Manual do QE2Tool

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO TECNOLÓGICO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
DISCIPLINA: EEL7811 – PROJETO QUALIDADE DE ENERGIA
PROFESSOR: JORGE COELHO

Manual de Utilização – Sistema Especialista em
Qualidade de Energia

Alunos:
José Felipe Dalcin Stieven
Pedro Zamuner

Florianópolis, Dezembro de 2011.

Índice
1 Apresentação do programa .......................................................................................... 1
2 Utilizando o Módulo 1 — Sistema Especialista ............................................................ 2
3 Utilizando o Módulo 2 — Análise de Dados ................................................................. 3
4 Relatório gerado pelo Módulo 2................................................................................... 6
APÊNDICE A — Modelo padronizado para bancos de dados ......................................... 10
APÊNDICE B – Relatório de Análise Completa para o Banco de Dados 1 ....................... 11
Sags ............................................................................................................................. 11
» Risco: ALTO .......................................................................................................... 11
» Risco: ALTO .......................................................................................................... 12
» Risco: ALTO .......................................................................................................... 14
Swell ............................................................................................................................ 14
» Risco: NULO ......................................................................................................... 14
» Risco: MÉDIO ....................................................................................................... 14
» Risco: MÉDIO ....................................................................................................... 15
Desequilíbrio de Tensão ............................................................................................. 15
» Risco: ALTO .......................................................................................................... 15
Harmônicas de Tensão de 3ª ordem .......................................................................... 16
» Risco: NENHUM ................................................................................................... 16
Harmônicas de Tensão de 7ª ordem .......................................................................... 16
» Risco: NENHUM ................................................................................................... 16
Interrupção Rápida ..................................................................................................... 16

1

1 Apresentação do programa

O Q2ETool é um programa desenvolvido na linguagem C++ para diagnosticar
problemas de Qualidade de Energia presentes em sistemas elétricos industriais.

O programa é divido em dois módulos, sendo que o Módulo 1 é denominado
Sistema Especialista e é encarregado de diagnosticar distúrbios em Qualidade de
Energia, QEE, baseado em informações qualitativas fornecidas pelo usuário. Estas
informações refretem a realidade da planta industrial a ser analisada ou planejada, ou
seja, consiste em equipamentos que estarão atuando. A outra lista do sistema
especialista trabalha com informações resultantes de uma inspeção técnica: avaliação
de temperatura, queda de tensão ou um simples ruído estranho percebido na
operação de alguns componentes. Estes problemas serão relacionados com a lista de
equipamentos presentes na planta (ou no projeto) para dar um diagnóstico dos
possíveis (ou futuros) distúrbios de Qualidade de Energia. Já o Módulo 2 é
denominado Análise de Dados e sua função é apontar quais são os distúrbios em QEE
presentes em um sistema elétrico através de medições de grandezas elétricas na
planta industrial.

Figura 1 - Tela inicial do Q2ETool: Sistema de estudo de Qualidade de Energia.

2

2 Utilizando o Módulo 1 — Sistema Especialista

Ao iniciar o Q2ETool, o usuário será apresentado à tela inicial do programa
onde é possível escolher qual módulo utilizar. Clicar no botão ‘Sistema Especialista’
para acessar o módulo 1.

A partir dos principais equipamentos elétricos causadores de distúrbios em
QEE, o usuário deverá montar uma lista com aqueles equipamentos elétricos que
estão presentes na planta industrial e em seguida clicar no botão ‘Avançar’.

Figura 2 - Primeira parte do Sistema Especialista: seleção dos equipamentos poluidores.

Na segunda etapa, o programa solicitará ao usuário que indique quais foram os
problemas encontrados durante a inspeção comentada no capítulo 1 e, após ter
finalizado, clicar no botão ‘Avançar’.

3

Figura 3 - Segunda parte do Módulo 1 (Sistema Especialista). Seleção dos equipamentos atingidos.

Na terceira e última etapa, o Q2ETool apresenta um relatório na mesma janela
do programa ao usuário. O sistema indicará problemas apenas quando houver relação
entre os equipamentos causadores e os problemas observados na planta, assim, o
relatório indicará:

1. O possível distúrbio que afeta o sistema elétrico da planta industrial;
2. Quais foram os problemas relacionados a esse distúrbio;
3. Quais foram os equipamentos causadores desse distúrbio;
4. Possíveis soluções para amenizar os efeitos causados pela presença de tal
distúrbio no sistema elétrico da planta industrial e soluções para os efeitos
produzidos no equipamento atingido, deixando várias opções para o usuário
decidir utilizando outros critérios como viabilidade econômica, sensibilidade do
componente atingido, entre outros.

