LÓGICA DE RECOMPOSIÇÃO AUTOMÁTICA NO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7274961

Ícaro Augusto Vaquer Araújo Da Rosa Mário Endrick Da Silva Trindade
Orientador: João Edson Leite Júnior

1. INTRODUÇÃO

O sistema elétrico de distribuição vem passando por constantes evoluções quando se falado em equipamentos e sistemas. Devido à grande importância da energia elétrica para toda sociedade, as distribuidoras em conjunto com seus Centros de Operações estão frequentemente buscando melhores soluções para reverter, minimizar e eliminar possíveis problemas no fornecimento de energia elétrica.

Nos sistemas de distribuição, vem aumentando o uso de tecnologias e desenvolvimentos de recomposições rápidas e inteligentes, que de forma automática visa melhores respostas aos desligamentos em caráter emergenciais, aliado a uma maior confiabilidade, segurança e qualidade de fornecimento.

As redes de distribuição estão em sua maioria situadas nos perímetros urbanos, caracterizados com cabos nus e protegidos, estando a todo tempo sujeitos a falhas, que podem ser ocasionadas por inúmeros motivos, sendo de natureza permanente ou transitória. Quando uma falha emergencial do tipo permanente, como por exemplo, uma estrutura caída ou o rompimento de um dos condutores, exigem um longo tempo de reparo. Já no caso da falha emergencial do tipo transitória, ocorre o desligamento da rede de distribuição de modo temporário enquanto persistir a ocorrência que ocasionou a falha, como por exemplo, um galho empurrado sobre os cabos condutores pela ação do vento. Historicamente entre 80% e 90% são do tipo temporário as falhas emergenciais que ocasionam interrupção no fornecimento de energia elétrica nas redes do sistema de distribuição.

Com base nas estatísticas, para se evitar uma interrupção de energia permanente e diminuir o impacto das interrupções transitórias, foi adotado o uso de religadores, equipamentos de proteção, que em sua maioria automatizados, quando detectam uma corrente de curto-circuito estabelecida em seu ajuste, interrompem o circuito, em sequência o religa novamente. Se o motivo da interrupção for temporário e extinto, o fornecimento de energia será restabelecido. Os religadores de rede são equipados reles de religamento, que através do seu ajuste, determina se um número de aberturas e fechamento, caracterizando os religamentos do equipamento, que quando permanece aberto após todo seu ciclo de religamento, caracteriza uma interrupção de energia permanente.

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 SISTEMA ELÉTICO

O sistema elétrico e configurado por geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Em nosso país, devido o vasto poderio hídrico, a geração de energia elétrica e predominantemente vem por partes das usinas hidroelétricas. A energia que de um modo simples e encontrada nas tomadas em vários pontos das residências, e proveniente de um longo processo denominado “Sistema Elétrico de Potência”.

Conforme Damásio (2019), engenheiro eletricista, “o que a energia tem de incrível ela tem de “complicada”! Para que exista energia na tomada da sua casa é necessária uma série de processos que são denominados “Sistema elétrico de potência” (Ou simplesmente SEP) sendo os principais subsistemas: geração, transporte e distribuição”.

De acordo com Leão (2009), o sistema atual de energia elétrica é baseado em grandes usinas de geração que transmitem energia através de sistemas de transmissão de alta tensão, que é então distribuída para sistemas de distribuição de média e baixa tensão. Em geral o fluxo de energia é unidirecional e a energia é despachada e controlada por centro(s) de despacho com base em requisitos prédefinidos.

Os SEP estão se tornando cada vez maiores e mais complexos, tornando seus controles mais restritos e aumentando a complexibilidade deles. Além disso, os órgãos regulamentadores estão cobrando cada vez mais uma maior qualidade e confiabilidade no atendimento aos consumidores. Dentro destas circunstâncias, manter um controle efetivo do sistema, minimizando o número de interrupções e durações delas, torna-se uma tarefa difícil aos operadores dos Centros de Operações. Esta situação impõe maiores investimentos em treinamentos e desenvolvimentos de mecanismos mais avançados e automatizados (FLORES et al., 1999).

2.1.1 Geração

O primeiro passo para produzir energia elétrica, é obter a força necessária para girar as turbinas das usinas de eletricidade. Essa forca pode ser obtida de diversas fontes de energia primaria. No Brasil, a energia vem em sua maioria de usinas hidroelétricas.

Apesar de em sua maior parte vinda do recurso hídrico e das hidroelétricas, também existe outras formas de geração de energia elétrica, algumas classificadas como fontes renováveis e outras como não renováveis.

Até chegar ao consumidor final (residências, empresas, escolas etc.), a energia elétrica percorre o seguinte caminho: unidade geradora (onde e gerada), gerador, subestação elevadora, linhas de transmissão, subestação abaixadora, transformado e distribuição ao consumidor final.

