresentada. Sempre que necessário, poderão ser contabilizados vários períodos de 7 dias, com o objetivo de capturar estatisticamente o comportamento de um determinado ponto de avaliação. Maiores detalhamentos sobre os procedimentos a serem adotados nesses casos serão tratados no Relatório Técnico 5/8. As medições referentes às variações de tensão de curta duração deverão ser realizadas considerando-se como referência a tensão contratada ou a tensão média deslizante, conforme definido na equação (18). 39 Para o SDMT e o SDAT sugere-se a adoção da tensão média deslizante como parâmetro de referência. Ao mesmo tempo, para o SDBT sugere-se a adoção de uma tensão de referência fixa igual à tensão nominal fase-neutro do circuito secundário em avaliação. Por fim, conforme sugerido no Relatório 2/8, os eventos simultâneos envolvendo várias fases deverão primeiramente agregados compondo um mesmo evento no ponto de monitoração (agregação de fases). Adicionalmente, os eventos consecutivos, em um período de até três minutos, no mesmo ponto, são também agregados compondo um único evento (agregação temporal). Para os objetivos do presente trabalho, sugere-se que a agregação de fases seja feita pelo critério de união de fases. A duração do evento deve ser definida como o intervalo de tempo decorrido entre o instante em que o primeiro dos eventos transpõe determinado limite e o instante em que o último dos eventos retorna para mesmo limite, acrescido de uma tensão de histerese, aqui sugerida como sendo de 2,0% em relação ao limite considerado. As figuras 15 e 16 ilustram os critérios sugeridos para agregação de eventos. Figura 15 – Agregação de fases segundo a união das fases. Alternativamente, outras formas de agregação de fases também poderão ser utilizadas como, por exemplo, agregação pela fase crítica e agregação por parâmetros críticos. A figura 16 ilustra um exemplo de agregação temporal de eventos consecutivos em um período de até três minutos, no mesmo ponto, sendo agregados compondo um único evento. 40 Figura 16 – Agregação temporal de eventos consecutivos. Por fim, sugere-se que a amplitude dos eventos de variações de tensão de curta duração sejam apresentadas em termos da tensão residual, em pu ou percentual, na base da tensão de referência. 5) Especificação dos parâmetros equipamentos de medição mínimos necessários para os Para os propósitos do presente relatório foi realizada uma pesquisa direcionada aos diversos fabricantes de medidores de parâmetros da qualidade do produto, visando a identificação dos requisitos mínimos comuns à maioria dos equipamentos disponíveis no mercado brasileiro. Diante dos resultados da referida pesquisa, assim como dos resultados de uma reunião presencial com os fabricantes de medidores, realizada no dia 14 de fevereiro de 2014, nas dependências da ANEEL em Brasília, sugere-se que os requisitos mínimos para os medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica sejam simplificados de forma a abranger simplesmente a classe de exatidão necessária para a medição de cada fenômeno, conforme a seguir: a) b) c) d) e) Precisão de até 1,0% da leitura para tensão em regime permanente; Precisão de até 3,0% da leitura para distorções harmônicas; Precisão de até 3,0% da leitura para desequilíbrios de tensão; Precisão de até 5,0% da leitura para flutuações de tensão; Precisão de até 3,0% da leitura para a amplitude e 1 ciclo para a duração das variações de tensão de curta duração. 41 A indicação dos requisitos mínimos dos medidores com base simplesmente nas classes mínimas de exatidão adequadas às medições dos parâmetros da qualidade do produto, possibilita a consideração de um maior número de medidores disponíveis no mercado, sem prejuízos para os propósitos das medições a serem realizadas. Além dos requisitos mínimos sugeridos anteriormente, sugere-se também que os medidores adotem os mesmos protocolos de medição de parâmetros da QEE definidos pela IEC, a saber: IEC 61000-4-30, IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4-15. Outro fator importante relacionado com as medições de parâmetros da qualidade do produto diz respeito ao formato do arquivo de saída de dados. Muitas distribuidoras investem recursos em sistemas computacionais visando o gerenciamento de medições. Diante desse fato, seria extremamente importante uma padronização no formato de saída de dados de forma uma mesma distribuidora adquirir equipamentos de diversos fabricantes, sem maiores prejuízos em seus processos internos. Dessa forma, o Apêndice B apresenta uma sugestão de formato de dados de saída, em arquivo texto, para a medição dos diversos parâmetros associados com a qualidade do produto. 42 6) Testes de conformidade dos equipamentos de medição A avaliação da conformidade dos medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica é comumente realizada através de testes específicos, os quais têm como objetivo a verificação da precisão e da exatidão dos equipamentos. Nesse sentido, a Precisão representa a capacidade de um equipamento de medição em fornecer resultados muito próximos, quando da medição de um mesmo sinal com amplitude constante. Em outras palavras, a Precisão define o quanto um medidor é capaz de reproduzir um determinado valor, mesmo que ele não esteja correto. A Exatidão, por sua vez, é a capacidade de um equipamento de medição registrar respostas próximas ao valor verdadeiro, o qual deve ser gerado por uma fonte padrão devidamente certificada. Em outras palavras, a Exatidão expressa a capacidade de um medidor em fornecer um resultado correto quando comparado ao valor padrão. A exatidão deve ser avaliada através de um processo denominado calibração do medidor. A experiência brasileira na realização de testes de desempenho em medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica, ainda que sem um caráter de certificação, teve início no ano de 2002 através do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) através de um convênio firmado junto à Universidade Federal de Uberlândia (UFU). No âmbito do convênio estabelecido, foi elaborado um caderno de testes para avaliação do desempenho dos medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica disponíveis no mercado nacional. Os objetivos desses testes resumiam-se simplesmente na avaliação da exatidão dos medidores através de 42 ensaios específicos, divididos em 6 (seis) módulos, abordando cada um dos indicadores da qualidade da energia elétrica. Os módulos de teste definidos pelo convênio ONS-UFU encontram-se descritos na Tabela 1. Tabela 1 – Descrição dos Módulos de Testes Módulo I Objetivo Descrição Identificação dos Ensaios Medição de tensões harmônicas Esta etapa consiste na realização de testes com tensões distorcidas, superpondo à fundamental: componentes individuais, várias distorções simultâneas equilibradas. Além de formas de onda estáveis no tempo, são também produzidas situações em que as distorções são variadas ao longo do período de teste. Ainda, análise de desempenho para frequência fundamental de 60 01 – 14 43 Hz e outras, nas imediações desta, foram também incorporadas nesta fase dos trabalhos. II III IV V VI Os ensaios relacionados com desequilíbrios contemplam situações em que as assimetrias se fazem presentes apenas na tensão fundamental. Da mesma forma que anteriormente os ensaios Medição de são realizados com valores constantes para os desequilíbrios de desequilíbrios de tensão, assim como também se tensão utilizam fenômenos variáveis no decorrer do tempo. Vale ressaltar que a expressão utilizada como referência para definição do grau de desequilíbrio foi a das componentes simétricas. Os testes voltados para a análise dos equipamentos sob o ponto de vista de “Flutuação de Tensão” compreendem a geração de sinais trifásicos de tensões fundamentais moduladas Medição de através de função quadrada. Assim procedendo, flutuações de tensão através do controle da amplitude da oscilação e sua correspondente frequência reproduz-se distintos valores para o indicador Pst. Cada ensaio está associado a um valor distinto para esta grandeza. Nesta primeira etapa dos ensaios relacionados com VTCDs, apenas os fenômenos relacionados Medição de VTCDs com afundamentos de tensão são considerados, – 1ª parte de forma equilibrada e desequilibrada, com uma única ocorrência e também eventos distintos sequenciais. Complementando os testes de VTCDs, nesta fase dos trabalhos, as mesmas condições supra Medição de VTCDs mencionadas foram repetidas, acrescentando-se – 2ª parte os fenômenos relacionados com elevações da tensão. Nesta categoria são investigadas as variações de tensão de longa duração, considerando afundamentos e elevações de tensão ocorrendo uma única vez. Os estudos empregam tensões Medição de variações trifásicas, equilibradas, fundamentais sem de tensão em regime variação de frequência. Adicionalmente, as permanente variações consideradas se apresentam de forma contínua para todos os ensaios, a exceção do 42, para o qual reproduz-se variações de tensão com alternância de valores. 15 – 18 19 – 24 25 – 35 36 – 39 40 – 42 Para cada um dos 42 (quarenta e dois) ensaios realizados, os resultados para o equipamento testado são organizados de forma a identificar o número e a caracterização do ensaio, os parâmetros utilizados e os resultados numéricos obtidos por fase. Neste particular, ressalta-se ainda que, caso o equipamento não tenha fornecido as grandezas/valores esperados, uma das seguintes características indicadas na Tabela 2 poderão ser atribuídas ao equipamento. 44 Tabela 2 – Descrição dos indicadores Identificador NM NR NP Significado O equipamento não mede a grandeza. O equipamento não registrou a grandeza, muito embora tenha declarado capacidade para tal. O equipamento não precisou um valor, porém definiu uma região onde a grandeza está localizada. O Apêndice C apresenta um exemplo de teste realizado segundo o caderno de testes elaborado no âmbito do convênio ONS-UFU, o qual é sugerido para utilização também no contexto da distribuição da energia elétrica. Em termos práticos, sugere-se que os medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica a serem utilizados nos sistemas de distribuição, para fins de atendimento à futuras regulamentações específicas sobre o tema, sejam minimamente aprovados em testes de calibração a exemplo dos testes sugeridos na Apêndice C. Os referidos testes poderão ser realizados por qualquer laboratório nacional ou internacional com capacidade física para realização dos mesmos. Adicionalmente, sugere-se também que todos os medidores já aprovados para realização de medições na Rede Básica sejam também aceitos para realização de medições nos sistemas de distribuição de energia elétrica. 