3 Utilizando o Módulo 2 — Análise de Dados

O usuário deve clicar no botão ‘Análise de Dados’ na tela principal do Q2ETool
para acessar o módulo 2. Após clicar no botão, será aberta uma nova janela onde o
usuário poderá interagir com o programa.

4

Figura 4 - Tela inicial do módulo 2: Análise de Dados.

O primeiro parâmetro a ser configurado deve ser a localização do banco de
dados, para isso o Q2ETool oferece ao usuário o botão ‘Abrir’ ao lado da caixa de texto
‘Selecione o banco de dados’, ao clicar neste botão, uma caixa de diálogo será aberta e
o usuário poderá navegar até o local onde o arquivo do banco de dados encontra-se
armazenado.

Figura 5 - Tela de análise de dados com banco de dados carregado.

5

Algumas linhas do banco de dados serão apresentadas em forma de tabela na janela
central do programa para simples conferência do usuário. O banco de dados deve
possuir uma estrutura padroniza conforme o modelo descrito no APÊNDICE A —
Modelo padronizado para bancos de dados.

O próximo passo é selecionar os distúrbios a serem analisados, o Q2ETool é capaz de
analisar cinco distúrbios da QEE, que são:

 Sag;
 Swell;
 Interrupção rápida;
 Harmônicas de 3ª e 7ª ordem;
 Desequilíbrio de tensão.

Para os distúrbios Sag, Swell e Interrupção rápida, também é necessário que o usuário
selecione no painel Fases quais fases do sistema elétrico deverão ser analisadas.

Figura 6 - Destaque para a necessidade de se selecionar uma ou mais fases para análise de SAG e SWELL.

Neste ponto o Q2ETool está apto a realizar a análise do banco de dados e para dar
início a esse processo basta que o usuário clique no botão ‘Calcular. O programa irá
apresentar a mensagem ‘cálculos efetuados com sucesso!’ na área de ‘Status’,
localizada na parte inferior da janela, quando a análise do banco de dados tiver
chegado ao fim.

6

Figura 7 - Destaque para a mensagem dizendo que os cálculos foram efetuados com sucesso.

O usuário pode clicar no botão ‘Gerar relatório’ para que o Q2ETool mostre o relatório
com os principais resultados da análise do banco de dados. O anexo B apresenta os
resultados de uma análise completa para o banco de dados 1.

4 Relatório gerado pelo Módulo 2

Os distúrbios selecionados para análise estão divididos em tópicos ao longo do
relatório. As informações contidas em cada tópico são descritas a seguir.

Sag
Dentro do tópico Sag haverá um ou mais sub-tópicos referentes às fases do
sistema selecionadas pelo usuário para análise. Então, para cada fase serão
apresentados os seguintes resultados, na ordem:

1. Número de ocorrência de Sag detectadas;
2. Porcentagem das ocorrências de Sag que estão dentro dos limites de segurança
(ITIC);
3. Porcentagem das ocorrências de Sag que não estão dentro dos limites de
segurança (ITIC).

Havendo pelo menos uma ocorrência de Sag será apresentada também uma
tabela intitulada ‘Descrição das Sags’ com detalhes de cada ocorrência, tais como valor
eficaz da tensão em Volts, duração em número de ciclos e horário relativo à duração
total do banco de dados. Se houver pelo menos uma ocorrência de Sag fora dos limites
de segurança será apresenta uma segunda tabela intitulada ‘Seleção das sags fora dos
limites ITIC’, o formato desta tabela é o mesmo da primeira tabela, ou seja, para cada
ocorrência de Sag fora dos limites de segurança será mostrado qual foi seu valor eficaz
de tensão em Volts, sua duração em número de ciclos e o horário relativo à duração
total do banco de dados.

7

Ao final de cada sub-tópico é apresentado o risco que as ocorrências de Sags
representam para o sistema elétrico sob análise. A classificação é feita em três níveis,
explicados abaixo:

 NULO — Não foi detectada nenhuma ocorrência de Sag;
 MÉDIO — Foi detectada ocorrência de Sag, porém nenhuma Sag se encontra
fora dos limites de segurança (ITIC);
 ALTO — Foi detectada ocorrência de Sag e pelo menos uma dessas
ocorrências está fora dos limites de segurança (ITIC).

