Baixe Afundamentos de Tensão e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! 1 1 Acadêmicos do curso de engenharia Elétrica ênfase eletrotécnica FEELT, UFU, Av. João Naves de Ávila, s/n., Uberlândia-MG, CEP: 38400-902, lourenco@uai.com.br e gabrielmvp@terra.com.br 2 Orientador, samesima@ufu.br AFUNDAMENTOS DE TENSÃO (VOLTAGE SAGS) E SEUS EFEITOS NOS COMPONENTES DO SISTEMA ELÉTRICO TÚLIO CAMPOS LOURENÇO1, GABRIEL MARQUES VIDAL PEREIRA1, MILTON ITSUO SAMESIMA2 RESUMO A qualidade da energia elétrica vem surgindo como uma das principais áreas da Engenharia Elétrica e sistemas de potência. A razão predominante para tal surgimento é o aumento da sensibilidade de equipamentos e componentes no sistema elétrico, bem como suas progressivas utilizações. Estas consecutivas alterações e ampliações no setor elétrico, devido à expansão do consumo e desenvolvimento tecnológico, despertam a necessidade de se conhecer bem os fenômenos que afetam a qualidade da energia elétrica, bem como possíveis soluções para minimizá-los, colaborando no desenvolvimento de normas, limites e procedimentos adequados ao setor elétrico nacional. Dentre diversos fenômenos que contribuem para perda de qualidade no suprimento elétrico, os Afundamentos Momentâneos de Tensão (AMDT), ou Voltage Sags, merecem posição de destaque, tendo em vista que são as causas mais importantes das paradas de produção e perdas de produtividade em processos industriais. Sua causa está intimamente relacionada à curto-circuitos ocorridos em pontos de fornecimento de energia. O objetivo do trabalho é caracterizar e definir o fenômeno; discutir os efeitos dos Sags em componentes do sistema elétrico como lâmpadas de vapor de mercúrio e sódio, CLPs e contatores; traçar suas respectivas curvas de suportabilidade; apresentar alternativas para mitigação do fenômeno e conclusões gerais sobre a investigação. Uma ferramenta fundamental no desenvolvimento deste estudo foi a curva de suportabilidade dos componentes ensaiados, feitas a partir da aplicação dos Sags de diversas magnitudes e durações (e até diferentes ângulos de inicio de aplicação do fenômeno). As curvas permitem estimar o número de vezes que variações rápidas de tensão possam eventualmente comprometer o funcionamento do equipamento em questão. 2 Nota-se a relevância de estudos de fenômenos que envolvem a qualidade da energia elétrica distribuída pelas concessionárias, visto que processos industriais e comerciais são extremamente dependentes deste tipo de energia para haver um contínuo progresso e desenvolvimento sem prejuízos. Pesquisas variadas no sentido de minimizar o problema dos Sags mostram formas de mitigação do fenômeno, como por exemplo: mudança da topologia das redes de distribuição; a inserção de equipamentos para compensar a variação de tensão; ou até alterações das características de projeto do equipamento sujeito ao Sag. Palavras-chave: Afundamentos de Tensão (Voltage Sags), curvas de suportabilidade, mitigação. ABSTRACT Electric power quality has emerged as a major area of electric power engineering. The predominant reason for this emergence is the increase in sensitivity of equipment, as well as its advancing utilization. These consecutive modification and amplification on electric areas, due to the consume expansion and the technological development, bring out the necessity of studying phenomenon that affect the power quality, and presenting possible ways of mitigation, co-operating to the development of suitable rules, patterns, limits and proceedings for the national electric sector. Among several phenomenons that contribute to the loss of power quality, the Voltage Sags require eminence position, once they are the most important causes of industrial ceases and loss of productivity involving industrial processes in general. Its cause is related to short-circuits that occur in different places of the energy supply. The purpose of this paper is to describe and define the phenomenon, discuss the effects of the Sags on elements of the electric system, like mercury and sodium steam lamps, PLCs and contactors; plot theirs