45 7) Análise de custo-benefício associada à classe dos medidores Análise do custo benefício associado à classe dos medidores de parâmetros da qualidade do produto, deve ser avaliada inicialmente considerando-se a classe de medidores efetivamente necessária para os propósitos de regulamentação do tema. Assim sendo, são apresentados a seguir os custos aproximados de aquisição para uma unidade de cada classe de equipamento para diferentes fabricantes (sem a identificação de marcas e modelos). Ressalta-se que tais informações foram obtidas de maneira informal, através de consulta direta, uma vez que os fabricantes, durante reunião realizada no dia 14 de fevereiro de 2014, nas dependências da ANEEL em Brasília, não se sentiram confortáveis em divulgar o custo unitário de seus produtos no questionário de avaliação fornecido pela ANEEL. Medidor 1 – Classe S ~ R$ 10.000,00 Medidor 2 – Classe S ~ R$ 5.000,00 Medidor 3 – Classe S ~ R$ 7.000,00 Medidor 4 – Classe S ~ R$ 10.500,00 Medidor 5 – Classe A ~ R$ 75.000,00 Medidor 6 – Classe A ~ R$ 40.000,00 Medidor 7 – Classe A ~ R$ 27.000,00 Diante dos valores apresentados, tem-se um custo médio de aquisição para medidores Classe S de R$ 8.125,00. Para o medidor Classe A, o custo médio de aquisição foi de R$ 47.333,33. Dessa forma, tem-se que o custo médio de aquisição de um medidor Classe A é de quase 6 (seis) vezes o custo médio de aquisição de um medidor Classe S. Para os propósitos de regulamentação do assunto no âmbito dos sistemas de distribuição de energia elétrica, sugere-se a adoção mínima de medidores Classe S. Apenas para os casos envolvendo disputas judiciais ou processos mediados pela Agência Nacional de Energia Elétrica, sugere-se a utilização de medidores Classe A. Por fim, deve-se também levar em consideração as reduções naturais de custo que ocorrerão com o crescimento do mercado, assim como possíveis aquisições em escala, a exemplo do que foi verificado com os medidores de tensão em regime permanente após a publicação da Resolução Normativa ANEEL no 505/2001. 46 8) Medidores existentes no mercado adequados às especificidades propostas neste documento. Os medidores existentes no mercado adequados às especificidades propostas no presente documento podem ser representados pelos medidores aprovados pelo ONS para medições na Rede Básica, conforme protocolo de testes apresentado no tópico 6. Nesse sentido, os medidores são os seguintes: Power Sentinel fabricado pela Arbiter System; ImpedoGraph fabricado pelo CTLab; ION 7600 fabricado pela Power Measurement; RQE III e RM 100 fabricado pela Reason; Unilyser 902 e UP-2210 fabricado pela Unipower; PQ Analyser 1760 e 435 fabricados pela Fluke; G4430 Blackbox fabricado pela Elspec TD; ENCORE SERIES 61000 System, Power Visa, PowerGuide 4400, PowerXplorer PX5, PowerXplorer PX5-400 fabricados pela Dranetz BMI; SEL-734 fabricado pela Schweitzer Engineering Laboratories (IP-65); MEDCAL-ST e MEDCAL-NT fabricado pela CESINEL (IP-65); FLUKE 1744 fabricado pela Fluke (IP-65); FLUKE 1745 fabricado pela Fluke; PQube da Power Standards Laboratories; NEXUS 1500 da EIG Brasil; AQE-01 fabricado pela KRON Medidores (IP-65); MULTI-K NG fabricado pela KRON Medidores; POWERNET PQ600 fabricado pela IMS (IP-65). 47 9) Conclusões Este relatório apresentou sugestões relacionadas com a definição do procedimento de medição para os diversos parâmetros diretamente associados com os fenômenos da qualidade do produto. Para esse propósito, foram analisadas normas internacionais, a exemplo das normas IEC 61000-4-30, IEC 61000-4-7, IEC 61000-4-15, IEEE 519 e IEEE 1159. Adicionalmente, foi analisada também a norma nacional ABNT IEC 61000-4-30, a qual resume-se em uma tradução direta da norma original europeia que leva a mesma designação. Com base na análise dessas normatizações, foram sugeridos os requisitos técnicos mínimos necessários, a metodologia de medição e a exatidão que os procedimentos de medição para cada fenômeno deverão cumprir. Adicionalmente, foram analisados os aspectos de custo-benefício associados à medição dos diversos parâmetros da qualidade do produto de forma a balizar a escolha da classe necessária dos medidores a serem utilizados no âmbito do setor de distribuição da energia elétrica, assim como foram detalhadas as experiências brasileiras na realização testes de desempenho de medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica. Outro aspecto importante abordado no relatório diz respeito à resposta em frequência associada aos transdutores de tensão, assim como ao tipo de arranjo de medição utilizada pelas distribuidoras para medição de faturamento nas instalações de MT e AT . Conforme verificado, a resposta em frequência apresentada pelos TPs indutivos possibilita a medição dos diversos parâmetros da qualidade da energia elétrica com boa precisão. Ao mesmo tempo, foi mostrado que a realização de medições considerando-se transdutores de tensão a dois elementos (conectados em delta aberto) não possibilita a correta quantificação do estado da qualidade da energia elétrica nos sistemas primários de distribuição. Finalmente, foram apresentados os medidores existentes no mercado que atendem às especificidades propostas, assim como sugestões de melhoria no processo de geração dos resultados de medição como, especificamente, a padronização do formato de saída de dados. 48 10) Referências bibliográficas [1] IEC. Internacional Standard IEC 61.000-4-30, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 430: Testing and measurement techniques – Power quality measurement methods; [2] IEC. Internacional Standard IEC 61.000-4-7, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-7: Testing and measurement techniques – General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto; [3] IEC. Internacional Standard IEC 61.000-4-15, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 415: Testing and measurement techniques – Flickermeter – Functional and design specifications; [4] IEEE Standard 1159-2009 – IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality; [5] IEEE Standard 509-2008 – IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems; [6] ABNT/CB-03 – Compatibilidade eletromagnética – Parte 4-30: Técnicas de medição e ensaio – Métodos de medição de qualidade da energia. [7] TAYJASANANT, Thavatchai; XU, Wilsun; LI, Chun. Interharmonics: basic concepts and techniques for their detection and measurement. Electric Power Systems Research – EPRI, Volume 66, Issue 1, July 2003, Pages 39-48. 49 Equipe técnica responsável: Prof. José Carlos de Oliveira - UFU Prof. José Rubens Macedo Jr. - UFU Prof. Antônio Carlos Delaiba - UFU Colaboradores: Prof. Paulo Márcio da Silveira - UNIFEI Prof. José Maria de Carvalho - UNIFEI Prof. Fernando Nunes Belchior - UNIFEI Prof. Paulo Fernando Ribeiro - UNIFEI Prof. Isaque Nogueira Gondim - UFU Arnaldo José P. Rosentino Jr. - UFU 50 Alex Reis – UFU 11) Apêndice A – Flickermeter IEC A figura A.1 ilustra o diagrama de blocos do flickermeter até a saída do bloco 4, desenvolvido em ambiente Matlab-Simulink®. Em um primeiro momento será detalhada apenas a implementação dos blocos 1 a 4 e, posteriormente, devido ao seu caráter diferenciado, serão abordadas as questões associadas à implementação do bloco 5. Em termos práticos, os blocos 1, 2, 3 e 4 foram implementados em ambiente Simulink, utilizando-se modelos e funções já disponíveis no referido aplicativo. O bloco 5, por sua vez, foi implementado de forma diferenciada através de linhas de código na área de trabalho do Matlab. Figura A.1 – Diagrama de blocos do flickermeter desenvolvido. Para efeito dos testes de calibração do modelo, o sinal de entrada aplicado ao bloco 1 representa a tensão da rede, em 127 Volts, entre fase e neutro, sobreposta por um sinal de modulação quadrático, conforme mostrado na figura A.2. Figura A.2 – Diagrama de blocos do sinal de entrada com modulação quadrática. As curvas indicadas na figura A.3 ilustram uma condição particular da tensão de entrada, modulada com uma amplitude V/V igual a 0,253%, na frequência de 8,8 Hz, a qual segundo o protocolo IEC deverá provocar uma sensação instantânea de flicker (saída E) unitária (1,0 pu). Essa condição particular da tensão de entrada será utilizada nas próximas etapas da modelagem para demonstração do flickermeter desenvolvido. 51 Tensão de entrada (Volts) Tensão de entrada (Volts) 181 200 150 180 100 179 Tensão (V) Tensão (V) 50 0 178 -50 177 -100 176 -150 (b) (a) -200 175 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Tempo (segundos) 0.7 0.8 0.9 1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Tempo (segundos) 0.7 0.8 0.9 1 Figura A.3 – Exemplo de modulação retangular da tensão de entrada (saída A). (a) forma de onda da tensão, (b) alteração da escala para melhor visualização da modulação retangular. A.1) Implementação do bloco 1 (adaptador da tensão de entrada) O bloco 1 do protocolo do flickermeter IEC tem por objetivo normalizar a tensão de entrada v(t) por um sinal de referência VR. A figura A.4 ilustra o diagrama de blocos desenvolvido no Simulink® para o adaptador da tensão de entrada. Figura A.4 – Diagrama de blocos do adaptador da tensão de entrada. A partir do sinal de entrada, o sinal de referência é calculado considerando-se o valor eficaz da tensão em análise, seguindo-se um filtro passa-baixa o qual, conforme especificado pelo protocolo IEC [3], representa um sistema de tempo de resposta de 10% a 90% do valor final igual a um minuto, para uma variação em degrau da tensão eficaz do sinal de entrada. A função de transferência para o filtro especificado é indicada a seguir. F ( s) 1 27,360552.s 1 (A.1) 52 A figura A.5 ilustra a resposta em frequência para o referido filtro passa-baixa com frequência de corte igual a 0,005830 Hz. Figura A.5 – Resposta em frequência do filtro passa-baixa do bloco 1. Após o bloco 1 (saída B), portanto, tem-se uma tensão normalizada em função da tensão de referência. A figura A.6 ilustra o sinal de saída do bloco 1 para a tensão de entrada com modulação retangular. Output 1 - Saída do bloco 1 1 0.8 0.6 Valor (pu) 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Tempo (segundos) 0.3 0.35 0.4 Figura A.6 – Tensão normalizada na saída do bloco 1 (saída B). Os resultados de saída do bloco 1 (Saída B) serão os registros de entrada para os processamentos do bloco 2, responsável pela demodulação quadrática do sinal resultante. 53 A.2) Implementação do bloco 2 - (demodulador quadrático) A função do bloco 2 é extrair a flutuação de tensão da forma de onda da tensão de entrada. Nesse sentido, considerando-se a tensão modulante indicada na equação (A.2), tem-se que o objetivo do bloco 2 é simplesmente extrair a amplitude de modulação (m). Para esse propósito podem ser utilizados diversos métodos, a maioria deles muito comuns nos sistemas de telecomunicação. De qualquer modo, a forma mais comum e simplificada para extração da modulação (m), também utilizada no protocolo IEC, é a demodulação quadrática, a qual consiste simplesmente na elevação ao quadrado da tensão instantânea de entrada. vt A.cos t . 1 m. cos t (A.2) Onde: - A = constante; - v(t) = tensão de suprimento; - = frequência angular da tensão de suprimento; - m = amplitude de modulação; - = frequência angular de modulação. Assim, o bloco 2 pode ser facilmente implementado no Simulink® , conforme indicado na figura A.7, indicada a seguir. Figura A.7 – Diagrama de blocos do demodulador quadrático (bloco 2). A curva mostrada na figura A.8 indica o resultado de saída do bloco 2, considerando-se a tensão de entrada indicada na figura A.6. 