Swell
Dentro do tópico Swell haverá um ou mais sub-tópicos referentes às fases do
sistema selecionadas pelo usuário para análise. Então, para cada fase serão
apresentados os seguintes resultados, na ordem:

1. Número de ocorrência de Swell detectadas;
2. Porcentagem das ocorrências de Swell que estão dentro dos limites de
segurança (ITIC);
3. Porcentagem das ocorrências de Swell que não estão dentro dos limites de
segurança (ITIC).

Havendo pelo menos uma ocorrência de Swell será apresentada também uma
tabela intitulada ‘Descrição das Swells’ com detalhes de cada ocorrência, tais como
valor eficaz da tensão em Volts, duração em número de ciclos e horário relativo à
duração total do banco de dados. Se houver pelo menos uma ocorrência de Swell fora
dos limites de segurança será apresenta uma segunda tabela intitulada ‘Seleção das
swells fora dos limites ITIC’, o formato desta tabela é o mesmo da primeira tabela, ou
seja, para cada ocorrência de Swell fora dos limites de segurança será mostrado qual
foi seu valor eficaz de tensão em Volts, sua duração em número de ciclos e o horário
relativo à duração total do banco de dados.
Ao final de cada sub-tópico é apresentado o risco que as ocorrências de Swells
representam para o sistema elétrico sob análise. A classificação é feita em três níveis,
explicados abaixo:
 NULO — Não foi detectada nenhuma ocorrência de Swell;
 MÉDIO — Foi detectada ocorrência de Swell, porém nenhuma Swell está fora
dos limites de segurança (ITIC);
 ALTO — Foi detectada ocorrência de Swell e pelo menos uma ocorrência esta
fora dos limites de segurança (ITIC).

Desequilíbrio de tensão
A análise de desequilíbrio de tensão é feita segundo as recomendações do
PRODIST – Módulo 8 que determina qual é o fator desequilíbrio, FD, máximo
permitido. Neste tópico será apresentada a porcentagem de medidas que tiveram FDs
acima do permitido. A classificação de risco do sistema segundo o distúrbio
desequilíbrio de tensão é feita em três níveis, explicados abaixo:

8

 NULO — A porcentagem de medidas com FD superior ao permitido é menor
ou igual a 1%;
 MÉDIO — A porcentagem de medidas com FD superior ao permitido é maior
que 1%, porém menor ou igual a 5%;
 ALTO — A porcentagem de medidas com FD superior ao permitido é maior
que 5%.

Harmônicas de Tensão de 3ª ordem
A análise de harmônicas de tensão de 3ª ordem é feita segundo as
recomendações do PRODIST – Módulo 8 que determina qual é o valor máximo para a
taxa de distorção harmônica individual de tensão de ordem 3, DIT3%, permitido. Neste
tópico será apresentada a porcentagem de medidas que tiveram o valor da DIT3%
harmônicas de tensão de 3ª ordem é feita em três níveis, explicados abaixo:

 NULO — A porcentagem de medidas com DIT3% superior ao permitido é
menor ou igual a 1%;
 MÉDIO — A porcentagem de medidas com DIT3% superior ao permitido é
maior que 1%, porém menor ou igual a 5%;
 ALTO — A porcentagem de medidas com DIT3% superior ao permitido é maior
que 5%.

A análise de harmônicas de tensão de 7ª ordem é feita segundo as
recomendações do PRODIST – Módulo 8 que determina qual é o valor máximo para a
taxa de distorção harmônica individual de tensão de ordem 7, DIT7%, permitido. Neste
tópico será apresentada a porcentagem de medidas que tiveram o valor da DIT 7%
harmônicas de tensão de 7ª ordem é feita em três níveis, explicados abaixo:

 NULO — A porcentagem de medidas com DIT7% superior ao permitido é
menor ou igual a 1%;
 MÉDIO — A porcentagem de medidas com DIT7% superior ao permitido é
maior que 1%, porém menor ou igual a 5%;
 ALTO — A porcentagem de medidas com DIT7% superior ao permitido é maior
que 5%.

Interrupção rápida
Dentro do tópico Interrupção rápida haverá um ou mais sub-tópicos referentes
às fases do sistema selecionadas pelo usuário para análise. Então para cada fase será
indicado o número de interrupções rápidas que ocorreram durante o período de
medição do banco de dados.

9

Havendo pelo menos uma ocorrência de interrupção rápida será apresentada
também uma tabela intitulada ‘Descrição das interrupções rápidas’ com detalhes de
cada ocorrência, tais como valor eficaz da tensão em Volts, duração em número de
ciclos e horário relativo à duração total do banco de dados.