Depois de gerada, a energia elétrica e transmitida através das linhas de transmissão, no qual essas mesmas geralmente em grandes extensões fazem com que a energia chegue até os grandes centros e possa ser distribuída para os consumidores.

2.1.1.1 Tipos de fontes de energia

A geração de energia elétrica sempre provoca algum efeito na natureza, mas cada processo tem suas particularidades. Para ser determinado um tipo de fonte para a geração de energia elétrica essas particularidades devem ser estudadas, levando em conta não só a questão ambiental, mas também os custos e a viabilidade de cada técnica.

Em relação às usinas hidroelétricas, de modo geral, trata-se de uma fonte limpa, pois não emite gases de efeito estufa, ocasionando o aquecimento global. O grande problema ambiental e social, e a necessidade de represar rios. Vastas regiões são alagadas, o que provoca impactos em humanos e no ecossistema local.

A fonte eólica, nas quais o vento move hélices que acionam turbinas, tem sua grande restrição a dependência do clima. Esta alternativa não pode ser usada sozinha, é preciso que haja um sistema para complementá-la, mas faz sucesso por ser ecologicamente correta.

“É energia de mais baixa emissão de gás de efeito estufa”, afirma Ricardo Baitelo, coordenador da campanha de Clima e Energia da organização ambientalista Greenpeace (FRASÃO; BARRA; MENICONI, 2011).

Algumas regiões dos pais são privilegiadas para o uso eólico.

“No Nordeste, os ventos sopram mais forte justamente na época mais seca”, exemplifica Mauricio Tolmasquim, presidente da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), empresa pública vinculada ao Ministério de Minas e Energia (FRASÃO; BARRA; MENICONI, 2011).

Contudo, não é muito potente, e é preciso instalar várias usinas lado a lado para se obter bons resultados. Na Europa, já há comunidades que reclamam da poluição visual, que prejudica o turismo, relatam Schaeffer e Tolmasquim (FRASÃO; BARRA; MENICONI, 2011).

As usinas termoelétricas são o tipo mais comum do mundo. Nela, e queimado um combustível para ferver a água. O vapor gira uma turbina e assim gera energia.

“São imprescindíveis”, acredita Jose Manuel Dias Francisco, coordenador de comunicação e segurança da Eletronuclear, subsidiaria da Eletrobrás. São usinas mais baratas, com tecnologia consolidada e possuem vantagens de garantir um suprimento de energia que não depende de condições, completa Jose Manuel Dias Francisco. (FRASÃO; BARRA; MENICONI, 2011).

Em contraproposta está o alto impacto ambiental causado, pois os efeitos da queima da água trazem um efeito indesejável.

“Tem os piores impactos ambientais em termos de emissão de gases de efeito estufa e poluição do ar”, afirma Baitelo, do Greenpeace (FRASÃO; BARRA; MENICONI, 2011).

2.1.2 Transmissão

Depois de gerada a energia elétrica, existe a necessidade de encaminhar essa energia gerada nas usinas, sejam elas térmicas, hidráulicas, termonucleares, eólicas, solares etc., até os centros urbanos, onde em sua maioria, a energia elétrica será consumia. A partir desse ponto que surge a necessidade de construção das redes de energia elétrica, do contrário, não haveria como a energia gerada chegar ao seu destino.

Ao sair das usinas e seus geradores, a eletricidade e transportada através de cabos aéreos, ou seja, cabos visíveis por não estarem aterrados, sendo revestidos por camadas isolantes e fixados em grandes torres de metal. As linhas de transmissão são basicamente constituídas por fios condutores metálicos suspensos em torres, por meios de isoladores cerâmicos ou de outros materiais altamente isolantes.

As linhas de transmissão se estendem por longas distancias, conectando também, além de usinas geradoras aos grandes consumidores, aqueles que adquirem energia em alta tensão, como fabricas e grandes indústrias, ou as empresas distribuidoras de energia, as quais vão se encarregar de transportar a energia aos consumidores de menor porte.

O sistema está subdividido em dois grandes subsistemas: a Rede Básica e o Sistema de Distribuição. A Rede Básica compreende o Sistema Elétrico de Transmissão de energia com níveis de tensão iguais ou superiores a 230 kV e as plantas ou usinas de geração, enquanto o Sistema de Distribuição corresponde aos níveis de tensão inferiores a 230 kV. A Rede Básica está sob a coordenação e controle do Operador Nacional do Sistema (ONS).

2.1.3 Distribuição

As distribuidoras recebem a energia dos agentes supridores (transmissoras, geradores ou outras distribuidoras), entregando-a aos consumidores finais, sejam eles residenciais, comerciais, rurais, industriais ou pertencentes às demais classes. A parte da distribuição de energia elétrica é a etapa final no fornecimento de energia elétrica do sistema elétrico, tendo início numa subestação de energia elétrica (subestações abaixadoras ou elevadoras), onde a tensão e transformada em níveis de distribuição, e transportada por cabos ligados em postes chegam aos postos de transformação onde novamente ocorre uma transformação no nível de tensão, atingindo valores que possa ser entregue aos consumidores.