sensitivity curves; present ways of mitigation and bring out general conclusions about the whole investigation. An essential tool used during the development of this paper was the sensitivity curves of the elements experimented, plotted from the appliance of the Sags in different voltage percentage and duration (even different angles or points on wave of sag initiation). The curves allow the estimation of the number of fast voltage variations that can casually compromise the correct operation of the equipment studied. It is conspicuous the relevance of these studies concerning the power quality distributed by the concessionaires, since industrial and commercial processes are extremely 5 • o aumento do interesse e atenção aos problemas de Qualidade da Energia pelos consumidores, visto que os usuários estão melhor informados e mais exigentes quanto aos seus direitos e deveres; • o inter-relacionamento entre a qualidade da energia e a operação dos sistemas Elétricos em função do aumento das interligações entre as áreas elétricas, fazendo com que a falha ou a deterioração devida a algum elemento possa trazer conseqüências mais abrangentes. Diante do exposto, vislumbra-se que o tema “Qualidade da Energia Elétrica”, passa a exigir uma ação integrada das partes envolvidas, ou seja, concessionárias, consumidores e fabricantes de equipamentos eletro- eletrônicos que, na maioria das vezes, assessorados por instituições de ensino e pesquisa, desenvolvem estudos objetivando conhecer os perfis operacionais dos equipamentos e conseqüente mitigação dos efeitos de um suprimento elétrico inadequado [1]. Estes trabalhos são ainda acompanhados com grande interesse pelos órgãos reguladores e fiscalizadores, como o Operador Nacional do Sistema (ONS) [12] e a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), com o intuito de assegurar ou melhorar os padrões de qualidade requeridos ao bom funcionamento do sistema elétrico atual. Dentre os fenômenos que contribuem para a perda de qualidade de um determinado suprimento elétrico, aqueles associados às variações dos valores RMS das tensões ocupam posição de destaque. Em particular, os afundamentos de tensão destacam-se como as mais significantes formas com que tais alterações se manifestam nas redes elétricas. Tal destaque se justifica pelo fato de que os afundamentos de tensão, quer sejam eles de curta ou longa duração, são os que mais notadamente se fazem presentes na operação dos complexos elétricos. 1.2 – Fundamentação teórica – Afundamentos de tensão Embora haja um entendimento generalizado de que um afundamento de tensão é uma redução do valor eficaz da tensão por um período de curta duração, seguido de sua restauração, há divergências nas normas quanto á metodologia para sua quantificação. Portanto, define-se assim “afundamento de tensão” a título de ilustração, segundo as referências a seguir da seguinte forma: a) Segundo o IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering): A norma IEEE Std 1159-1995 [15] define afundamento de tensão como “um 6 decréscimo entre 0,1 e 0,9 pu do valor eficaz da tensão nominal, com duração entre 0,5 ciclo e 1 minuto”. Segundo esta norma um afundamento de tensão com intensidade menor do que 0,1 pu é considerado interrupção. b) Segundo a IEC (International Eletrotechnical Commission): A norma IEC define afundamento de tensão (nesta norma, denominado de “dip” ou “voltage dip”) como: “uma redução súbita da tensão de um ponto do sistema elétrico, seguido de seu restabelecimento após um curto período de tempo, de 0,5 ciclos a uns poucos segundos” c) Segundo o ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico): No Brasil, nos procedimentos de rede elaborado pelo ONS [13], item Padrões de Desempenho da Rede Básica, Submódulo 2.2, dentre os indicadores de avaliação da qualidade da energia elétrica, definem-se as Variações de Tensão de Curta Duração (VTCD), englobando os fenômenos de Interrupção, Afundamento e Elevação de Tensão. De acordo com esses procedimentos, entende-se por variação de tensão de curta duração: “um desvio significativo da amplitude da tensão