54 Saída do bloco 2 1.01 1.008 1.006 1.004 Valor (pu) 1.002 1 0.998 0.996 0.994 0.992 0.99 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Tempo (segundos) 0.3 0.35 0.4 Figura A.8 – Tensão na saída do bloco 2 do flickermeter (saída C). O sinal de saída do bloco 2 do flickermeter IEC, por sua vez, alimenta a entrada de dados para o bloco 3, responsável pela ponderação em frequência do sinal resultante, sendo este o mais importante bloco funcional do protocolo IEC. A.3) Implementação do bloco 3 - (ponderação em frequência) O bloco 3 do flickermeter IEC representa o principal componente na modelagem do comportamento olho-lâmpada-cérebro. O objetivo do bloco 3 é proporcionar uma atenuação de 90 dB no sinal de entrada, a qual é produzida pela combinação de efeitos entre três filtros distintos. O sinal de entrada para esse bloco resume-se na própria flutuação de tensão extraída do bloco 2, conforme mostrado na figura A.8. Os três filtros que compõem a modelagem do bloco 3 do flickermeter IEC são os seguintes: Filtro passa-alta de primeira ordem, com frequência de corte igual a 0,05 Hz, cujo objetivo é suprimir a componente DC do sinal resultante da saída C; Filtro passa-baixa, tipo Butterworth de 6a ordem, com freqüência de corte igual a 42 Hz (para redes de 120V/60 Hz) ou 35 Hz (para redes de 230V/50 Hz); Filtro de ponderação em frequência. A frequência de corte dos filtros digitais representa a frequência para a qual o ganho obtido possui magnitude igual a 0,7071. A estrutura funcional para o bloco 3 do modelo do flickermeter IEC, composto pelos três filtros indicados acima, é mostrada na figura A.9. 55 Figura A.9 – Diagrama de blocos para ponderação em frequência (bloco 3). A função de transferência para o filtro passa-alta, com frequência de corte igual a 0,05 Hz, é indicada a seguir. A figura A.10, por sua vez, ilustra a reposta em frequência obtida para o mesmo filtro. F ( s) 3,175.s 3,175.s 1 (A.3) Figura A.10 – Resposta em frequência do filtro passa-alta do bloco 3. Para o projeto do filtro passa-baixa, representado por um filtro Butterworth de 6a ordem, a respectiva função de transferência pode ser obtida, em termos matemáticos, a partir da série de polinômios indicada a seguir. 3 F (s) i 1 s C i2 2 s 2 2. i .i . i C (A.4) 56 Onde: - s = variável complexa de Laplace; -C = frequência de corte (em rad/seg); -1 = 2 = 3 = 1; -1 = 0,26; - 2 = 0,71; - 3 = 0,97. Assim, para um filtro Butterworth de 6a ordem, e para uma frequência de corte igual a 42 Hz (ou 2..42 rad/seg), utilizada para o caso de modelagem considerando-se lâmpadas de 120V/60Hz, tem-se a seguinte função de transferência após a substituição dos valores correspondentes em A.4): F 42( Hz) 1 1 1 FA FB FC (A.5) Onde: FA 1 0,0000143596.s 0,00197049.s 1 (A.6) 1 0,00538095.s 1 (A.7) 1 0,0000143596.s 0,00735144.s 1 (A.8) FB FC 2 0,0000143596.s 2 2 Para o caso de uma rede elétrica considerando-se a modelagem da lâmpada em 230V/50 Hz, a frequência de corte do filtro passa-baixa será de 35 Hz (ou 2..35 rad/seg), o que resulta na nova função de transferência indicada a seguir. F 35( Hz) 1 1 1 FA FB FC (A.9) Onde: FA 1 0,0000206778.s 0,00236588.s 1 2 (A.10) 57 FB FC 1 0,0000206778.s 0,00645714.s 1 (A.11) 1 0,0000206778.s 0,00882173.s 1 (A.12) 2 2 Para os propósitos do presente trabalho, cujo objetivo é a implementação do protocolo do flickermeter IEC em ambiente Simulink-Matlab®, todos os filtros serão projetados considerando-se a curva de resposta em frequência para lâmpada de 120V/60 Hz. Assim, no presente caso, portanto, o filtro passa-baixa tipo Butterworth de 6a ordem a ser utilizado possui frequência de corte igual a 42 Hz. A figura A.11 mostra a resposta em frequência do filtro, para as duas frequências de corte possíveis. Figura A.11 – Resposta em freqüência do filtro Butterworth passa-baixa, com frequências de corte iguais a 35 Hz (230V/50Hz) e 42 Hz (120V/60Hz). O último filtro que compõe o bloco 3 do flickermeter IEC é constituído por uma curva de ponderação em frequência, cuja função de transferência é definida pelo próprio protocolo IEC 61.000-4-15[3]. O referido filtro de ponderação em frequência representa a sensibilidade visual às variações luminosas emitidas por uma lâmpada incandescente padrão (230V/50Hz ou 120V/60Hz). A estrutura da função de transferência para o filtro de ponderação em frequência é a seguinte: 58 1 F (s) s k .1.s 2 2 s 2..s 1 s s 1 .1 3 4 2 (A.13) Onde os parâmetros associados, dependendo do tipo de lâmpada de referência a ser utilizada, são estabelecidos pelo protocolo IEC 61.000-4-15. O diagrama de blocos implementado no Simulink® para o filtro de ponderação em frequência é mostrado na figura A.12. Figura A.12 – Estrutura do filtro de ponderação em frequência no Simulink®. A resposta em amplitude para o filtro de ponderação em frequência é normalizada para 8,8 Hz, onde se tem a maior sensibilidade de percepção do efeito da cintilação luminosa (flicker) em lâmpadas incandescentes. A figura A.13 apresenta a resposta em frequência do filtro de ponderação em frequência, considerando-se os dois modelos disponíveis de lâmpadas. Em termos práticos, antes de se iniciar um processo de quantificação dos níveis de severidade de flicker, é extremamente importante definir o tipo de lâmpada a ser utilizada como referência, de tal forma que os parâmetros do flickermeter possam ser devidamente ajustados. Assim, por exemplo, a utilização do flickermeter modelado para uma lâmpada de referência de 230 V/50 Hz produziria resultados física e fisiologicamente distintos da realidade das redes elétricas com tensões equivalentes a 120 V/60 Hz. Lâmpada 230V/50Hz Lâmpada 120V/60Hz 59 Figura A.13 – Resposta do filtro de ponderação em frequência normalizado em 8,8 Hz. No caso brasileiro, os sistemas trifásicos possuem tensões fase-neutro padronizadas em 127 Volts ou 220 Volts. Contudo, a utilização da curva para a lâmpada de referência de 120 V/60 Hz, no caso da rede de 127 V entre fase e neutro, ou da curva da lâmpada de referência de 230 V/50 Hz, no caso da rede de 220 V entre fase e neutro, não produzirá erros representativos no modelo. Finalmente, a curva mostrada na figura A.14 mostra o resultado da saída do bloco 3. Saída do bloco 3 0.25 Valor (pu) 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Tempo (segundos) 1.4 1.6 1.8 2 Figura A.14 – Sinal de saída do bloco 3 (saída D). Na figura A.14 é possível observar o efeito do transitório de acomodação dos filtros digitais, nos primeiros milésimos de segundo da simulação computacional. A.4) Implementação do bloco 4 - (média quadrática) O bloco 4 do protocolo do flickermeter IEC possui duas funções específicas. A primeira delas resume-se na elevação ao quadrado do sinal de saída do bloco 3, simulando a percepção nãolinear do comportamento do sistema olho-cérebro frente a variações na iluminação local. A segunda função está relacionada com a simulação do efeito de armazenamento de informações, pelo cérebro humano, relacionadas a variações de iluminação. Em termos práticos, essa função específica é representada por um filtro tipo passa-baixa de 1a ordem, com constante de tempo igual a 300 ms ou, de forma equivalente, com uma frequência de corte igual a 0,5305 Hz. A função de transferência para esse filtro é indicada a seguir. 60 F ( s) 1 0,30.s 1 (A.14) A curva da figura A.15 mostra a resposta em frequência para a função de transferência indicada na equação (A.14). Figura A.15 – Resposta em frequência do filtro passa-baixa de primeira ordem, com frequência de corte igual a 0,5305 Hz. O diagrama de blocos resultante da implementação do bloco 4 do flickermeter IEC em ambiente Simulink® é indicado na figura A.16. Figura A.16 – Estrutura do bloco 4 do flickermeter IEC implementado no Simulink®. Por fim, a curva mostrada na figura A.17 mostra o resultado de saída do bloco 4, considerando-se, mais uma vez, a tensão de entrada indicada na figura A.6. A sensação instantânea de flicker (Sf) é quantificada pelo valor de pico do sinal de saída do bloco 4 (Saída E). Assim, para o caso da figura A.17(b), tem-se Sf =1,0 pu. O sinal de saída do bloco 4, em particular, possui um significado importante na metodologia de quantificação de flicker da IEC. Em termos práticos, 1,0 pu de sensação instantânea de flicker 61 (Sf) representa o limiar de sensação de flicker perceptível a partir do qual 50% das pessoas acusariam a percepção do fenômeno em uma lâmpada de 60 Watts, 120 V/60 Hz. Sensação instantânea de flicker - Regime permanente 2 1.8 1.8 1.6 1.6 1.4 1.4 1.2 1.2 Sf (pu) Sf (pu) Sensação instantânea de flicker 2 1 1 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.2 0 (a) 0 5 10 15 Tempo (segundos) 20 25 30 0 29 (b) 29.1 29.2 29.3 29.4 29.5 29.6 Tempo (segundos) 29.7 29.8 29.9 30 Figura A.17 – Sinal de saída do bloco 4 (saída E); (a) 30 segundos de simulação e (b) etapa de regime permanente. Na figura A.17(a) fica também evidenciado o efeito do transitório de acomodação dos filtros do bloco 3, assim como do filtro passa-baixa de 1a ordem indicado em (A.14). Se o tempo de acomodação dos filtros digitais for muito elevado (da ordem de minutos), o flickermeter poderá apresentar resultados insatisfatórios quando de sua aplicação em condições reais de utilização. A.5) Implementação do bloco 5 conforme protocolo original IEC 61.000-4-15 O protocolo definido pela IEC 61.000-4-15[3] estabelece que a implementação do bloco 5, o qual é responsável pelo cálculo do indicador de severidade de flicker de curta duração (Pst) através da análise estatística dos registros de sensação instantânea de flicker (Sf), deve ser realizada considerando-se uma função de probabilidade cumulativa dos registros de Sf. Assim, para um sinal no domínio do tempo, a probabilidade cumulativa p(i), para a qual a amplitude (i) do sinal amostrado (Sf) é excedida durante o tempo de observação T é definida da seguinte forma: p(i) tempo total onde Sf (t ) i T (A.15) Em termos práticos, como o vetor Sf é discretizado, tem-se que os intervalos de tempo do numerador e o tempo de observação do denominador (T), conforme indicados em (A.15), são 62 proporcionais às quantidades de registros aos quais estão associados. A representação gráfica de p(i) reflete uma distribuição estatística das amplitudes de Sf, a qual é denominada de Função Probabilidade Complementar (FPC). A figura A.18 ilustra o processo de discretização dos registros de Sf em 10 (dez) classes de amplitudes. Figura A.18 – Amostragem e discretização da sensação instantânea de flicker (Sf). Conforme mostrado na figura A.18, a discretização dos registros de Sf é realizada considerando-se um número limitado de classes de amplitudes. No exemplo da figura A.17 são consideradas apenas 10 classes para efeito de simplificação das análises. Assim, a quantidade total de registros de Sf, em cada classe considerada, é armazenada para a elaboração da função de probabilidade complementar. No exemplo considerado, o tempo de permanência dos registros de Sf entre o limite inferior e superior da classe de número 7 será calculado através da somatória dos tempos t1, t2, t3 e t4. Após o cálculo desses tempos, ou em termos práticos, da quantidade de registros de Sf situados em cada classe considerada, elabora-se a função de probabilidade cumulativa das classes, conforme exemplo ilustrativo mostrado na figura A.19. 