A distribuição de energia elétrica é de responsabilidade das empresas de distribuição local do consumidor, pode ser feita através de redes aéreas ou subterrâneas, conforme a necessidade ou escolha da concessionaria. O ponto de conexão entre a rede da concessionaria e a rede particular do consumidor, chamado de ponto de entrega é configurado pela presença de um equipamento medidor onde é registrada a quantidade de energia elétrica entregue pela concessionaria e consumida pelo consumidor.

Portanto a distribuição de energia e um segmento do sistema elétrico, com a finalidade de entregar a energia elétrica ao consumidor final. Esse segmento e um sistema de instalações e componentes elétricos que operam sob responsabilidade das concessionárias de distribuição, e dividido em subestação de distribuição e em linhas de distribuição (ELETROBRAS, 2012, pg. 105).

Os sistemas de distribuição aéreos possuem dois tipos de redes, uma em média tensão (rede primária) e a outra em baixa tensão (rede secundária). No Brasil as redes primárias são padronizadas em 13,8 kV e 34,5 kV, entretanto tensões diferentes da padronizada também são aceitas. A rede é um circuito de três condutores em triângulo, podendo ser um condutor para redes longas em zonas rurais, essa rede atende aos clientes com alto consumo de energia (indústrias, condomínios, shoppings) ou são ligadas em transformadores para alimentar a rede secundária (ANEEL, 2016, pg. 23).

As linhas podem ser aéreas, sendo estas as mais comuns, principalmente pelo fator econômico, cujas instalações são dispostas em poste a uma altura segura do solo e através de linhas subterrâneas, normalmente usadas nos grandes centros de cidades por fatores como estético e de segurança, assim como para garantir uma maior confiabilidade na continuidade do fornecimento de energia e segurança (ELETROBRAS, 2012, pg.111).

A empresa de energia elétrica vem empregando redes de distribuição aéreas protegidas, conhecida como rede compacta, que é formada por condutores que possuem cobertura protetora de material polimérico, cabo de aço zincado para sustentação dos espaçadores, espaçadores de material polimérico em formato de losango, entre outros equipamentos. A principal vantagem desse tipo de redes em comparação as convencionais são a confiabilidade do fornecimento de energia, pelo fato dos condutores serem encapados, não ocorre corrente de fuga em contato acidental com materiais aterrados (arvores), evita o desligamento por contato da rede com objetos estranhos (pipas, galhos, animais etc.).

2.2 REDES E CIRCUITOS DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Como já vimos, em sua maioria, as redes de distribuição de energia elétrica estão localizadas no perímetro urbano, levando a energia aos grandes centros e consumidores finais. Hoje em dia são utilizadas em sua maioria dois tipos de rede: rede convencional e rede convencional compacta. Esses trechos de redes, seja convencional ou compacta, são chamados de alimentadores.

Os alimentadores de distribuição são constituídos por um circuito principal denominado tronco do alimentador e por ramificações chamadas de ramais. Um cliente de grande porte, dependendo da importância da carga, pode ser ligado ao sistema através de um ou mais alimentadores, assim com dois ou mais alimentadores podem se encontrar para gerar diferentes opções para o fluxo de potência. Esses alimentadores podem tem diversas configurações e funções, e são construídos ou reconfigurados conforme a necessidade das empresas concessionárias e clientes.

2.2.1 Sistema de distribuição

Um sistema de distribuição de energia elétrica é composto por subestações abaixadoras, que transformam a tensão recebida pelas linhas de transmissão em valores adequados para distribuição, MT (média tensão – 11.9kV, 13.8kV, 22kV e 34.5kV), alimentadores de distribuição primários, transportam energia aos consumidores atendidos em MT e aos transformadores de distribuição, esses qual função é baixar a tensão primaria para níveis de baixa tensão BT, energizando os alimentadores de distribuição secundários que levam energia aos clientes atendidos em BT pelos transformadores de distribuição.

2.2.1.1 Sistema radial

O sistema de distribuição com topologia radial é caracterizado por um fluxo de corrente em um único sentido. Nesta configuração, a alimentação do sistema de distribuição sai da subestação através do tronco de alimentador e chega até os consumidores no final dos ramais, conforme mostrado na Figura1.

Figura 1 – Unifilar simplificado de um alimentador radial.

Conforme ilustrado na Figura1, este tipo de topologia não contempla encontro de alimentadores, ou seja, não existe a possibilidade de a carga de um alimentador ser fornecida por outro alimentador em uma condição de emergência.

Atualmente esta é a configuração mais utilizada na rede de distribuição, tendo em vista o menor custo de instalação (menor quantidade de condutores para atender a mesma quantidade de clientes). A grande desvantagem desta topologia é sua menor confiabilidade, pois se uma falta ocorrer no tronco do alimentador todos os clientes serão desligados.