por um curto intervalo de tempo”. A natureza, a magnitude e a duração, principais características de um afundamento de tensão, são parâmetros importantes a serem considerados. Outro parâmetro relevante para determinar os impactos dos afundamentos é a sua freqüência de ocorrência, que corresponde à quantidade de vezes que cada combinação dos parâmetros, duração e amplitude ocorre em determinado período de tempo, ao longo do qual um barramento tenha sido monitorado (três meses, um ano, etc.). Figura 1 - Exemplo de Afundamento de Tensão característico de um curto-circuto em um alimentador do circuito elétrico Um afundamento temporário de tensão atinge de forma danosa e prejudicial principalmente as indústrias. Estas trabalham intensamente e impreterivelmente com processos de produção dependentes entre si. Os processos utilizam-se de máquinas que cada vez mais se modernizam através da utilização de microprocessadores, ou eletrônica de potência. Um sag pode levar um equipamento ao funcionamento inadequado de forma a fazer com que a produção perca a validade por supostos 7 defeitos surgidos nos produtos, ou em algumas partes do processo. Existem duas possibilidades de ocorrências de prejuízos para uma indústria. Uma delas acontece quando o equipamento analisado durante o sag não chega a interromper o funcionamento, mas apenas modifica seu funcionamento (perda de sincronismo, perda de torque, queda de velocidade, etc). A segunda possibilidade ocorre quando o equipamento atingido perde o funcionamento interrompendo o processo de produção. Não se pode afirmar qual das duas possibilidades implica em maiores prejuízos para a indústria. Este tipo de análise e resultado está intensamente ligado com o tipo de processo da indústria. Para algumas, a interrupção será a pior hipótese, já para outras o pior caso será quando não há interrupção, porém a produção durante o sag é inteiramente não aproveitada, ocorrendo assim a perda de material. Outro parâmetro relevante para determinar os impactos dos afundamentos é a sua freqüência de ocorrência, que corresponde à quantidade de vezes que cada combinação dos parâmetros, duração e amplitude ocorre em determinado período de tempo, ao longo do qual um barramento tenha sido monitorado (três meses, um ano, etc.). O interesse no estudo deste fenômeno reside principalmente nos problemas que podem causar em vários tipos de equipamentos, tais como: ASD´S, CLP´s, lâmpadas de descarga, contatores, etc., cargas estas bastante sensíveis a estas variações de tensão. 1.3 – Possíveis causas dos Afundamentos de Tensão A principal causa de afundamento de tensão é o curto-circuito em qualquer ponto de fornecimento de energia. O curto- circuito provoca uma grande elevação da corrente, e esta, por sua vez, ocasiona grandes quedas de tensão nas impedâncias do sistema. Curto-circuitos são ocorrências inevitáveis nos sistemas elétricos. Suas causas são diversas, mas basicamente envolvem um rompimento do dielétrico que deveriam ser isoladas entre si e que, em condições normais, estão em potenciais diferentes. Muitos curto-circuitos são causados por sobretensões que solicitam a isolação além de sua capacidade, e uma causa importante dessas sobretensões são as descargas atmosféricas. Mas a isolação pode também ser degradada, danificada ou simplesmente anulada por outros agentes climáticos (vento, neve, névoa salina, etc.), pelo impacto ou contato de animais, de veículos, de equipamentos de escavação, 10 trifásica. Para cargas monofásicas o arranjo pode ser considerado o mesmo tendo em vista que não haverá mais alimentação por três fios e sim uma fase (da fonte) e o neutro. Figura 3 - Diagrama de blocos do arranjo utilizado em ensaios de laboratório para análise de desempenho do VSI- PWM senoidal Utilizam-se as ponteiras de corrente e tensão para obter as formas de onde da tensão e corrente quando se julgar necessário. Os sinais obtidos pelo osciloscópio foram armazenados no microcomputador e puderam ser manipulados através do programa “Wavestar”. 