63 Figura A.19 – Função de probabilidade complementar (FPC). Quanto maior o número de classes considerado, maior será a precisão considerada no cálculo do indicador de severidade de flicker de curta duração, ou indicador de severidade de flicker de curta duração, denominado Pst (Probability Short Term). O protocolo IEC 61.000-4-15 define uma quantidade mínima de 64 classes para o cálculo do Pst, e um período de observação T igual a 1, 5, 10 ou 15 minutos. Porém, apenas o período de observação igual a 10 minutos é utilizado em análises práticas, em função de sua melhor representação da duração do ciclo de fusão dos fornos a arco. O resultado prático da avaliação estatística dos registros de Sf, portanto, é a quantificação do indicador de severidade de flicker de curta duração (Pst). Matematicamente, esse indicador é definido da seguinte forma: Pst 0,0314.P0,1 0,0525.P1S 0,0657.P3S 0,28.P10S 0,08.P50S (A.16) Onde: - Pi = percentil i% do sinal amostrado; - Pst = Probability Short Term (indicador de severidade de flicker de curta duração); O sufixo S nos índices de cada valor percentil, conforme representado na equação (A.16), indica a necessidade de aplicação de um amortecimento no valor calculado. Apenas para o caso do percentil P0,1, devido ao filtro passa-baixa de 1a ordem, cuja função de transferência é indicada em (A.14), não é necessária tal particularidade, uma vez que o mesmo não permite variações bruscas do sinal de entrada para percentil de apenas 0,1%. Para os demais casos, os valores amortecidos são obtidos a partir das seguintes equações: 64 P50S P30 P50 P80 3 (A.17) P10S P6 P8 P10 P13 P17 5 (A.18) P3S P2, 2 P3 P4 3 (A.19) P1S P0,7 P1 P1,5 3 (A.20) Uma vez calculados os indicadores Pst, para cada 10 minutos de observação, pode-se também calcular outro indicador definido pela IEC, o Probability Long Term (Plt), calculado a cada 2 (duas) horas. O indicador Plt tem por objetivo promover uma avaliação da severidade de flicker para os casos onde várias cargas perturbadoras, geradoras do fenômeno flicker, operam simultaneamente por períodos prolongados. Matematicamente, o Plt é calculado conforme abaixo: N Plt 3 Pst i 1 N 3 i (4.21) Onde: - Psti = valores consecutivos de Pst (i = 1, 2, 3, ..., N); - Plt = Probability Long Term. A figura A.20 mostra o resultado de uma medição real de severidade de flicker de curta e longa duração (Pst e Plt), realizada em uma barra de 138 kV, da qual deriva um circuito para alimentação de um forno a arco direto. 65 Figura A.20 – Exemplo de medição real dos indicadores Pst e Plt. A figura A.21 mostra as funções de probabilidade cumulativa para quantidades consideradas de classes iguais a 10, 30, 50 e 100, respectivamente. Da análise visual da figura A.21 é fácil observar que, de fato, existe uma relação considerável entre a precisão do cálculo do indicador Pst e a quantidade de classes considerada. Na verdade, quando a quantidade de registros considerados de Sf é muito superior ao número de classes utilizado, haverá a necessidade de realização de interpolações lineares para uma melhor identificação dos valores de percentil necessários para o cálculo do Pst, conforme indicado nas equações de (A.17) a (A.20). 66 Figura A.21 – Funções de probabilidade cumulativa para diferentes quantidades de classes consideradas. Os resultados obtidos para o indicador Pst, considerando-se as quatro funções de probabilidade cumulativa indicadas na figura A.21, são mostrados a seguir na figura A.22. 1,000 0,995 0,9913 0,9899 Pst (pu) 0,990 0,9873 0,985 0,980 0,975 0,9743 0,970 10 30 50 100 Número de classes Figura A.22 – Valores de Pst calculados com base em diferentes números de classes. 67 Da análise da figura A.22, observa-se que, de fato, existe uma dependência relevante entre a quantidade de classes e a precisão do cálculo do indicador Pst. Em uma situação hipotética onde o número de classes fosse infinito, e não fossem necessárias interpolações lineares, ter-se-ia uma precisão máxima no cálculo do Pst, porém, isso demandaria um grande esforço de processamento computacional. Assim, no caso de um medidor de flicker, onde os cálculos dos indicadores são realizados internamente ao equipamento (nível de hardware), o aumento demasiado do número de classes poderá inviabilizar economicamente a fabricação do próprio medidor. Dessa forma, um número de classes muito reduzido deve ser utilizado, sendo então necessárias várias interpolações lineares para o cálculo dos valores de Sf correspondentes a cada um dos valores de percentil necessários para o cálculo do indicador Pst. A figura A.23 ilustra o processo de interpolação linear considerando-se o cálculo do valor de Sf associado ao percentil 50%, necessário em (A.17), da função de probabilidade complementar. Figura A.23 – Exemplo de interpolação linear para cálculo do valor de Sf correspondente ao valor percentil 50%. Para o processo de interpolação linear deve-se inicialmente calcular a largura (L) das classes, a qual pode ser obtida da seguinte forma: L max( Sf ) min( Sf ) Nc (A.22) Onde: - max(Sf) = maior valor de registro de Sf no período de observação T; - min(Sf) = menor valor de registro de Sf no período de observação T; - Nc = número de classes considerado. 68 Após o cálculo da largura das classes, procede-se à elaboração do vetor de limites de classes, conforme mostrado na figura A.24. Figura A.24 – Formação do vetor de limites de classes. Finalmente, com base na largura das classes e, consequentemente, nos limites das classes, pode-se proceder ao processo de interpolação linear propriamente dito. Esse processo se baseia na obtenção de uma linha que ajusta perfeitamente dois pontos conhecidos (limites das classes), conforme mostrado na figura A.23. A equação linear a ser obtida é genericamente expressa como indicado em (A.23). yk a.xk b (A.23) Dessa forma, o processo inclui o cálculo das constantes a e b, conforme equações seguintes: a yn1 yn b yn1 (A.24) L yn1 yn .x L m (A.25) Finalmente, após os devidos equacionamentos algébricos, obtém-se a equação representativa do valor de Sf (xk) correspondente ao percentil procurado Pk% (yk). 69 yk yn1 yn .x L xk k yn1 yn .x (A.26) xm (A.27) yn1 yk yn 1 yn 1 yn L L m Onde: - xk é o valor de Sf correspondente ao percentil procurado Pk%; - xm é o limite superior (em pu) da classe ao qual pertence xk. Assim, uma vez obtidos todos os valores de percentil necessários, procede-se o cálculo do indicador Pst, conforme equação (A.16) mostrada anteriormente. O protocolo IEC 61.000-4-15 também sugere a utilização de interpolações logarítmicas como forma de melhoria do desempenho e eficácia do bloco 5 do flickermeter IEC. Contudo, outra alternativa, mais simplificada, de implementação do bloco 5 do flickermeter IEC é mostrada no próximo tópico. A.6) Implementação simplificada do bloco 5 do flickermeter IEC Para os propósitos do presente trabalho, a implementação do bloco 5 do flickermeter IEC foi realizada de forma simplificada, porém não menos funcional que a indicada na IEC 61.000-415, conforme mostrado no tópico anterior. Aliás, a referida implementação simplificada do bloco 5 pode ser considerada uma contribuição significativa do presente trabalho, reduzindo o tempo de processamento e o esforço computacional, sem comprometimento da eficácia do modelo, como poderá ser comprovado nos testes de calibração realizados mais adiante. Basicamente, a implementação simplificada do bloco 5 do flickermeter IEC foi realizada no Matlab®, através de um algoritmo de ordenação do vetor Sf (sensação instantânea de flicker), resultado de saída do bloco 4, seguido do cálculo dos valores de percentil indicados nas equações de (A.17) a (A.20) e, finalmente, do valor do Pst conforme equação (A.16). Na realidade os referidos valores de percentil são calculados simplesmente buscando-se sua posição no novo vetor ordenado de Sf. A implementação proposta, conforme já informado, é extremamente simplificada em relação ao modelo original definido pela IEC 61.000-4-15 [3], porém, igualmente funcional. Obviamente que a referida implementação baseia-se em comandos pré-existentes disponíveis no Matlab®, notadamente no comando sort para ordenação crescente do vetor da sensação instantânea de flicker (Sf). De qualquer forma, a mesma pode ser facilmente implementada em 70 qualquer linguagem de programação através de algoritmos relativamente simples, como o indicado na figura A.25. Figura A.25 – Algoritmo de programação para implementação simplificada do bloco 5 do flickermeter IEC. Para facilitar a operacionalização do modelo do flickermeter desenvolvido, todos os valores de variáveis utilizadas, em ambiente Simulink-Matlab®, foram concentrados em um único arquivo de entrada, conforme ilustrado na figura A.26. 71 Figura A.26 – Código de implementação do arquivo de entrada de dados do flickermeter IEC. Considerando-se as duas formas de implementação do bloco 5 do flickermeter IEC mostradas no presente capítulo, pode-se então realizar análises comparativas entre essas duas metodologias. Nesse sentido, a figura A.27 mostra a comparação entre o desempenho obtido quando da utilização da metodologia simplificada, comparativamente à metodologia original proposta pelo protocolo IEC 61.000-4-15, com diferentes números de classes considerados para essa última. Figura A.27 – Comparativo das metodologias de cálculo do indicador Pst (bloco 5). Como pode ser observado, a metodologia simplificada não considera a segmentação dos registros de Sf em classes. Por outro lado, a metodologia original definida pela IEC é 72 extremamente sensível ao número de classes considerado. Motivo pelo qual o mesmo protocolo define um número mínimo de 64 classes quando da implementação do flickermeter IEC. Ainda assim, a implementação do bloco 5 do flickermeter considerando-se uma quantidade exata de 64 classes confere um erro máximo de aproximadamente 1,385% no cálculo do indicador Pst, conforme mostrado na figura A.28. Figura A.28 – Comparativo das metodologias de cálculo do indicador Pst (bloco 5). A figura A.28 considera o cálculo do indicador Pst para todas as condições de frequência e amplitude de modulação da tensão de entrada, as quais, segundo o protocolo IEC [3], resultariam em valor unitário para o indicador de severidade de flicker de curta duração (Pst). Assim, os erros máximos obtidos, dentre os sete pares de frequência e amplitude de modulação considerados na figura A.28, e para cada particularidade considerada na implementação do bloco 5 do flickermeter IEC, podem ser calculados conforme mostrado na figura A.29. 73 7,0% 6,0% 5,439% Erro máximo (%) 5,0% 4,0% 3,0% 2,0% 1,385% 1,119% 0,908% IEC 128 Classes Simplificado 1,0% 0,0% IEC 32 Classes IEC 64 Classes Tipo de cálculo do Pst Figura A.29 – Comparativo dos erros máximos obtidos no cálculo do indicador Pst (bloco 5). Com base nos resultados mostrados na figura A.29, fica mais uma vez evidenciada a forte correlação entre a precisão da metodologia proposta pela IEC para implementação do bloco 5 do flickermeter, em relação ao número de classes considerado no processo. Fica também evidenciado o melhor desempenho e precisão da metodologia simplificada de implementação do bloco 5, proposta no presente trabalho. Além de apresentar um melhor desempenho e precisão, a metodologia simplificada de implementação do bloco 5 apresenta um menor tempo de processamento, assim como um menor esforço computacional, comparativamente à metodologia original proposta pela IEC. A.7) Código do Cálculo Simplificado do Valor do Indicador Pst em Ambiente Matlab® % Implementação do Bloco 5 do Flickermeter % Cálculo do Pst estatístico clear global; clear variables; clc; format long; Sf1 = Sf; Sf1 = sort(Sf1); CompSf1 = length(Sf1); P001 P007 P010 P015 P022 P030 P040 P060 P080 P100 P130 = = = = = = = = = = = Sf1(round(CompSf1/100*99.9)); Sf1(round(CompSf1/100*99.3)); Sf1(round(CompSf1/100*99)); Sf1(round(CompSf1/100*98.5)); Sf1(round(CompSf1/100*97.8)); Sf1(round(CompSf1/100*97)); Sf1(round(CompSf1/100*96)); Sf1(round(CompSf1/100*94)); Sf1(round(CompSf1/100*92)); Sf1(round(CompSf1/100*90)); Sf1(round(CompSf1/100*87)); 74 P170 P300 P500 P800 P500s P100s P030s P010s = = = = Sf1(round(CompSf1/100*83)); Sf1(round(CompSf1/100*70)); Sf1(round(CompSf1/100*50)); Sf1(round(CompSf1/100*20)); = = = = (P300 (P060 (P022 (P007 + + + + P500 P080 P030 P010 + + + + P800)/3; P100 + P130 + P170)/5; P040)/3; P015)/3; Pst = sqrt(0.0314*P001+0.0525*P010s+0.0657*P030s+0.28*P100s+0.08*P500s); disp(' '); disp(' Flickermeter - Bloco 5 - Pst estatístico de 10 minutos'); disp(' -----------------------------------------------------------'); disp(' '); fprintf (' Pst calculado = %4.11f pu.