Bettiol e Decker (2005), garante que alguns problemas técnicos existem devido a este tipo de operação, pois frequentemente os ramais apresentam quedas de tensão elevadas e estes geralmente estão localizados nos pontos mais distantes do ponto e “problemas de carregamentos críticos em determinados ramais ocorrem em pontos mais próximos à subestação de suprimento”.

Devido à existência de apenas um ponto de fornecimento de energia a solução para estes problemas técnicos “precisam ser necessariamente contornados através de reforços no sistema de distribuição e/ou instalação de reguladores de tensão ou compensação reativa adicional (bancos de capacitores)” (BETTIOL; DECKER, 2005).

2.2.1.2 Sistema radial com recurso

O princípio desta configuração é aumentar o número de alternativas de fornecimento para uma mesma carga. Neste caso diferentes alimentadores, que podem pertencer ao mesmo transformador de uma subestação ou transformadores diferentes de uma subestação ou de subestações diferentes. A quantidade e a origem dos encontros de alimentadores dependem da filosofia da empresa, dos estudos e do nível de confiabilidade desejado para o sistema.

Normalmente esta configuração é utilizada quando a rede de distribuição contempla grandes blocos de cargas ou cargas importantes, como hospitais, meios de comunicação, órgãos públicos, aeroportos, portos, grandes indústrias entre outros, em que a falta de energia pode gerar grandes prejuízos tanto econômicos quanto para a imagem da empresa de energia. Na Figura 2 é apresentado um diagrama unifilar simplificado ilustrando a topologia de um sistema radial com recurso.

Figura 2 – Unifilar simplificado de um alimentador radial com recurso.

Conforme ilustrado na Figura 2, a chave Normalmente Aberta (NA) representa uma seccionadora manual que pode ser operada, mudando seu estado para Normalmente Fechada (NF), em modo local. Isto significa que através deste recurso de chaveamento de encontro de alimentadores, tanto a Subestação (SE) A quanto a SE B podem suprir a carga uma da outra em caso de emergência. Este recurso operacional pode ser utilizado tanto no momento de uma manutenção na rede elétrica, como na ocorrência de uma falta em uma das SE’s ou nos alimentadores. Para evitar falta de energia aos consumidores por um longo período, normalmente as empresas isolam a parte afetada pela falta, e fecham a chave de encontro de alimentadores, garantindo assim a continuidade de serviço.

2.2.2 Fornecimento e qualidade de energia

A eletricidade como insumo da sociedade moderna possui sua qualidade mensurada e controlada como a de qualquer outro produto. Esta “qualidade de energia” está relacionada com as alterações que ocorrem no sistema elétrico e podem se manifestar na forma de desvio de frequência, problemas de tensão e anomalias nas formas de ondas das correntes, o que pode levar a falhas ou à operação inadequada de equipamentos. Para que a qualidade mínima da energia seja mensurada é necessário que requisitos sejam atendidos, baseados em padrões préestabelecidos pela ANELL no PRODIST.

No módulo 8 estão estabelecidos os procedimentos relativos à qualidade de energia elétrica, abordando os principais temas de qualidade do produto e qualidade do serviço prestado. Neste mesmo módulo é possível encontrar os indicadores de continuidade do serviço de distribuição de energia elétrica, pois através deste controle das interrupções, do cálculo e da divulgação destes indicadores é possível a ANEEL e aos consumidores avaliar a qualidade do serviço que está sendo prestado e também do desempenho do sistema elétrico (ANEEL, 2016, pg. 3).

Para manter a rede elétrica dentro dos padrões de qualidade, as empresas precisam investir em novas tecnologias como automação, mudança de estrutura de rede, troca de equipamentos e realizar estudos para sua implantação.

2.3 LÓGICA DE RECOMPOSIÇÃO AUTOMÁTICA

As concessionárias de energia elétrica possuem grande interesse em reduzir os seus índices de qualidade, DEC e FEC sob pressão da autoridade reguladora de comercialização de energia elétrica e para melhorar estes indicadores as empresas estão investindo em sistemas modernos de controle da rede de distribuição.

O mercado consumidor mundial está ansioso por novidades, por este motivo, a tecnologia evolui constantemente, buscando sempre abordagens criativas que permitam uma melhora nos recursos já implantados. Dentro da eletrônica existe um crescimento exponencial no consumo de dispositivos de proteção para sistemas elétricos, como os disjuntores, relés, chaves etc. (PAULINO, 2008).

A falta de atendimento de energia elétrica, a falta de qualidade com que ela é entregue ao usuário final, a demora em resolver problemas ou manutenções nas redes de distribuição tem se tornado cada vez mais frequente nas redes aéreas de distribuição de energia elétrica no país.