4. EQUIPAMENTOS ENSAIADOS 4.1 – Lâmpadas de Vapor (descarga) 4.1.1- Funcionamento A luz é produzida por uma descarga elétrica criada entre dois eletrodos no seio de um gás numa ampola de quartzo. Todas estas lâmpadas necessitam, portanto, de um reator para limitar a corrente no arco. O espectro de emissão e o IRC dependem da composição do gás e melhoram com o aumento da pressão. Várias tecnologias têm sido então, desenvolvidas para diversas aplicações. 4.1.2- Tipos de Lâmpadas adotadas nos ensaios • Lâmpada de Vapor de Mercúrio A lâmpada de vapor de mercúrio consta de um tubo de descarga feito de quartzo, para suportar elevadas temperaturas, tendo, em cada extremidade um eletrodo principal, constituído por uma espiral de tungstênio recoberta com material emissor de elétrons. Figura 4 – Esquema de uma Lâmpada de Vapor de Mercúrio Junto a um dos eletrodos principais existe um eletrodo auxiliar, ou de partida, ligado em série com um resistor de partida, externo ao tubo de arco. O meio interno 11 contém um gás inerte (argônio), que facilita a formação da descarga inicial, e gotas de mercúrio que serão vaporizadas durante o período de aquecimento da lâmpada. Quando uma tensão elétrica, de valor adequado, é aplicada à lâmpada, cria- se um campo elétrico entre o eletrodo auxiliar e o principal, adjacente. Forma-se um arco elétrico entre eles provocando o aquecimento dos óxidos emissores, a ionização do gás e a formação de vapor de mercúrio. Depois que o meio interno tornou-se ionizado, a impedância elétrica do circuito principal (entre os dois eletrodos principais) torna-se reduzida e, como a do circuito de partida é elevada (devido a presença do resistor), este torna- se praticamente inativo, passando a descarga elétrica a ocorrer entre os eletrodos principais. O período de ignição te a duração de alguns segundos. A operação eficiente da lâmpada requer a manutenção de uma alta temperatura no tubo de descarga, o qual é, por essa razão, encerrado em outro bulbo de vidro, reduzindo-se, assim, as perdas de calor para o exterior. Entre os dois bulbos, introduz-se nitrogênio à pressão de meia atmosfera [4]. Se a lâmpada é apagada, o mercúrio não pode ser reionizado até que a temperatura do arco seja diminuída suficientemente. Isso leva de 3 a 10 min, dependendo das condições externas e da potência da lâmpada. A seguir, o tubo reacende, repetindo-se o ciclo de aquecimento. Esse tipo de lâmpada deve, pois, ser empregado somente em locais onde a iluminação funcione várias horas seguidas. As lâmpadas de vapor de mercúrio emitem uma luz de cor azulada característica e suas aplicações são em estacionamentos, hipermercados, armazéns e etc. • Lâmpada de Vapor de Sódio A pressão do vapor dentro do tubo de arco desempenha um papel importante. Com pressão muito baixa haverá poucos átomos de sódio na descarga que se deseja excitar, ao passo que, para pressões demasiadamente elevadas, grande parte da radiação da ressonância do átomo de sódio se perde, por auto-absorção na própria descarga. Sua composição espectral, sendo que quase monocromática (luz amarela), distorce as cores, impedindo seu uso em iluminação interior. Devido a sua alta eficiência luminosa, são particularmente aplicáveis na iluminação de ruas com pouco tráfego de pedestres, túneis e auto- estradas [4]. 12 4.1.3- Esquema de montagem do ensaio A figura a seguir mostra um diagrama de blocos que representa o esquema de montagem do ensaio feito em laboratório para análise do desempenho das lâmpadas. Figura 5 - Diagrama de blocos do arranjo utilizado em ensaios de laboratório para análise de desempenho das lâmpadas 4.1.4- Procedimento adotado para o ensaio Primeiramente, alimenta-se a lâmpada através da fonte com sua tensão nominal sem qualquer distúrbio e espera-se aproximadamente 30 min para a lâmpada entrar em regime permanente, de acordo com as normas do IEEE. Com a lâmpada em regime, obtém-se através do osciloscópio digital as formas de onda da tensão e da corrente da lâmpada. Em seqüência iniciam-se os testes aplicando afundamentos de tensão de diversas magnitudes e durações. Fixando um tempo (duração do afundamento) aplicam-se sucessivos afundamentos diminuindo a magnitude do mesmo até observarmos que a lâmpada se apaga. Entre os afundamentos espero-se a lâmpada entrar em regime para aplicarmos o afundamento seguinte, sendo que quando a lâmpada apaga, o tempo para entrar em regime é maior. 