\n',Pst); disp(' '); disp(' -----------------------------------------------------------'); disp(' '); 75 12) Apêndice B – Proposta de padrão unificado do arquivo de saída de dados para medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica. Arquivo referente às grandezas de tensão (.pqv) Linha 1 Campo Empresa Colunas 1 Separador Cód. Instalação - Formato Unidade texto - ; - 25 texto - Formato Unidade 10 dd/mm/aaaa - ; - hh:mm - ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; Volt 12 13 14 - Descrição Sigla da empresa Código da unidade consumidora ou equipamento Linha 2, 3, 4,.. Campo Data Colunas 1 Separador 11 Hora 12 Separador 17 V1 med 18 Separador 28 V2 med 29 Separador 39 V3 med 40 Separador 50 Vn med 51 Separador 61 V1 min 62 Separador 72 V2 min 73 Separador 83 V3 min 84 Separador 94 Vn min 95 Separador 105 V1 max 106 Separador 116 V2 max 117 Separador 127 V3 max 128 Separador 138 Vn max 139 Separador 149 Frequência 150 Separador 155 FDV2 156 Separador 161 DTT1 162 Separador 167 DTT1_PARES 168 Separador 173 DTT1_ÍMPARES 174 - - - - - 16 27 38 49 - 60 999.999,99 ; - - 71 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 99,99 Hz ; - 999,99 % ; - 99,99 % ; % - - - - - - - - - - 82 93 104 115 126 137 148 154 160 166 - 172 99,99 ; - - 178 99,99 % Descrição Data no formato dd/mm/aaaa Horário no formato 24 horas Tensão de fase eficaz média (Fase A) Tensão de fase eficaz média (Fase B) Tensão de fase eficaz média (Fase C) Tensão de fase eficaz média (Fase N) Tensão de fase eficaz mínima (Fase A) Tensão de fase eficaz mínima (Fase B) Tensão de fase eficaz mínima (Fase C) Tensão de fase eficaz mínima (Fase N) Tensão de fase eficaz máxima (Fase A) Tensão de fase eficaz máxima (Fase B) Tensão de fase eficaz máxima (Fase C) Tensão de fase eficaz máxima (Fase N) Frequência em Hz Desequilíbrio de tensão de sequência negativa Distorção harmônica total de tensão da fase 1 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens pares não mutiplas de 3) da fase 1 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens ímpares não mutiplas de 3) da fase 1 76 Separador 179 DTT1_TRIPLAS 180 Separador 185 DTT2 186 Separador 191 DTT2_PARES 192 Separador 197 DTT2_ÍMPARES 198 Separador 203 DTT2_TRIPLAS 204 Separador 209 DTT3 210 Separador 215 DTT3_PARES 216 Separador 221 DTT3_ÍMPARES 222 Separador 227 DTT3_TRIPLAS 228 Separador 233 V1_2 234 Separador 239 V1_3 240 Separador 245 V1_4 246 Separador 251 V1_5 252 Separador 257 V1_6 258 Separador 263 V1_7 264 Separador 269 V1_8 270 Separador 275 V1_9 276 Separador 281 V1_10 282 Separador 287 V1_11 288 Separador 293 V1_12 294 Separador 299 V1_13 300 Separador 305 V1_14 306 Separador 311 V1_15 312 Separador 317 V1_16 318 Separador 323 V1_17 324 Separador 329 V1_18 330 Separador 335 V1_19 336 Separador 341 ; - - 184 99,99 % ; - - 190 99,99 % ; % - 196 99,99 ; - - 202 99,99 % ; - - 208 99,99 % ; - - 214 99,99 % ; - 99,99 % ; % - 220 - 226 99,99 ; - - 232 99,99 % ; - - 238 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; % - - - - - - - - - - - - - 244 250 256 262 268 274 280 286 292 298 304 310 316 - 322 99,99 ; - - 328 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - - - 334 340 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens múltiplas de 3) da fase 1 Distorção harmônica total de tensão da fase 2 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens pares não mutiplas de 3) da fase 2 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens ímpares não mutiplas de 3) da fase 2 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens múltiplas de 3) da fase 2 Distorção harmônica total de tensão da fase 3 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens pares não mutiplas de 3) da fase 3 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens ímpares não mutiplas de 3) da fase 3 Distorção harmônica total de tensão (considerando-se ordens múltiplas de 3) da fase 3 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 2 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 3 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 4 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 5 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 6 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 7 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 8 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 9 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 10 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 11 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 12 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 13 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 14 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 15 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 16 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 17 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 18 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 19 77 V1_20 342 Separador 347 V1_21 348 Separador 353 V1_22 354 Separador 359 V1_23 360 Separador 365 V1_24 366 Separador 371 V1_25 372 Separador 377 V1_26 378 Separador 383 V1_27 384 Separador 389 V1_28 390 Separador 395 V1_29 396 Separador 401 V1_30 402 Separador 407 V1_31 408 Separador 413 V1_32 414 Separador 419 V1_33 420 Separador 425 V1_34 426 Separador 431 V1_35 432 Separador 437 V1_36 438 Separador 443 V1_37 444 Separador 449 V1_38 450 Separador 455 V1_39 456 Separador 461 V1_40 462 Separador 467 V2_2 468 Separador 473 V2_3 474 Separador 479 V2_4 480 Separador 485 V2_5 486 Separador 491 V2_6 492 Separador 497 V2_7 498 Separador 503 V2_8 504 Separador 509 V2_9 510 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 346 352 358 364 370 376 382 388 394 400 406 412 418 424 430 436 442 448 454 460 466 472 478 484 490 496 502 508 514 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 20 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 21 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 22 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 23 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 24 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 25 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 26 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 27 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 28 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 29 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 30 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 31 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 32 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 33 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 34 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 35 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 36 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 37 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 38 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 39 Fase 1 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 40 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 2 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 3 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 4 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 5 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 6 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 7 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 8 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 9 78 Separador 515 V2_10 516 Separador 521 V2_11 522 Separador 527 V2_12 528 Separador 533 V2_13 534 Separador 539 V2_14 540 Separador 545 V2_15 546 Separador 551 V2_16 552 Separador 557 V2_17 558 Separador 563 V2_18 564 Separador 569 V2_19 570 Separador 575 V2_20 576 Separador 581 V2_21 582 Separador 587 V2_22 588 Separador 593 V2_23 594 Separador 599 V2_24 600 Separador 605 V2_25 606 Separador 611 V2_26 612 Separador 617 V2_27 618 Separador 623 V2_28 624 Separador 629 V2_29 630 Separador 635 V2_30 636 Separador 641 V2_31 642 Separador 647 V2_32 648 Separador 653 V2_33 654 Separador 659 V2_34 660 Separador 665 V2_35 666 Separador 671 V2_36 672 Separador 677 V2_37 678 Separador 683 - - - - - - - - - - - - - 520 526 532 538 544 550 556 562 568 574 580 586 592 ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; % - 598 99,99 ; - - 604 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - - - - - - - - - - - - - - 610 616 622 628 634 640 646 652 658 664 670 676 682 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 10 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 11 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 12 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 13 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 14 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 15 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 16 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 17 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 18 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 19 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 20 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 21 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 22 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 23 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 24 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 25 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 26 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 27 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 28 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 29 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 30 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 31 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 32 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 33 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 34 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 35 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 36 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 37 79 V2_38 684 Separador 689 V2_39 690 Separador 695 V2_40 696 Separador 701 V3_2 702 Separador 707 V3_3 708 Separador 713 V3_4 714 Separador 719 V3_5 720 Separador 725 V3_6 726 Separador 731 V3_7 732 Separador 737 V3_8 738 Separador 743 V3_9 744 Separador 749 V3_10 750 Separador 755 V3_11 756 Separador 761 V3_12 762 Separador 767 V3_13 768 Separador 773 V3_14 774 Separador 779 V3_15 780 Separador 785 V3_16 786 Separador 791 V3_17 792 Separador 797 V3_18 798 Separador 803 V3_19 804 Separador 809 V3_20 810 Separador 815 V3_21 816 Separador 821 V3_22 822 Separador 827 V3_23 828 Separador 833 V3_24 834 Separador 839 V3_25 840 Separador 845 V3_26 846 Separador 851 V3_27 852 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 688 694 700 706 712 718 724 730 736 742 748 754 760 766 772 778 784 790 796 802 808 814 820 826 832 838 844 850 856 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 38 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 39 Fase 2 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 40 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 2 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 3 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 4 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 5 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 6 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 7 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 8 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 9 