Com isso, devido à alta fiscalização por parte da ANEEL no que diz respeito aos indicadores de qualidade de fornecimento de energia elétrica e da qualidade do produto, conforme está previsto no módulo 8 do PRODIST, cada vez mais se torna necessário a busca por novas tecnologias.

“Pelo lado do serviço prestado, as concessionárias precisam de mais ferramentas para melhorar o atendimento. É inconveniente que ela necessite de um chamado do cliente para perceber uma falta de energia, que demore dias para ligar ou religar uma unidade” (MME, 2010, p. 26).

De acordo com o Ministério das Minas de Energia deve-se dar uma atenção especial às linhas de distribuição, pois “é no segmento da distribuição que os maiores esforços precisam ser concentrados” (MME, 2010, p.28).

Sendo assim, seriam as novas tecnologias cujo objetivo é garantir a continuidade de fornecimento de energia e do controle dos níveis de tensão de fornecimento a solução mais viável para a redução das altas multas que as concessionárias levam por ultrapassar o tempo estabelecidos pelas notas técnicas emitidas pela ANEEL.

Além de reduzir gastos desnecessários, nos casos de multas, as concessionárias também poderão localizar o ponto de falta de energia elétrica mais rápido do que o sistema atual, pois a lógica de recomposição automática são sistemas inteligentes que tem por objetivo interligar a rede de distribuição com equipamentos inteligentes que se comunicam com os operadores. Como consequência, haverá identificação fácil para os casos de emergência e em casos de recuperação do sistema, ao ser facilmente localizado não ocasionará prejuízos a concessionária e aos consumidores.

A qualidade do serviço está diretamente relacionada a operação e manutenção do sistema elétrico, segundo Pazzini (2016), estabelecendo níveis aceitáveis de interrupções, programadas ou não, as quais os consumidores estão sujeitos é um fator diretamente ligado ao gerenciamento do sistema elétrico, a qualificação profissional dos trabalhadores envolvidos nas tarefas diárias de uma empresa de energia elétrica e a existência de um canal eficiente de comunicação para os consumidores informar sobre eventuais defeitos e também serem comunicados da ocorrência de desligamentos programados.

Com isso, Nakaguishi e Hermes (2011), afirmam que as intervenções para consertos nas redes são muitos frequentes e muitas vezes causam muitos prejuízos a sociedade de maneira geral, como por exemplo os desligamentos não programados, estragos decorrentes da falta de energia, perdas de faturamento, a queima de aparelhos domésticos e equipamentos industriais, transtornos em hospitais e gastos elevados com manutenções e podas emergenciais e corretivas.

A implementação da lógica de recomposição automática proporciona maior confiabilidade no sistema, menores índices de DIC, FIC, DMIC para as concessionárias e grandes vantagens não só aos consumidores como também para a equipe de manutenção das companhias de fornecimento de energia elétrica, pois a identificação destes locais torna-se mais rápida e eficaz.

A forma mais simples de se implantar uma lógica de recomposição automática no sistema de distribuição é substituindo as chaves seccionadoras manuais instaladas em pontos na posição Normalmente Aberta (N/A), por religadores automáticos telecomandados. Através de uma lógica de programação, e comandos via um sistema SCADA, quando há existência de um defeito permanente no circuito alimentador, o religador N/A em conjunto com o religador na posição Normalmente Fechado (N/F), transfere as cargas do circuito afetado pelo defeito permanente para o circuito alternativo, assim reestabelecendo a energia aos clientes de forma mais rápida.

As manobras que originalmente teriam que serem executadas em campo com a presença de uma equipe qualificada, no qual considerando a logística de deslocamento da equipe poderia ser demorada, com a tecnologia da lógica de recomposição automática poderá ser realizada em segundos, sem a intervenção humana, assim garantindo um reestabelecimento seguro aos clientes, e menores impactos nos indicadores de continuidade das concessionárias de energia elétrica

Na figura 3, é exemplificado um sistema simples de logica de recomposição, já com religadores automáticos e telecomandados nos lugares de chaves seccionadoras manuais.

Figura 3 – Unifilar simplificado de um alimentador radial com recurso.

Conforme ilustrado na figura 3, os religadores automáticos telecomandados instalados no circuito no local das chaves seccionadoras manuais, por meio da lógica de recomposição, alteram seus estados originais, transferindo as cargas da S`E A para S`E B. Isto significa que através deste recurso de chaveamento de encontro d alimentadores, tanto a Subestação (SE) A quanto a SE B podem suprir a carga uma da outra em caso de emergência. Este recurso operacional pode ser utilizado tanto no momento de uma manutenção na rede elétrica, como na ocorrência de uma falta em uma das SE’s ou nos alimentadores.

2.3.1 Equipamentos do sistema

Existem diversos equipamentos que compõem uma rede de distribuição elétrica. Na arquitetura e na composição das linhas elétricas atuais estes equipamentos avançaram muito pouco desde a sua implantação.

