A qualidade de energia elétrica é essencial para garantir o funcionamento eficiente e seguro de sistemas elétricos, evitando interrupções e danos aos equipamentos. Monitorar e manter essa qualidade é fundamental para a produtividade e sustentabilidade das operações industriais, assegurando um fornecimento estável e confiável de energia.

Em indústrias e estabelecimentos comerciais de grande porte, o oferecimento de energia elétrica é imprescindível para o funcionamento dos equipamentos, bem como para o fluxo contínuo das dinâmicas produtivas.

Mas você já parou para pensar como seria se o oferecimento de energia fosse interrompido sem qualquer tipo de notificação prévia? Sem dúvidas, sua empresa poderia ter sérios prejuízos, seja pela redução da produtividade ou mesmo pela possível danificação das máquinas.

Para que situações como esta não aconteçam, é importante que a medição da qualidade de energia elétrica seja feita regularmente.

Entender e monitorar a qualidade de energia elétrica é fundamental para a eficiência operacional e a longevidade dos equipamentos. Quer saber mais sobre como isso impacta diretamente o seu negócio? Continue lendo para descobrir.

O que é a qualidade de energia elétrica?

Cada aparelho demanda uma quantidade específica de energia para poder operar, e a qualidade de energia elétrica corresponde justamente à energia necessária para alimentar máquinas e equipamentos sem que seu funcionamento seja interrompido.

O sistema elétrico ideal é aquele que é capaz de fornecer energia sem grandes variações de amplitude.

Isso porque, quanto menor for a variação entre altos e baixos de potência elétrica, maior será a estabilidade de funcionamento daqueles equipamentos que dependem da fonte de energia em questão. E por conta disso, menor será a chance de o mesmo apresentar falhas em seu funcionamento.

Por meio da medição de energia é possível detectar o nível de distorção harmônica, os desequilíbrios da corrente elétrica e na tensão, e as variações de frequência do sistema. Esses parâmetros têm limites mínimos e máximos de variação estabelecidos pelas normas de segurança.

Quais são os principais problemas de qualidade de energia?

Variações de tensão

As variações de tensão, incluindo picos e quedas, são um dos distúrbios mais comuns de qualidade de energia. Essas variações podem ocorrer devido a flutuações na demanda de energia, como o acionamento de grandes motores ou desligamento de cargas pesadas. Outra causa comum é a falta de manutenção adequada dos equipamentos de distribuição elétrica, como transformadores e linhas de transmissão.

Flutuações de frequência

Flutuações de frequência afetam a estabilidade da rede elétrica e podem ser causadas por desequilíbrios entre a geração e o consumo de energia. Esse desequilíbrio ocorre quando a quantidade de energia gerada não corresponde à demanda dos consumidores, o que pode acontecer durante períodos de alta demanda ou falhas em usinas geradoras. 

Equipamentos de grande porte, que são conectados ou desconectados repentinamente, também podem contribuir para essas flutuações.

Harmônicas

As harmônicas são distorções na forma de onda de tensão ou corrente, frequentemente geradas por dispositivos eletrônicos modernos. 

Equipamentos como computadores, inversores de frequência e fontes de alimentação chaveadas consomem energia de maneira não linear, introduzindo essas distorções na rede elétrica. 

As harmônicas podem causar aquecimento excessivo, mau funcionamento de equipamentos e reduzir a eficiência energética geral do sistema.

Transientes

Os transientes são picos de alta tensão de curta duração que podem danificar equipamentos sensíveis. Eles são frequentemente causados por eventos como raios, operações de comutação na rede elétrica ou falhas de equipamentos. 

Transientes podem resultar em falhas instantâneas de componentes eletrônicos ou reduzir a vida útil dos equipamentos devido ao estresse elétrico repetido.

Ruído elétrico

O ruído elétrico é uma interferência indesejada na rede elétrica que pode distorcer sinais de comunicação e causar mau funcionamento de equipamentos. As causas comuns incluem motores elétricos, soldagem elétrica e equipamentos de alta frequência. 

Esse ruído pode se propagar pela rede elétrica e afetar sistemas de controle e comunicação sensíveis, levando a erros e falhas de operação.

Flicker

O flicker é uma variação rápida e repetitiva da tensão que pode causar a cintilação das luzes e desconforto visual. Geralmente, é causado por cargas que variam rapidamente, como fornos de arco elétrico e máquinas de solda. 

Essas variações podem ser perceptíveis e irritantes, além de causar estresse adicional em componentes elétricos e eletrônicos, reduzindo sua vida útil.

Leia também: Bloqueio e etiquetagem elétrica: o que é e para que serve?

Quais são os impactos da má qualidade da energia?