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 10 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 11 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 12 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 13 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 14 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 15 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 16 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 17 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 18 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 19 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 20 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 21 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 22 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 23 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 24 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 25 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 26 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 27 80 Separador 857 V3_28 858 Separador 863 V3_29 864 Separador 869 V3_30 870 Separador 875 V3_31 876 Separador 881 V3_32 882 Separador 887 V3_33 888 Separador 893 V3_34 894 Separador 899 V3_35 900 Separador 905 V3_36 906 Separador 911 V3_37 912 Separador 917 V3_38 918 Separador 923 V3_39 924 Separador 929 V3_40 930 Separador 935 PST1 936 Separador 941 PST2 942 Separador 947 PST3 948 Separador 953 PLT1 954 Separador 959 PLT2 960 Separador 965 PLT3 966 Separador 971 Eventos 972 - 862 ; - 99,99 % ; % - 868 99,99 ; - - 874 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 pu ; - 99,99 pu ; - 99,99 pu ; - 99,99 pu ; - 99,99 pu ; - 99,99 pu ; - 99999999 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 880 886 892 898 904 910 916 922 928 934 940 946 952 958 964 970 979 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 28 Fase 3 - distorção harmônica individual de tensão de ordem 29 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 30 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 31 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 32 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 33 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 34 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 35 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 36 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 37 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 38 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 39 Fase 3 - Distorção harmônica individual de tensão de ordem 40 Severidade de flutuação de tensão de curta duração – Fase 1 Severidade de flutuação de tensão de curta duração – Fase 2 Severidade de flutuação de tensão de curta duração – Fase 3 Severidade de flutuação de tensão de longa duração – Fase 1 Severidade de flutuação de tensão de longa duração – Fase 2 Severidade de flutuação de tensão de longa duração – Fase 3 Quantidade de eventos registrados no intervalo 81 Arquivo referente às grandezas de corrente (.pqi) Linha 1 Campo Empresa Colunas 1 Separador Cód. Instalação - Formato Unidade texto - ; - 25 texto - Formato Unidade 10 dd/mm/aaaa - ; - hh:mm - ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999.999,99 Volt ; - 999,99 % ; - 99,99 % ; % 12 13 14 - Descrição Sigla da empresa Código da unidade consumidora ou equipamento Linha 2, 3, 4,.. Campo Data Colunas 1 Separador 11 Hora 12 Separador 17 I1 med 18 Separador 28 I2 med 29 Separador 39 I3 med 40 Separador 50 In med 51 Separador 61 I1 min 62 Separador 72 I2 min 73 Separador 83 I3 min 84 Separador 94 In min 95 Separador 105 I1 max 106 Separador 116 I2 max 117 Separador 127 I3 max 128 Separador 138 In max 139 Separador 149 FDI2 150 Separador 156 DTT1 157 Separador 162 DTT1_PARES 163 Separador 168 DTT1_ÍMPARES 169 Separador 174 DTT1_TRIPLAS 175 Separador 180 DTT2 181 Separador 186 DTT2_PARES 187 Separador 192 DTT2_ÍMPARES 193 Separador 198 DTT2_TRIPLAS 199 Separador 204 DTT3 205 - - - - - - - - - - - - - - - - 16 27 38 49 60 71 82 93 104 115 126 137 148 155 161 - 167 99,99 ; - - 173 99,99 % ; % - 179 99,99 ; - - 185 99,99 % ; - 99,99 % ; % - 191 - 197 99,99 ; - - 203 99,99 % ; - - 209 99,99 % Descrição Data no formato dd/mm/aaaa Horário no formato 24 horas Corrente eficaz média (Fase 1) Corrente eficaz média (Fase 2) Corrente eficaz média (Fase 3) Corrente eficaz média (Fase N) Corrente eficaz mínima (Fase 1) Corrente eficaz mínima (Fase 2) Corrente eficaz mínima (Fase 3) Corrente eficaz mínima (Fase N) Corrente eficaz máxima (Fase 1) Corrente eficaz máxima (Fase 2) Corrente eficaz máxima (Fase 3) Corrente eficaz máxima (Fase N) Desequilíbrio de corrente de sequência negativa Distorção harmônica total de corrente da fase 1 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens pares não mutiplas de 3) da fase 1 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens ímpares não mutiplas de 3) da fase 1 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens múltiplas de 3) da fase 1 Distorção harmônica total de corrente da fase 2 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens pares não mutiplas de 3) da fase 2 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens ímpares não mutiplas de 3) da fase 2 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens múltiplas de 3) da fase 2 Distorção harmônica total de corrente da fase 3 82 Separador 210 DTT3_PARES 211 Separador 216 DTT3_ÍMPARES 217 Separador 222 DTT3_TRIPLAS 223 Separador 228 I1_2 229 Separador 234 I1_3 235 Separador 240 I1_4 241 Separador 246 I1_5 247 Separador 252 I1_6 253 Separador 258 I1_7 259 Separador 264 I1_8 265 Separador 270 I1_9 271 Separador 276 I1_10 277 Separador 282 I1_11 283 Separador 288 I1_12 289 Separador 294 I1_13 295 Separador 300 I1_14 301 Separador 306 I1_15 307 Separador 312 I1_16 313 Separador 318 I1_17 319 Separador 324 I1_18 325 Separador 330 I1_19 331 Separador 336 I1_20 337 Separador 342 I1_21 343 Separador 348 I1_22 349 Separador 354 I1_23 355 Separador 360 I1_24 361 Separador 366 I1_25 367 Separador 372 I1_26 373 Separador 378 I1_27 379 Separador 384 I1_28 385 ; - - 215 99,99 % ; - - 221 99,99 % ; % - 227 99,99 ; - - 233 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 239 245 251 257 263 269 275 281 287 293 299 305 311 317 323 329 335 341 347 353 359 365 371 377 383 389 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens pares não mutiplas de 3) da fase 3 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens ímpares não mutiplas de 3) da fase 3 Distorção harmônica total de corrente (considerando-se ordens múltiplas de 3) da fase 3 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 2 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 3 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 4 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 5 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 6 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 7 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 8 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 9 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 10 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 11 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 12 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 13 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 14 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 15 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 16 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 17 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 18 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 19 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 20 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 21 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 22 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 23 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 24 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 25 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 26 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 27 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 28 83 Separador 390 I1_29 391 Separador 396 I1_30 397 Separador 402 I1_31 403 Separador 408 I1_32 409 Separador 414 I1_33 415 Separador 420 I1_34 421 Separador 426 I1_35 427 Separador 432 I1_36 433 Separador 438 I1_37 439 Separador 444 I1_38 445 Separador 450 I1_39 451 Separador 456 I1_40 457 Separador 462 I2_2 463 Separador 468 I2_3 469 Separador 474 I2_4 475 Separador 480 I2_5 481 Separador 486 I2_6 487 Separador 492 I2_7 493 Separador 498 I2_8 499 Separador 504 I2_9 505 Separador 510 I2_10 511 Separador 516 I2_11 517 Separador 522 I2_12 523 Separador 528 I2_13 529 Separador 534 I2_14 535 Separador 540 I2_15 541 Separador 546 I2_16 547 Separador 552 I2_17 553 Separador 558 I2_18 559 Separador 564 I2_19 565 Separador 570 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 395 401 407 413 419 425 431 437 443 449 455 461 467 473 479 485 491 497 503 509 515 521 527 533 539 545 551 557 563 569 ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 29 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 30 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 31 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 32 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 33 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 34 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 35 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 36 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 37 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 38 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 39 Fase 1 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 40 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 2 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 3 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 4 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 5 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 6 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 7 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 8 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 9 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 10 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 11 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 12 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 13 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 14 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 15 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 16 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 17 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 18 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 19 84 I2_20 571 Separador 576 I2_21 577 Separador 582 I2_22 583 Separador 588 I2_23 589 Separador 594 I2_24 595 Separador 600 I2_25 601 Separador 606 I2_26 607 Separador 612 I2_27 613 Separador 618 I2_28 619 Separador 624 I2_29 625 Separador 630 I2_30 631 Separador 636 I2_31 637 Separador 642 I2_32 643 Separador 648 I2_33 649 Separador 654 I2_34 655 Separador 660 I2_35 661 Separador 666 I2_36 667 Separador 672 I2_37 673 Separador 678 I2_38 679 Separador 684 I2_39 685 Separador 690 I2_40 691 Separador 696 I3_2 697 Separador 702 I3_3 703 Separador 708 I3_4 709 Separador 714 I3_5 715 Separador 720 I3_6 721 Separador 726 I3_7 727 Separador 732 I3_8 733 Separador 738 I3_9 739 Separador 744 I3_10 745 Separador 750 I3_11 751 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 575 581 587 593 599 605 611 617 623 629 635 641 647 653 659 665 