4.2 – Controlador Lógico Programável 4.2.1- Funcionamento Um controlador lógico programável é um equipamento eletromecânico com dispositivos sólidos destinado a obter uma performance sobre um funcionamento lógico previamente estabelecido, ou seja, com decisões e ações previsíveis que determinam o funcionamento de equipamentos através de releamento. A aparência de um CLP é bastante similar a um microcomputador, vide figura 6 [6]. Basicamente, ele é uma união de vários elementos digitais lógicos designados para tomar decisões lógicas, a partir de dados de entrada, e então destinar os dados de saída para a continuidade do processo de produção. PLC’s são utilizados para controle e operação de 15 trifásico, por exemplo). Os contatos principais são destinados ao controle remoto citado, podendo ser acoplados a chaves ON/OFF, para desligar a carga da rede (desatracar os contatos). A bobina de controle é o elemento responsável pelo atracamento ou desatracamento do contator, ou seja, quando alimentada normalmente, a bobina atraca seus contatos e a carga (motor) é alimentada pela rede de fornecimento; quando o bobina de controle tem sua tensão interrompida, os contatos são desatracados e a rede (trifásica, do exemplo) não mais está agregada à carga (motor trifásico). É importante ressaltar que a bobina de controle funciona apenas como um comando de chave, portanto, sua tensão e corrente de alimentação são de magnitudes inferiores às que circulam no circuito dos contatos principais (que alimentam a carga ou circuito). Percebe-se, então, que os contatores são projetados para controlar e conseqüentemente desconectar uma carga ou circuito quando a tensão de controle (da bobina de controle) é intencionalmente interrompida. Entretanto, na ocorrência de um afundamento de tensão no sistema que alimenta a bobina de controle, o contator passa a operar inadequadamente. A suportabilidade dos contatores à tensão aplicada em seu controle é, portanto, um fator determinante em processos industriais. Desta forma, a investigação do comportamento de contatores submetidos à fenômenos de afundamentos de tensão se faz extremamente importante. 4.3.2- Esquema de Montagem do Ensaio O esquema de montagem do ensaio dos contatores é o mesmo esquema do item 4.1.3, Fig 5 (esquema utilizado para representar a montagem do ensaio com as lâmpadas). 4.3.3- Procedimento adotado para o ensaio A referência [19] fornece resultados de testes, nos quais foi investigada a ação de outro parâmetro que influencia a resposta de contatores aos afundamentos. A magnitude e duração do sag são fundamentais na investigação, entretanto, o ângulo de fase da onda de tensão em que o sag se inicia se mostrou essencial para entender o comportamento dos contatores. No estudo, verificou-se que para sags de curta duração, os contatores são mais sensíveis (desatracam mais facilmente) quando o afundamento inicia no ponto de 90º da onda. Já para sags de longa duração, os contatores são mais sensíveis a afundamentos que se iniciam no ponto de 0º da onda. Caso os afundamentos forem aplicados sem considerar a fase de inicio, 16 obter-se-á uma enorme quantidade de curvas de suportabilidade, uma vez que o contator responde diferentemente à cada ângulo de inicio do sag. Baseando-se neste raciocínio, ensaiaram-se dois contatores de marcas diferentes, considerando o parâmetro “ângulo de fase de início do afundamento”. O ângulo de 90º foi o de início de afundamentos para todos os distúrbios aplicados, uma vez que ele representa o pior caso (no qual o contator é mais sensível), ou seja, estudando para tal caso, todos os outros possíveis são previsíveis. Para a longa duração o ângulo 0º pode até ser mais preciso, mas os resultados diferem do ângulo de 90º de apenas 3% de tensão, o que representa uma diferença irrisória neste estudo. O método para realização do ensaio efetiva-se seguindo os passos: Aplicando-se