Porém equipamentos inteligentes e de alta tecnologia estão disponíveis no mercado para melhorar o desempenho das empresas distribuidoras de energia e por consequência melhor atender seus clientes.

2.3.1.1 Religadores de redes automatizados

A aplicação dos religadores é bastante ampla e a grande maioria são utilizados em circuitos de distribuição das redes aéreas pois permitem que os defeitos transitórios sejam eliminados sem a necessidade de deslocamento de uma equipe de manutenção para percorrer o alimentador em falta FILHO, 2005).

Filho (2005), diz que “religadores automáticos são equipamentos de interrupção da corrente elétrica dotados de uma determinada capacidade de repetição em operações de abertura e fechamento de um circuito, durante a ocorrência de um defeito”.

De acordo com Silveira, Galvani e Souza (2011), religadores são utilizados para efetuar a proteção da saída dos alimentadores assim como para a proteção das linhas, ao longo do alimentador. Além disso, “quando uma unidade de proteção do religador é sensibilizada por uma corrente de defeito e depois de transcorrido o tempo especificado na sua curva característica de operação, o religador operará, e abrirá o circuito”.

Nas palavras de Prazeres (2012), “geralmente são instalados nas saídas dos alimentadores da rede de distribuição de 13,8kV e tem como princípio básico de funcionamento o ajuste de um relé de religamento para três religamentos de três segundos”.

No caso de um curto-circuito rápido em que haja a queda de um galho de árvore sobre os cabos de alta tensão de uma rede de distribuição e porventura esse galho venha depois a cair no chão, durante o intervalo de ajuste dos três religamentos e por consequência evita-se que este alimentador seja desligado, assim como também que seja solicitada a equipe de manutenção. Com isso, evita-se o desligamento da linha de distribuição e evita-se que consumidores de energia fiquem sem por um período maior (PRAZERES, 2012, pg. 13).

Por fim, os religadores automáticos possuem como finalidade realizar a interrupção de fornecimento de energia elétrica quaisquer que sejam as faltas e deve ser feito em tempo mínimo; realizar um teste do circuito para dar continuidade com a religação do mesmo e isolar o local em que foi verificado a falta permanente ou ainda proporcionar que outro equipamento faça a coordenação dele.

Religadores são equipamentos possuem a propriedade de automaticamente religar, sequencialmente, um número de vezes, restaurando a continuidade do circuito mediante faltas de natureza temporária (LEÃO et al., 2003, pg. 303).

2.3.1.2 Chave seccionadora

Chaves seccionadoras são equipamentos ativos na arquitetura das redes de distribuição, pois conforme afirmam os autores Silva, Pereira e Mantovani (2010) admitem controlar a interrupção do fornecimento de energia em casos de faltas permanentes, assim como para a execução de obras de expansão e para intervenções de manutenção preventiva em componentes da rede”

“Desta forma, a rede deve possuir um conjunto de chaves seccionalizadoras (automáticas ou manuais) para reconfiguração, interrompendo o fornecimento de energia para a menor quantidade de consumidores possível e remanejando alguns consumidores para os alimentadores vizinhos.” (SILVA; PEREIRA; MANTOVANI, 2010, p. 296)

Para a composição de uma rede inteligente faz-se o uso de chaves seccionadoras automáticas, que possuem mecanismos elétricos para sua abertura e fechamento.

2.3.2 Análise comparativa em uma rede de distribuição convencional e inteligente

O aumento constante de falhas no sistema de distribuição de energia elétrica do país faz com que a ampliação de exigências da ANEEL perante as concessionárias aumente cada vez mais.

A instalação de equipamentos inteligentes ao longo dos ramais alimentadores que saem das subestações permite o aumento da confiabilidade destas redes de distribuição. E como consequência as concessionárias identificam os locais em que houve quedas de energia com maior rapidez e eficiência, com isso deixam o menor tempo possível consumidores sem energia elétrica.

Por outro lado, informações pertinentes aos dados de DIC, FIC e DMIC são de grande importância tanto para a concessionária de energia elétrica quanto para os consumidores, uma vez que as distribuidoras de energia pagam compensações aos consumidores por não cumprirem os valores limítrofes estabelecidos pela ANEEL.

Sendo assim, no mercado existem vários fabricantes de equipamentos inteligentes voltados para a área de distribuição de energia e conforme as pesquisas realizadas nos sites destes nenhum deles específica o tipo de arquitetura que devem estar instaladas as linhas, se radial ou em anel.

2.3.3 Sistemas de comunicação, controle e software

Sistemas de aquisição de dados e controle de dispositivos vêm sendo desenvolvidos para diferentes áreas de atuação, tanto industriais como científicas.

SCADA é um acrônimo que é formado a partir das primeiras letras do termo Supervisory Control And Data Acquisition, em tradução livre, supervisão, controle e aquisição de dados.