671 677 683 689 695 701 707 713 719 725 731 737 743 749 755 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 20 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 21 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 22 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 23 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 24 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 25 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 26 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 27 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 28 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 29 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 30 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 31 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 32 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 33 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 34 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 35 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 36 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 37 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 38 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 39 Fase 2 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 40 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 2 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 3 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 4 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 5 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 6 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 7 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 8 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 9 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 10 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 11 85 Separador 756 I3_12 757 Separador 762 I3_13 763 Separador 768 I3_14 769 Separador 774 I3_15 775 Separador 780 I3_16 781 Separador 786 I3_17 787 Separador 792 I3_18 793 Separador 798 I3_19 799 Separador 804 I3_20 805 Separador 810 I3_21 811 Separador 816 I3_22 817 Separador 822 I3_23 823 Separador 828 I3_24 829 Separador 834 I3_25 835 Separador 840 I3_26 841 Separador 846 I3_27 847 Separador 852 I3_28 853 Separador 858 I3_29 859 Separador 864 I3_30 865 Separador 870 I3_31 871 Separador 876 I3_32 877 Separador 882 I3_33 883 Separador 888 I3_34 889 Separador 894 I3_35 895 Separador 900 I3_36 901 Separador 906 I3_37 907 Separador 912 I3_38 913 Separador 918 I3_39 919 Separador 924 I3_40 925 Separador 930 FP1 931 Separador 935 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 761 767 773 779 785 791 797 803 809 815 821 827 833 839 845 851 857 863 869 875 881 887 893 899 905 911 917 923 929 934 ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 99,99 % ; - 9,99 pu ; - Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 12 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 13 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 14 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 15 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 16 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 17 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 18 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 19 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 20 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 21 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 22 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 23 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 24 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 25 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 26 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 27 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 28 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 29 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 30 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 31 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 32 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 33 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 34 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 35 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 36 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 37 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 38 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 39 Fase 3 - Distorção harmônica individual de corrente de ordem 40 Fator de potência de deslocamento – Fase 1 86 FP2 936 Separador 940 FP3 941 Separador 945 FPT 946 Separador 950 P1 951 Separador 961 P2 962 Separador 972 P3 973 Separador 983 PT 984 Separador 994 Q1 995 Separador 1005 Q2 1006 Separador 1016 Q3 1017 Separador 1027 QT 1028 Separador 1038 S1 1039 Separador 1049 S2 1050 Separador 1060 S3 1061 Separador 1071 ST 1072 Separador 1082 Eventos 1083 - - - - - - - - - - - - - - - - 939 944 949 960 971 982 993 1004 1015 1026 1037 1048 1059 1070 1081 1090 9,99 pu ; - 9,99 pu ; - 9,99 pu ; - 999.999,99 kW ; - 999.999,99 kW ; - 999.999,99 kW ; - 999.999,99 kW ; - 999.999,99 kVAr ; - 999.999,99 kVAr ; - 999.999,99 kVAr ; - 999.999,99 kVAr ; - 999.999,99 kVA ; - 999.999,99 kVA ; - 999.999,99 kVA ; - 999.999,99 kVA ; - 99999999 - Fator de potência de deslocamento – Fase 2 Fator de potência de deslocamento – Fase 3 Fator de potência de deslocamento – TOTAL Potência ativa – Fase 1 Potência ativa – Fase 2 Potência ativa – Fase 3 Potência ativa – TOTAL Potência reativa – Fase 1 (sem considerar harmônicas) Potência reativa – Fase 2 (sem considerar harmônicas) Potência reativa – Fase 3 (sem considerar harmônicas) Potência reativa – TOTAL (sem considerar harmônicas) Potência aparente – Fase 1 (sem considerar harmônicas) Potência aparente – Fase 2 (sem considerar harmônicas) Potência aparente – Fase 3 (sem considerar harmônicas) Potência aparente – TOTAL (sem considerar harmônicas) Quantidade de eventos registrados no período 87 Arquivo referente aos eventos de tensão (.pqe) Linha 1 Campo Empresa Colunas 1 Separador Cód. Instalação - Formato Unidade texto - ; - 25 texto - Formato Unidade 8 99999999 - ; - dd/mm/aaaa - ; - hh:mm:ss - ; - 999999 ms ; - 999,99 % 12 13 14 - Descrição Sigla da empresa Código da unidade consumidora ou equipamento Linha 2, 3, 4,.. Campo Colunas Registro 1 Separador 9 Data do evento 10 Separador 20 Hora do evento 21 Separador 29 Duração 30 Separador 36 Amplitude 37 Separador 43 Tipo do evento 44 Separador 47 Fase do evento 48 - - - - - 19 28 35 42 Descrição Número do registro (sequencial) Data de registro do evento no formato dd/mm/aaaa Horário de início do evento no formato hh:mm:ss Duração do evento em milisegundos Amplitude do evento em % de Vref - 46 Texto - Tipo de evento: AMT, EMT, IMT, ATT, etc... (conforme Prodist) - 50 Texto Fase do evento: A, B, C, AB, BC, CA ou ABC 88 13) Apêndice C – Proposta de rotina de testes para análise de desempenho dos medidores de parâmetros da qualidade da energia elétrica Estratégia Para a Classificação do Equipamento De forma a obter indicadores numéricos que representem o desempenho do equipamento testado, respeitados os tipos de ensaios estabelecidos, sugere-se a metodologia cujos procedimentos encontram-se detalhados a seguir. Cálculo dos Erros para Fins da Classificação Estrategicamente, poder-se-ia utilizar diferentes procedimentos para se classificar os resultados obtidos das medições. A opção apresentada consiste em estabelecer como referência os valores definidos para os indicadores de qualidade, os quais foram implementados na fonte padrão programável e aplicados durante os ensaios. A partir destes, calculam-se os erros que são determinados pela diferença entre os níveis padrões e aqueles encontrados e documentados pelos fabricantes. A expressão empregada para tal é a seguinte: Erro (%) ( Medido Padrão) x100% Padrão Vale ainda observar que, adicionalmente ao critério descrito, realizou-se para os Módulos de Ensaios relacionados com Distorções Harmônicas, Flutuações de Tensão e Variações de Tensão em Regime Permanente, uma avaliação de erro complementar. Este consiste em determinar a maior diferença entre os resultados fornecidos por cada fase. Sob tais circunstâncias, a equação a ser utilizada é: Erro / fase(%) ( MaxValor MinValor) x100% MaxValor Finalmente, para o caso dos ensaios de VTCDs, o cálculo dos erros relacionados com a duração dos eventos é feito levando-se em consideração o tempo obtido pelo equipamento e sua proximidade do valor padrão em termos de número de ciclos. 89 Atribuição de conceitos de desempenho por teste Uma vez expresso o desempenho do equipamento quando da medição de uma determinada variável, na forma de um erro quantificado numericamente, este é, na sequência, comparado a um valor limite, sendo que, a diferença entre estes valores determinará o conceito a ser atribuído ao medidor. Os valores limites sugeridos para os erros aceitáveis visando a aprovação dos medidores encontram-se apresentados na tabela C.1. Tabela C.1 – Atribuição de conceitos segundo o desempenho. Atribuição de Conceitos Indicador Tensão em Regime Permanente Distorções Harmônicas Desequilíbrios de Tensão Amplitude das Variações de Tensão de Curta Duração Flutuações de Tensão Faixa de Erros (%) 0 Erro(%) 1% Erro(%) > 1% 0 Erro(%) 2% Erro(%) > 2% 0 Erro(%) 2% Erro(%) > 2% 0 Erro(%) 2% Erro(%) > 2% 0 Erro(%) 2% Erro(%) > 2% Conceito Aprovado Reprovado Aprovado Reprovado Aprovado Reprovado Aprovado Reprovado Aprovado Reprovado Para o caso dos VTCDs, além dos erros percentuais de amplitude, são também contabilizados os desvios na duração dos eventos em relação ao valor padrão. Assim, os valores limites sugeridos para os erros aceitáveis visando a aprovação dos medidores encontram-se apresentados na tabela C.2. Tabela C.2 – Atribuição de conceitos segundo o desempenho. Atribuição de Conceitos Faixa de Erros (ciclos) 0 Erro(ciclos) 2,0 Erro(ciclos) > 2,0 Conceito Aprovado Reprovado Critério para Aprovação do Equipamento por Módulo Após a atribuição dos conceitos, o equipamento será considerado aprovado em um determinado módulo, se os erros encontrados em todos os ensaios que compreendem este módulo obedecerem aos limites estabelecidos nas tabelas C.1 e C.2. 