tensão nominal (no caso 220 Volts, 60 Hz) à bobina de controle (contatos atracados), aplicou-se o distúrbio, iniciando-se com 0% da tensão nominal com um tempo inicial de 0,1 ciclo e ângulo de 90º da onda. Como a fonte geradora de distúrbios, neste ensaio, não dispunha da função de seleção do ponto da onda de início do afundamento, conseguiu- se os 90º realizando-se diversas tentativas até se obter o ponto desejado, observando a forma de onda no osciloscópio digital.Verificou-se, então, se houve o desatracamento dos contatos. Casos em que isto não aconteceu, o tempo foi aumentado em poucos ciclos até verificar o desatracamento. O próximo passo foi obter outro ponto de desatracamento, aumentando-se agora, a tensão (% V nominal) e partindo de 0,1 ciclo e 90º de ângulo da onda de inicio do afundamento, até os contatos desatracarem novamente. Fez-se deste modo até 25 ciclos, uma vez que para tempo superior a resposta não seria diferente. Elaborou-se a curva de suportabilidade de cada contator, em um gráfico Tensão Aplicada x Tempo de Duração. 5. RESULTADOS 5.1- Lâmpadas de Vapor (descarga) 5.1.1- Lâmpada de Vapor de Mercúrio 80 Watts • Forma de onda da tensão (preto) e corrente(azul) em regime permanente 17 T TT 1 >2 1) Ch 2: 500 mA 20 ms 2) Ch 1: 100 Volt 20 ms Fig 8 – Tensão e corrente em reg. permanente: Lâmpada de VM 80 W • Forma de onda da tensão (preto) e da corrente (azul) com afundamento de tensão de 70%* 10 ciclos *Quando fala-se em um afundamento de 70 %, significa que a tensão chegou em 70% da tensão nominal da carga. O termo “ciclos” refere-se a duração do afundamento, onde 1 ciclo equivale a 16,66 ms. T TT 1 >2 > 1) Ch 2: 2 A 50 ms 2) Ch 1: 100 Volt 50 ms Fig 9 Forma de onda da corrente e tensão com afundamento da Lâmpada de Vapor de Mercúrio 80 W • Curva de suportabilidade da Lâmpada de Vapor de Mercúrio 80 W 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 35 duração (ciclos) V (% ) Fig 10– Curva de suportabilidade Lâmpada de V. de Mercúrio 80 W 5.1.2- Lâmpada de Vapor de Sódio 100 W • Forma de onda da tensão (preto) e da corrente (azul) em regime permanente T TT1 > 2 1) Ref A: 200 mA 10 ms 2) Ref B: 100 Volt 10 ms Fig 11- Tensão e corrente em reg. permanente: Lâmpada de VS 100 W • Forma de onda da tensão (preto) e da corrente (azul) com 20 plotagem da curva de suportabilidade. A título de exemplo será mostrada a seguir uma forma de onda quando o ângulo de início de aplicação do afundamento difere dos 90º do experimento, aproximando-se de 0º TT T1 >2 1) CH1: 100 Volt 20 ms 2) CH2: 20 mA 20 ms Figura 17 - CH1-Tensão de Suprimento e CH2 - Corrente na Bobina De Controle do Contator • Curvas de suportabilidade dos Contatores (1 e 2) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 duração (ciclos) V (% ) Figura 18- Curva de Suportabilidade do Contator 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 10 20 30 duração (ciclos) V (% ) Figura 19 - Curva de Suportabilidade do Contator 2 Percebe-se que o contator 2 se mostra mais robusto do que o contator 1, uma vez que consegue operar com afundamentos de tensão de até 50% da tensão nominal. Cada contator, com sua respectiva marca, apresenta suportabilidade distinta devido às diferenças nas características construtivas de cada um. 6. CONCLUSÕES E DISCUSSÕES A ocorrência de curto-circuitos em sistemas elétricos provocam o fenômeno denominado afundamento de tensão na distribuição da energia elétrica. Os ensaios e investigações realizados até então objetivaram determinar o comportamento, bem como a suportabilidade de componentes comuns no sistema elétrico. Através da curva de suportabilidade de cada componente, é possível determinar a 21 duração e magnitude em que o afundamento momentâneo de tensão (AMDT) se torna expressivo no tocante ao funcionamento de equipamentos. Verificou-se um importante parâmetro adicionado aos estudos dos sags, o ponto (ângulo) da forma de onda de tensão no qual o afundamento é iniciado. Este parâmetro é de fundamental importância para se obter um estudo sólido, principalmente nos contatores. Diversos estudos no sentido de minimizar ou mitigar