Danos em equipamentos eletrônicos

A má qualidade da energia pode causar sérios danos aos equipamentos eletrônicos. Distúrbios como picos de tensão, harmônicas e transientes podem resultar em falhas instantâneas de componentes sensíveis, como microprocessadores e circuitos integrados. 

Além disso, a exposição contínua a esses distúrbios pode reduzir a vida útil dos equipamentos, aumentando a necessidade de manutenção e substituição.

Perdas financeiras

Os problemas de qualidade de energia elétrica podem levar a perdas financeiras significativas para as empresas. Danos aos equipamentos resultam em custos de reparo e substituição, enquanto interrupções na produção podem causar atrasos e reduzir a produtividade. 

Ainda, o consumo ineficiente de energia devido a distúrbios elétricos pode aumentar os custos operacionais. Empresas que dependem de processos contínuos, como manufatura e tecnologia, são particularmente vulneráveis a essas perdas.

Interrupções no processo produtivo

Interrupções no processo produtivo são um dos impactos mais imediatos e visíveis da má qualidade da energia. Para empresas que operam com prazos apertados e altos níveis de automação, essas interrupções podem ter um efeito dominó, afetando toda a cadeia de produção e entrega.

Como medir a qualidade de energia elétrica?

Analisadores de qualidade de energia

Os analisadores de qualidade de energia são dispositivos especializados que medem diversos parâmetros elétricos. Esses equipamentos fornecem dados detalhados sobre a condição da energia em tempo real, ajudando a identificar e corrigir problemas rapidamente.

Osciloscópios

Os osciloscópios são instrumentos utilizados para observar a forma de onda da tensão e corrente elétrica. Com essa ferramenta, é possível analisar a integridade das formas de onda e detectar a presença de harmônicas e transientes.

Registradores de dados

Registradores de dados são dispositivos que monitoram e gravam parâmetros elétricos ao longo do tempo. Esses registradores ajudam a analisar eventos periódicos e intermitentes que podem afetar a estabilidade do sistema elétrico.

Multímetros digitais

Multímetros digitais são ferramentas versáteis que podem medir tensão, corrente e resistência, além de alguns modelos avançados que também medem harmônicas e frequências. Embora não sejam tão detalhados quanto os analisadores de qualidade de energia, os multímetros são úteis para diagnósticos rápidos e verificações de rotina.

Leia também: Como usar o multímetro: passo a passo

Quais as normas técnicas para a qualidade da energia elétrica?

  • IEEE 519: define os limites de harmônicas na corrente e na tensão, visando minimizar os impactos adversos das distorções harmônicas em sistemas elétricos;
  • IEC 61000-4-30: estabelece os métodos de medição e interpretação de resultados de qualidade de energia elétrica, incluindo parâmetros como tensão, frequência e harmônicas;
  • NBR 16149: norma brasileira que especifica os requisitos para a qualidade da energia em redes de distribuição, abrangendo aspectos como variações de tensão e interrupções;
  • NBR 5410: trata da instalação de baixa tensão e incluem diretrizes para garantir a segurança e a eficiência dos sistemas elétricos, contribuindo para a qualidade da energia.

Como melhorar a qualidade da energia elétrica?

  • Instalar filtros de harmônicas: reduzem as distorções harmônicas causadas por equipamentos eletrônicos, melhorando a qualidade da forma de onda da tensão e da corrente;
  • Utilizar estabilizadores de tensão: mantêm a tensão nos limites aceitáveis, evitando picos e quedas que podem danificar os equipamentos;
  • Implementar sistemas de energia ininterrupta (UPS): fornecem energia temporária durante interrupções, protegendo equipamentos sensíveis contra falhas de energia;
  • Realizar manutenção preventiva regular: verificar e manter em bom estado os transformadores, linhas de transmissão e outros componentes do sistema elétrico;
  • Monitorar a qualidade da energia continuamente: utilizar sistemas de monitoramento para identificar e corrigir problemas de qualidade de energia em tempo real;
  • Balancear cargas elétricas: distribuir a carga de maneira equilibrada entre as fases do sistema elétrico para evitar sobrecargas e variações de tensão;
  • Utilizar compensadores estáticos de reativos (SVC): melhoram o fator de potência e a estabilidade da tensão, reduzindo perdas de energia e melhorando a eficiência do sistema.
  • Educar e treinar a equipe técnica: garantir que todos estejam cientes das melhores práticas para a manutenção e operação dos sistemas elétricos, contribuindo para a melhoria contínua da qualidade da energia.

Garantir uma energia elétrica de qualidade é vital para o desempenho eficiente e seguro das operações industriais. Ao adotar medidas proativas e seguir normas técnicas, empresas podem evitar problemas significativos, assegurando a longevidade dos equipamentos e a estabilidade dos processos produtivos. A atenção contínua à qualidade da energia é essencial para manter a competitividade e a eficiência no mercado.

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