A implantação de um sistema SCADA em alguns processos pode significar uma grande economia e ganho de eficiência. Em grandes sistemas, que podem ter centenas ou milhares de quilômetros, reduz-se e facilita o número de visitas de rotina pelas equipes de campo.

Os sistemas SCADA modernos estão sempre conectados a computadores de onde se pode fazer o controle do sistema mesmo sem a presença de um operador.

Na figura 4, será apresentado um modelo de logica de recomposição na tela de um sistema supervisório SCADA.

Figura 4 – SCADA, logica de recomposição automática entre alimentadores.

3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GERAL

Estudar e compreender a utilização de uma lógica de recomposição automática aplicada no sistema de distribuição de energia elétrica.

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conhecer o sistema de distribuição de energia elétrica;
Demonstrar o uso de equipamentos automatizados nas redes de distribuição;
Entender os ganhos com a implantação de um sistema automatizado de recomposição no sistema de distribuição de energia elétrica.

4 METODOLOGIA

Na busca pela obtenção dos resultados e das conclusões, foi realizada uma pesquisa bibliográfica e estudo da arte, pois teve-se foco em relembrar e reforçar os fundamentos históricos e teóricos, além de desenvolver uma análise mais precisa do caso em questão

Neste estudo foram abordadas as implantações de novos sistemas e equipamentos na rede de distribuição de energia elétrica, com o intuito de facilitar as operações dos Centros de Distribuição, diminuir os impactos das interrupções de energia elétrica no sistema, indicadores de continuidade e clientes.

5 RESULTADOS ESPERADOS

6 CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO

Quadro 1 – Cronograma de execução das atividades do Projeto e do Trabalho de Conclusão de Curso.

ATIVIDADES

2022

2023

JAN

FEV

MAR

ABR

MAI

JUN

JUL

AGO

SET

OUT

NOV

DEZ

Escolha do tema. Definição do problema de pesquisa

Definição dos objetivos, justificativa.

Definição da metodologia.

Pesquisa bibliográfica e elaboração da fundamentação teórica.

Entrega da primeira versão do projeto.

Entrega da versão final do projeto.

Revisão das referências para elaboração do TCC.

Elaboração do Capítulo 1.

Revisão e reestruturação do Capítulo 1 e elaboração do Capítulo 2.

Revisão e reestruturação dos Capítulos 1 e 2. Elaboração do Capítulo 3.

Elaboração das considerações finais. Revisão da Introdução.

Reestruturação e revisão de todo o texto. Verificação das referências utilizadas.

Elaboração de todos os elementos pré e pós-textuais.

Entrega da monografia.

Defesa da monografia.

7 CRONOGRAMA DE DESEMBOLSO

Quadro 2 – Cronograma de desembolso do Projeto e do Trabalho de Conclusão de Curso.

MATERIAL	QUANTIDADE	CUSTO UNITÁRIO	CUSTO TOTAL
Xerox
GPS
Lápis
Prancheta
Computador*
Combustível
Trena 50 metros*
Fita zebrada
Binóculo
Bússola
Facão
Alimentação
Lima
TOTAL DE GASTOS PREVISTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ANEEL (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA). Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no sistema elétrico nacional – PRODIST: Introdução. Brasília, 27 jan. 2016. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/aren2021956_2.pdf. Acesso em: 21 maio 2022.

ANEEL (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA). Procedimentos de

Distribuição de Energia Elétrica no sistema elétrico nacional – PRODIST: Módulo 3. Brasília, 27 jan. 2016. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/aren2021956_2_2.pdf. Acesso em: 21 maio 2022.

ANEEL (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA). Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no sistema elétrico nacional – PRODIST: Módulo 8. Brasília, 27 jan. 2016. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/aren2021956_prodist_modulo_8_v13.pdf. Acesso em: 21 maio 2022.

BETTIOL, Arlan; DECKER, Ricardo. Localização de Faltas em Linhas de Transmissão Usando Medição Fasorial Sincronizada. XVIII SNPTEE: Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Elétrica, Curitiba, 2005.

DAMÁSIO, Miguel. A importância dos sistemas elétricos de potência. [S. l.], 2019. Disponível em: https://eletrojr.com.br/2019/11/19/a-importancia-dos-sistemaseletricos-de-potencia/. Acesso em: 21 maio 2022.

ELETROBRAS (CENTRAIS ELÉTRICAS BRASILEIRAS). Como a energia elétrica é gerada no Brasil. [S. l.], 2012. Disponível em: http://www.eletrobras.com/elb/natrilhadaenergia/energiaeletrica/main.asp?View=%7B61D475A6-BBFC-41CE-98E3-2BA4FD90DB2F%7D. Acesso em: 20 maio 2022.

FILHO, João Mamede. Manual de Equipamentos Elétricos. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. Disponível em: https://docero.com.br/doc/c0s8xsv. Acesso em: 23 maio 2022.