o problema dos Voltage Sags tem sido realizados. Para entender as várias maneiras de mitigação, deve-se entender o mecanismo que leva à falha no equipamento. Esta falha é o que faz o evento se tornar um problema: se não houver falhas nos equipamentos, o problema dos afundamentos é inexistente. Como já abordado, o evento básico determinante para o afundamento de tensão, que induz a falha de um equipamento, é o curto-circuito (uma conexão de baixa impedância entre fases ou entre fases e terra). No instante do curto-circuito, a tensão cai a zero ou é diminuída a valores muito baixos. É gerado então um evento de determinada magnitude e duração, presente entre o equipamento e a alimentação. Se a falha (curto-circuito) ocorrer em uma rede de distribuição de topologia radial, a intervenção do sistema de proteção pode ocasionar interrupção de energia. Já se a topologia da rede for em malha, o curto- circuito ocasionará apenas um Voltage Sag. Entretanto, a severidade do fenômeno gerado pode exceder parâmetros de qualidade, causando danos e falhas em equipamentos. Baseado neste raciocínio é possível estabelecer distinções entre os seguintes métodos de mitigação: • Redução do número de curtos- circuitos: Esta medida não só diminui a freqüência dos afundamentos, mas também reduz a freqüência de longas interrupções. Esta é uma maneira extremamente eficiente no tocante ao melhoramento da qualidade do fornecimento, bem como a solução mais óbvia. Um curto-circuito não só gera afundamentos, mas também causa danos à equipamentos e prejuízos à consumidores. Mas, infelizmente, nem sempre a solução mais óbvia é a melhor. Os exemplos de mitigação a seguir são de medidas extremamente dispendiosas, em que seus custos podem ultrapassar as conseqüências das falhas causadas aos equipamentos ou prejuízos as empresas. As medidas são: substituição de linhas aéreas por cabos subterrâneos; o uso de cabos especiais (fios encapados) para 22 linhas aéreas; a implementação de uma rígida política de podas de árvores, uma vez que galhos de árvores em contato com as linhas podem levar à ocorrência de curtos- circuitos; instalação adicional de cabos de proteção (cabos pára- raios), que suprimem as descargas atmosféricas; aumento do nível de isolação e aumento da freqüência de manutenção e inspeção das redes de distribuição. • Redução do tempo de supressão do fenômeno: Esta redução não diminui o número de eventos ocorridos, mas sim sua severidade, ou seja, não há a redução do número de interrupções, porém, há uma significativa limitação da duração do afundamento (sag). O tempo de supressão é reduzido na instalação de elementos que limitam a corrente, os fusíveis. Alguns fusíveis são capazes de eliminar uma falha em meio ciclo, restringindo, na maioria dos casos, a duração do afundamento a no máximo um ciclo. Existem também outros equipamentos, mais dispendiosos, que não eliminam a falta, mas reduzem significantemente a magnitude da corrente por alguns ciclos. É importante ressaltar que todos esses dispositivos possuem uma restrição de utilização, podendo ser apenas utilizados em redes de baixa e média tensão. A tensão máxima de operação chega a poucas dezenas de kilovolts. Outra importante definição é a de que o tempo de supressão do fenômeno não é apenas o tempo necessário para a abertura do circuito, mas também o tempo necessário para o dispositivo de proteção tomar uma decisão. Para atingir satisfatórios níveis de redução deste tempo é fundamental a utilização de dispositivos de retaguarda, caso haja a falha do principal. A correta seletividade destes dispositivos, portanto, se torna essencial. • Mudança nas redes de distribuição: A implementação de mudanças no sistema de fornecimento minimiza a severidade dos eventos (falhas). Novamente, os preços das medidas aqui citadas podem ser bastante altos. Algumas das medidas são: instalação de um gerador próximo à carga sensível ao afundamento, pois o gerador manterá a tensão constante na carga mesmo na ocorrência de um sag; separar barramentos ou subestações na trajetória de suprimento, para limitar o número de alimentadores