10

APÊNDICE A — Modelo padronizado para bancos de dados

O banco de dados ser do tipo arquivo de texto com codificação ANSI, caso o
banco possua outra codificação diferente da ANSI basta abrir o arquivo do banco no
Bloco de Notas e solicitar uma cópia do arquivo na codificação ANSI.

A disposição das medidas no banco de dados é mostrada na tabela.

Potência Tensão Tensão Tensão Corrente Corrente Corrente Tensão da Tensão da
Ativa Fase A Fase B Fase C Fase A Fase B Fase C 3ª 7ª
(Volts) (Volts) (Volts) (A) (A) (A) harmônica harmônica

(% da (% da
fundamental) fundamental)

*Tensões entre fase e neutro;

Cada linha da tabela corresponde a um ciclo de um sistema elétrico com tensão
e freqüência nominais iguais a 220V e 60Hz respectivamente.

11

APÊNDICE B – Relatório de Análise Completa para o Banco de Dados 1

Sags
Análise de sags na fase A
 2 sags foram encontradas;
 0.0% das sags (0) estão DENTRO dos limites de segurança;
 100.0% das sags (2) estão FORA dos limites de segurança.

Ocorrências:

Descrição das sags

Duração
Tensão (V) Horário
(ciclos)

132.00 25 00:45

110.00 7 09:10

Sags fora dos limites de segurança

Duração
(ciclos)

132.00 25 00:45

110.00 7 09:10

» Risco: ALTO

Análise de sags na fase B

12

Ocorrências:


Duração
(ciclos)

196.59 1 00:44

197.93 1 01:20

171.60 650 02:51

195.37 1 04:38

195.44 1 05:31

197.14 1 06:49

123.20 3 07:32

193.60 900 07:34

154.00 70 08:18


Duração
(ciclos)

171.60 650 02:51

123.20 3 07:32

154.00 70 08:18

» Risco: ALTO

13

Análise de sags na fase C

Ocorrências:


Tensão (V) Duração (ciclos) Horário

195.58 1 01:26

196.79 1 02:34

189.20 700 03:48

196.73 1 04:34

169.40 450 05:29

143.00 400 05:40

138.60 40 05:51

197.42 1 08:40

196.91 1 08:46


Tensão (V) Duração (ciclos) Horário

169.40 450 05:29

143.00 400 05:40

138.60 40 05:51

14

» Risco: ALTO

Swell

Análise de swells na fase A
 0 swells foram encontradas;
 nan% das swells (0) estão DENTRO dos limites de segurança;
 nan% das swells (0) estão FORA dos limites de segurança.

» Risco: NULO

Análise de swells na fase B
 100.0% das swells (5) estão DENTRO dos limites de segurança;
 0.0% das swells (0) estão FORA dos limites de segurança.

Ocorrências:

Descrição das swells

Duração
(ciclos)

244.54 1 00:22

242.18 1 01:37

243.27 1 06:42

244.07 1 08:51

243.38 1 08:52

» Risco: MÉDIO

15

Análise de swells na fase C
 100.0% das swells (5) estão DENTRO dos limites de segurança;
 0.0% das swells (0) estão FORA dos limites de segurança.

Ocorrências:

Descrição das swells

Duração
(ciclos)

244.08 1 01:32

242.01 1 04:17

242.90 1 04:18

242.14 1 04:21

244.68 1 07:45

» Risco: MÉDIO

Desequilíbrio de Tensão
Análise pelo fator de distorção, FD, conforme as
recomendações do PRODIST - Módulo 8 (ANEEL)
 O FD foi superior ao máximo permitido, 2%, em 21.3% das medições.

» Risco: ALTO

16

Análise pela taxa de distorção harmônica individual de
tensão, DITh, conforme as recomendações do PRODIST -
Módulo 8 (ANEEL)
 A DIT3 foi superior ao máximo permitido, 6.5%, em 0.0% das medições.

» Risco: NENHUM

Análise pela taxa de distorção harmônica individual de
tensão, DITh, conforme as recomendações do PRODIST -
Módulo 8 (ANEEL)
 A DIT7 foi superior ao máximo permitido, 6.5%, em 0.0% das medições.

» Risco: NENHUM

Interrupção Rápida

Análise de interrupções rápidas na fase A
 Foram detectadas 1 interrupções rápidas.

Ocorrências:

Descrição das interrupções rápidas

Duração
(ciclos)

0.00 53 01:39

Análise de interrupções rápidas na fase B

17


Ocorrências:


Duração
(ciclos)

0.00 53 01:39

Análise de interrupções rápidas na fase C

Ocorrências:


Duração
(ciclos)

0.00 53 01:39

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