FLORES, Pablo Humeres et al. Experiência da Eletrosul na Implantação de um centro de telecontrole de subestações de transmissão. XV SNPTEE: Seminário Nacional de Produção e Transmissão de Energia Elétrica, Foz do Iguaçu, 1999. Disponível em: https://www.cgti.org.br/publicacoes/wpcontent/uploads/2015/12/EXPERI%C3%8ANCIA-DA-ELETROSUL-NA-IMPLANTA%C3%87%C3%83O-DE-UM-CENTRO-DE-TELECONTROLE-DESUBESTA%C3%87%C3%95ES-DE-TRANSMISS%C3%83O..pdf. Acesso em: 21 maio 2022.

FRASÃO, Lucas; BARRA, Mária; MENICONI, Tadeu. Entenda como a geração de energia elétrica afeta o meio ambiente. [S. l.], 26 mar. 2011. Disponível em:https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2011/03/entenda-como-geracao-deenergia-eletrica-afeta-o-meio-ambiente.html. Acesso em: 20 maio 2022.

LEÃO, Ruth. GTD: Geração, transmissão e distribuição de energia elétrica. Ceará, 2009. Disponível em: https://www.yumpu.com/en/document/read/54276386/gtdgeracao-transmissao-e-distribuicao-de-energia-eletrica. Acesso em: 21 maio 2022.

LEÃO, Ruth et al. Avaliação do compromisso no uso de religadores em alimentadores com cargas sensíveis. V SBQEE: Seminário Brasileiro sobre Qualidade da Energia Elétrica, Aracaju, v. V, 2003. Disponível em: https://www.cgti.org.br/publicacoes/wpcontent/uploads/2016/03/AVALIAC%CC%A7A%CC%83O-DO-COMPROMISSO-NOUSO-DE-RELIGADORES-EM-ALIMENTADORES-COM-CARGASSENSI%CC%81VEIS.pdf. Acesso em: 24 maio 2022.

MME (MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA) (Brasil). Portaria nº. 440, de 15 de abril de 2010. O Ministro de Estado de Minas e Energia, no uso da atribuição que lhe confere o art. 87, parágrafo único, inciso IV, da Constituição, resolve:. Portaria nº. 440, de 15 de abril de 2010, Brasília, 15 abr. 2010. Disponível em: http://antigo.mme.gov.br/documents/72128/268749/Portaria+440+de+15-042010+Publicado+no+DOU+de+16-04-2010.pdf/bef010ba-f3a2-2e51-35c6242107d551ed. Acesso em: 21 maio 2022.

MOURA, Carlos Jeferson da Silva. Estudo para implantação de um sistema de recomposição automática para a rede de distribuição do Campus do PICI. 2010. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Universidade do Ceará, Fortaleza, 2010. Disponível em: http://www.dee.ufc.br/anexos/TCCs/2010.2/CARLOS%20JEFERSON%20DA%20SIL VA%20MOURA.pdf. Acesso em: 31 maio 2022.

NAKAGUISHI, Marcos Issao; HERMES, Paulo Diego. Estudo comparativo técnico/financeiro para implantação de redes de distribuição subterrânea. 2011. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2011. Disponível em: http://www.eletrica.ufpr.br/ufpr2/tccs/199.pdf. Acesso em: 21 maio 2022.

PAULINO, Marcelo. Aspectos da Implementação e Validação de sistemas Baseados na IEC 61850, Anais do SBSE 2008 – Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos 2008. Belo Horizonte-MG, 2008. Disponível em: https://docplayer.com.br/18563250-Teste-de-ieds-baseados-na-iec-61850.html. Acesso em: 21 maio 2022.

PAZZINI, Luiz Henrique Alves. Fornecimento de energia elétrica. [S. l.], 2016. Disponível em: https://docplayer.com.br/3042421-Fornecimento-de-energia-eletricaintroducao.html. Acesso em: 21 maio 2022.

PRAZERES, Romildo. Subestação Elétrica. 2012. Apostila da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Disponível em: http://pessoal.utfpr.edu.br/romildop/arquivos/Subestacao_Eletrica_apostila.PDF. Acesso em: 19 maio 2022.

SILVA, Luis Gustavo; PEREIRA, Rodrigo; MANTOVANI, José Sanches. Alocação otimizada de dispositivos de controle e proteção em redes de distribuição. Revista Controle & Automação, [s. l.], v. 21, 2010. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ca/a/cyBRQ6R443fxtWPB9v48zXg/?format=pdf&lang=pt. Acesso em: 21 maio 2022.

SILVEIRA, Francisco et al. Coordenação entre religador e seccionalizador em redes de distribuição. Exacta, Belo Horizonte, v. 4, n. 3, dex. 2011. Disponível em: http://revistas.unibh.br/index.php/dcet/article/viewFile/707/410. Acesso em: 19 maio 2022.