90 A seguir são apresentados exemplos numéricos (para um ensaio específico) contemplando todos os 42 testes necessários para aprovação do medidor. Evidentemente, em cada ensaio o valor padrão utilizado no teste de cada grandeza deverá ser alterado. Módulo I – Distorção Harmônica de Tensão Resultados dos Ensaios de 01 a 12 Tensões harmônicas Ensaio 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 Características do Ensaio Tensão harmônica de ordem 3 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V3a=V3b=V3c= 3,0%. Tensão harmônica de ordem 17 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V17a=V17b=V17c= 1,4%. Tensão harmônica de ordem 9 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V9a=V9b=V9c= 3,2%. Tensão harmônica de ordem 25 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V25a=V25b=V25c= 2,4%. Tensão harmônica de ordem 5 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V5a=V5b=V5c= 4,3%. Tensão harmônica de ordem 19 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V19a=V19b=V19c= 1,8%. Tensão harmônica de ordem 7 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V7a=V7b=V7c= 3,7%. Tensão harmônica de ordem 13 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V13a=V13b=V13c= 3,0%. Tensão harmônica de ordem 23 e tensão fundamental. Valores aplicados: V1nominal =127V; V23a=V23b=V23c= 2,2%. Composição harmônica e tensão fundamental Valores aplicados: V1nominal = 127 V; DTT nas três fases = 8,73%. Fase Resultados Amplitude (%) A 2,960 B 2,970 C 2,960 A 1,420 B 1,410 C 1,420 A 3,200 B 3,200 C 3,200 A 2,420 B 2,410 C 2,400 A 4,230 B 4,230 C 4,230 A 1,790 B 1,800 C 1,830 A 3,680 B 3,660 C 3,710 A 2,970 B 2,980 C 2,970 A 2,170 B 2,170 C 2,170 A 8,623 B 8,640 C 8,628 91 Resultados dos Ensaios 11 e 12 Tensões Harmônicas Resultados Ensaio Fase Características do Ensaio Amplitude (%) 11 12 Tensão harmônica de ordem 7 e tensão fundamental com frequência de 60,1 Hz. Valores aplicados: V1nominal = 127 V; V7a = V7b = V7c = 2,9% Tensão harmônica de ordem 9 e tensão fundamental com frequência de 59,8 Hz. Valores aplicados: V1nominal = 127 V; V9a = V9b = V9c = 3,3%. A 2,860 B 2,870 C 2,860 A 3,310 B 3,330 C 3,310 Freq. Fund. (Hz) 60,10 59,80 Resultados dos Ensaios 13 e 14 Tensões harmônicas Características do Ensaio Ensaio 13 14 Harmônicos Individuais Variáveis – Variações suaves da ordem 5 com degraus de 250 ms; DTT (%) = 7,43% (representativo de 10 min.); Valores aplicados: V1nominal = 127 V; V3 = 3,2%; V5 = 6,22% (média); V7 = 2,5%. Harmônicos Individuais Variáveis – Variações abruptas da ordem 5 com degraus de 600 ms; DTT (%) = 8,97% (representativo de 10 min.); Valores aplicados: V1nominal = 127V; V5=8,37%(média); V7=2,0% ; V11=1,9% e V13=1,7%. Fase Valor Representativo DTT(%) A 7,415 B 7,420 C 7,416 A 8,895 B 8,887 C 8,893 Apresenta gráfico ou tabela da variação? Não foi apresentada a tabela ou gráfico da variação com intervalo de 1 segundo entre as amostras. Não foi apresentada a tabela ou gráfico da variação com intervalo de 1 segundo entre as amostras. 92 Módulo II – Desequilíbrios de Tensão Resultados dos Ensaios de 15 a 17 Desequilíbrios de Tensão Ensaio Características do Ensaio 15 Tensões equilibradas; Valor aplicado: V1 = 127 V. 16 Tensão desequilibrada e constante; Valores aplicados: V-/ V+ = 2,8%. 17 Tensão desequilibrada e constante; Valores aplicados: V-/ V+ = 3,1%. Resultados Fase Tensão fundamental (V) A B C A B C A B 126,920 127,019 126,946 130,479 125,252 125,179 130,866 125,099 C 125,023 V- / V+ (%) --- 2,770 3,074 Resultado do ensaio 18 Desequilíbrios de Tensão Característica do Ensaio Ensaio 18 Tensão desequilibrada variável; Variações suaves de tensão com degraus de 500 ms; V- / V+ = 3,13% (representativo de 10 min.). Valor Representativo V- / V+ (%) 3,185 Apresenta gráfico ou tabela da variação? Não foi apresentado gráfico ou tabela com intervalos de 1 minuto. 93 Módulo III – Flutuações de Tensão Resultados dos Ensaios de 19 a 24 Flutuações de tensão Ensaio 19 20 21 22 23 24 Características do Ensaio Flutuação de tensão; Valor aplicado: V1 = 127 V, Pst = 2,1. Freqüência Fundamental = 60 Hz. Flutuação de tensão; Valor aplicado: V1 = 127 V, Pst = 1,3. Freqüência Fundamental = 60 Hz. Flutuação de tensão; Valor aplicado: V1 = 127 V, Pst = 4,4. Freqüência Fundamental = 60 Hz. Flutuação de tensão; Valor aplicado: V1 = 127 V, Pst = 3,8. Freqüência Fundamental = 60 Hz. Flutuação de tensão; Valor aplicado: V1 = 127 V, Pst = 1,9. Freqüência Fundamental = 60 Hz. Flutuação de tensão; Valor aplicado: V1 = 127 V, Pst = 2,6. Freqüência Fundamental = 60 Hz. Fase Resultados Pst (pu) A 2,009 B 2,007 C 2,014 A 1,243 B 1,256 C 1,261 A 4,256 B 4,263 C 4,265 A 3,631 B 3,616 C 3,652 A 1,808 B 1,809 C 1,811 A 2,520 B 2,568 C 2,475 94 Módulo IV – Variações de Tensão de Curta Duração – Parte 1 Resultados dos Ensaios de 25 a 27 Variações de Tensão de Curta Duração – Parte 1 Ensaio Características do Ensaio 25 26 27 Fase Resultados Amplitude (%) Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento equilibrado para 72% da nominal; Valores aplicados: Va = 127 V (préevento); 20 eventos com duração de 25 ms. A 72,080 B 72,030 C 72,080 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento equilibrado para 69% da nominal; Valores aplicados: Va = 127 V (préevento); 20 eventos com duração de 33,33 ms. A 46,950 B 46,920 C 46,950 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente na fase B para 65% da nominal; Valores aplicados: Vb = 127 V (préevento); 10 eventos com duração de 16,67 ms. A 66,01 B 65,97 C 66,01 Duração (ms) Nº Eventos 35,9 20 44,2 20 25,0 10 95 Resultados dos Ensaios de 28 a 35 Variações de Tensão de Curta Duração – Parte 1 Ensaio 28 Características do Ensaio 29 30 31 32 33 34 35 Fase Resultados Amplitude (%) Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente fase A para 38% da nominal; Valores aplicados: Va = 127 V (pré-evento); 1 evento com duração de 25 ms. A 38,280 B 100,000 C 100,000 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente fase A para 81% da nominal; Valores aplicados: Va = 127 V (pré-evento); 1 evento com duração de 50 ms. A 81,110 B 100,000 C 100,000 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente fase B para 62% da nominal; Valores aplicados: Vb = 127 V (pré-evento); 1 evento com duração de 16,67 ms. A 100,000 B 65,880 C 100,000 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente fase C para 59% da nominal; Valores aplicados: Vc = 127 V (pré-evento); 1 evento com duração de 33,33 ms. A 100,000 B 100,000 C 59,000 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente fase C para 35% da nominal; Valores aplicados: Vc = 127 V (pré-evento); 1 evento com duração de 25 ms. A 100,000 B 100,000 C 35,020 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente fase A para 63% da nominal; Valores aplicados: Va = 127 V (pré-evento); 1 evento com duração de 150 ms. A 62,820 B 100,000 C 100,000 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente fase B para 29% da nominal; Valores aplicados: Vb = 127 V (pré-evento); 1 evento com duração de 16,67 ms. A 100,000 B 31,070 C 100,000 Variação de tensão de curta duração (VTCD); Afundamento somente fase C para 17% da nominal; Valores aplicados: Vc = 127 V (pré-evento); 1 evento com duração de 66,67 ms. A 100,000 B 100,000 C 16,730 Duração (ms) 35,10 51,60 25,00 41,70 33,30 150,00 28,40 80,00 96 Módulo V – Variações de Tensão de Curta Duração – Parte 2 Resultados dos ensaios de 36 a 38 Variações de Tensão de Curta Duração – Parte 2 Ensaio Características do Ensaio 36 37 38 Fase VARIAÇÃO DE TENSÃO DE CURTA DURAÇÃO (VTCD); Eventos nas três fases: Va = 112%, Vb = 117% e Vc = 123% da nominal, 1 evento por fase com duração de 50 ms. VARIAÇÃO DE TENSÃO DE CURTA DURAÇÃO (VTCD); EVENTOS NAS TRÊS FASES: VA = 77%, VB = 64% E VC = 119% DA NOMINAL, 1 EVENTO POR FASE COM DURAÇÃO DE 16,67 MS. VARIAÇÃO DE TENSÃO DE CURTA DURAÇÃO (VTCD); EVENTOS NAS TRÊS FASES: VA =72%, VB = 115% E VC = 39% DA NOMINAL, 1 EVENTO POR FASE COM DURAÇÃO DE 33,33 ms. Resultados Amplitude (%) Duração (ms) A 112,75 60,90 B 117,67 60,90 C 122,75 60,90 A 75,25 15,00 B 65,21 15,00 C 118,16 16,70 A 71,15 38,60 B 114,82 25,00 C 39,15 38,60 Resultados do ensaio 39 Variações de Tensão de Curta Duração – Parte 2 RESULTADOS ENSAIO CARACTERÍSTICA DO ENSAIO - 39 - VARIAÇÃO DE TENSÃO DE CURTA DURAÇÃO (VTCD); Eventos em duas fases: Fase A: 2 eventos – um afundamento para 64% durante 33,33 ms e uma elevação para 118% durante 66,67 ms, com intervalo de 66,67 ms entre os eventos. Fase B: 2 eventos – uma elevação para 115% durante 33,33 ms e um afundamento para 52% durante 66,67 ms, com intervalo de 66,67 ms entre os eventos. FASE A 1º EVENTO 2º EVENTO Duração Amplitude (%) Duração (ms) Amplitude (%) (ms) Intervalo (ms) 64,55 38,20 117,18 66,70 100 B 114,49 33,30 51,93 83,30 100 C 100,0 --- 100 --- --- 97 Módulo VI – Variações de Tensão em Regime Permanente Resultados dos Ensaios 40 e 41 Variações de tensão em regime permanente Ensaio Características do Ensaio Fase 40 VARIAÇÃO DE TENSÃO EM REGIME PERMANENTE; ÚNICO EVENTO TRIFÁSICO DESEQUILIBRADO; Valores aplicados: - Va = 127 V (pré-evento); Elevação para 119%. - Vb = 127 V (pré-evento); Elevação para 124%. - Vc = 127 V (pré-evento); Elevação para 113%. A 119,02 B 124,04 C 113,04 A VARIAÇÃO DE TENSÃO EM REGIME PERMANENTE; ÚNICO EVENTO TRIFÁSICO DESEQUILIBRADO; Valores aplicados: - Va = 127 V (pré-evento); Afundamento para 36%. - Vb = 127 V (pré-evento); Afundamento para 57%. - VC = 127 V (pré-evento); Afundamento para 82%. 41 Resultados Amplitude (%) 35,99 B 56,97 C 81,93 Resultados do ensaio 42 Variações de tensão em regime permanente Resultados Ensaio Características do Ensaio 42 Variação de tensão em regime permanente; Variações suaves da amplitude nas três fases; Valores aplicados: Valor representativo =100% (127 V);Vmin =85%; Vmax = 115%. Fase V Min (%) V Max (%) V repres. (%) A 84,94 115,040 99,70 B 84,98 115,060 99,69 C 84,94 115,050 99,69 Apresenta gráfico ou tabela? Não apresenta gráfico ou tabela. 98 Resultados Finais da Classificação Módulo I – Tensões Harmônicas Ensaio Maior Erro entre a Medição e o Padrão (%) Conceito Maior Diferença entre as Fases (%) Conceito 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 1,333 1,010 0,000 1,008 1,628 1,016 1,082 1,000 1,364 1,230 1,380 1,000 0,200 0,930 Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado 0,337 0,000 0,000 0,855 0,000 0,000 0,000 0,336 0,000 0,200 0,350 0,000 0,070 0,090 Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Módulo II – Desequilíbrios de Tensão Ensaio Maior Erro entre a Medição e o Padrão (%) Conceito Maior Diferença entre as Fases (%) Conceito 15 0,06 Aprovado 0,08 Aprovado Ensaio Maior Erro entre a Medição e o Padrão (%) Conceito 16 17 18 -1,070 -0,839 1,017 Aprovado Aprovado Aprovado Módulo III – Flutuações de Tensão Ensaio Maior Erro entre a Medição e o Padrão (%) Conceito 19 20 21 22 23 24 4,43 4,38 3,27 4,84 4,84 4,81 Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado 99 Módulo IV – Variação de Tensão de Curta Duração – Parte 1 Ensaio Maior Erro entre a Medição e o Padrão (%) Conceito 25 26 27 0,11 0,17 1,49 Aprovado Aprovado Aprovado Ensaio 28 29 30 31 32 33 34 35 Maior Erro entre a Medição e o Padrão (%) 0,74 0,14 2,26 0,00 0,06 0,29 2,14 1,59 Maior Erro na Duração do Evento (ms) 10,90 10,87 8,33 Conceito Maior Erro no nº de Eventos (%) Conceito Aprovado Aprovado Aprovado 0,00 0,00 0,00 Aprovado Aprovado Aprovado Maior Erro na Duração do Evento (ms) 10,10 1,60 8,33 8,37 8,30 0,00 11,73 13,33 Conceito Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Conceito Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Módulo IV – Variações de Tensão de Curta Duração – Parte 2 Ensaio 36 37 38 Maior Erro entre a Medição e o Padrão (%) 0,66 -2,27 0,38 Conceito Aprovado Aprovado Aprovado Maior Erro na Duração do Evento (ms) 10,90 1,67 8,33 Conceito Aprovado Aprovado Aprovado Ensaio Maior Erro da Amplitude do 1º evento (%) Conceito Maior Erro na Duração do 1º Evento (ms) Conceito Maior erro da Amplitude do 2º evento (%) Conceito Maior Erro na Duração do 2º Evento (ms) Conceito 39 0,86 Aprovado 4,87 Aprovado 0,69 Aprovado 16,63 Aprovado Módulo V – Variações de Tensão em Regime Permanente Ensaio Maior Erro entre a Medição e o Padrão (%) Conceito Maior Diferença entre as Fases (%) Conceito 40 41 42 0,04 0,09 0,31 Aprovado Aprovado Aprovado ----0,01 Aprovado Aprovado Aprovado 10 0 Resumo Geral A tabela apresentada a seguir representa o resultado final, por módulo de ensaio, que classifica o equipamento de acordo com o critério estabelecido anteriormente. Vale a pena ressaltar que o equipamento será considerado aprovado, quando o mesmo for aprovado em todos os ensaios que compreendem cada módulo. Módulos Módulo I Módulo II Módulo III Módulo IV Módulo V Conceituação Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado Aprovado 10 1