A garantia da qualidade de energia é um aspecto crucial para a operação eficiente e segura de sistemas elétricos. Normas internacionais, como as da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), estabelecem parâmetros e diretrizes para a gestão da qualidade de energia. Nesse contexto, padrões internacionais de mercado, como ABNT, NBR, IEC, NEMA, entre outros, ajudam a definir um norte para o desenvolvimento de produtos e soluções elétricas, garantindo organização, qualidade e uniformidade.
Neste artigo, abordaremos as principais normas relacionadas à qualidade de energia, detalhando suas especificações e destacando a importância de cada uma para a manutenção de um elevado padrão de qualidade da energia utilizada na indústria.
O papel das normas regulatórias na indústria
Uma norma regulatória consiste em um conjunto de orientações e especificações técnicas definidas por entidades de autoridade em suas respectivas áreas de atuação. Essas regras são aplicadas com o objetivo de uniformizar processos, produtos ou serviços em um campo específico, garantindo segurança, eficácia, qualidade e interoperabilidade aos mais variados processos industriais.
Após sua criação, essas diretrizes passam por um criterioso processo de acordo entre especialistas, representantes do setor e outras entidades reguladoras. Embora algumas sejam opcionais, a maioria delas é imprescindível para assegurar que os procedimentos executados em diferentes segmentos sigam padrões reconhecidos internacionalmente.
No contexto da indústria de automação, a adesão às normas oferece benefícios estratégicos, como o aumento da competitividade, a redução de riscos operacionais e a promoção da eficiência energética. Além disso, ao estarem em conformidade com os principais padrões do segmento, as empresas demonstram um compromisso com a qualidade e a segurança, fortalecendo sua imagem como autoridades no mercado.
Estrutura e aplicação da ABNT NBR IEC 61000
A ABNT NBR IEC 61000 é uma norma essencial para os setores industrial e elétrico, pois estabelece métodos de medição e interpretação dos resultados relacionados à qualidade da energia elétrica em sistemas de alimentação em corrente alternada (50/60 Hz). Sua estrutura é organizada em partes específicas, cada uma com um objetivo claro, formando um guia completo para análise e aplicação. A seguir, detalhamos cada uma delas:
Parte 1 – Generalidades
Essa seção apresenta a base conceitual da norma, incluindo introduções, princípios fundamentais, definições e terminologias que fornecem o contexto necessário para compreender os tópicos subsequentes. Aqui, estabelece-se o alicerce técnico e teórico para a aplicação da Norma.
Parte 2 – Ambiente
Nesta parte, são descritos e classificados os ambientes onde as medições serão realizadas, juntamente com os níveis de compatibilidade exigidos. A norma aborda questões como a presença de frequências, radiação e outras condições ambientais que impactam a análise. Essencialmente, define os parâmetros do “campo de ensaio”, determinando as condições às quais as especificações se aplicam, sob a premissa: “Esta Norma é válida sob estas condições”.
Parte 3 – Limites
Esta seção foca na definição dos limites admissíveis para emissões de perturbações e imunidade a essas condições. Exemplos incluem a presença de harmônicas geradas por equipamentos. Essa parte é crucial para garantir que os sistemas operem dentro de padrões seguros e sem interferências significativas.
Parte 4 – Técnicas de ensaio e medição
Considerada o núcleo da norma, esta seção direciona o foco para os métodos específicos de ensaio e medição. Apesar de sua abrangência inicial, aprofunda-se em aplicações práticas que asseguram resultados confiáveis e replicáveis.
Parte 5 – Diretrizes
Apresenta orientações para instalação, além de métodos e dispositivos de mitigação de problemas relacionados à qualidade da energia. Essa seção trata de como prevenir ou corrigir falhas no desempenho do sistema.
Parte 6 – Normas genéricas
Abrange a aplicação da norma em diferentes cenários, como residências, indústrias e subestações. Essa flexibilidade permite adaptar as diretrizes às necessidades específicas de cada ambiente.
Avaliação da qualidade da energia com a IEC 61000-4-30
A norma IEC 61000-4-30 deriva do padrão IEC 61000 e define como a qualidade da energia deve ser avaliada. Instrumentos que atendem a esse padrão fornecem resultados de medição precisos e consistentes, independentemente do fabricante.
Essa seção possui 34 variantes, que se restringem a fenômenos que ocorrem no sistema de alimentação, como frequência, amplitude da tensão de alimentação (valor RMS), oscilações, reduções, elevações ou interrupções da tensão de alimentação, além de harmônicos.
Outras duas normas extremamente relevantes na indústria são a IEC 61000-4-7 e a IEC 61000-4-15. A IEC 61000-4-7 é um guia geral para medições e instrumentação de harmônicos e inter-harmônicos em sistemas de alimentação e nos equipamentos a eles conectados. Já a norma IEC 61000-4-15 Flickermeter trata das especificações funcionais e de design do projeto, sendo crucial para a avaliação de flutuações de tensão.
A IEC61000-4-30 define os métodos para medição dos seguintes parâmetros:
- – Frequência do sistema elétrico;
- – Magnitude da tensão de alimentação;
- – Cintilação luminosa (Flicker);
- – Afundamentos e elevações de tensão;
- – Interrupções de tensão;
- – Tensões transitórias;
- – Desequilíbrio da tensão;
- – Harmônicos e inter-harmônicos de tensão;
- – Sinais transmitidos sobre a tensão de alimentação;
- – Variações rápidas de tensão.
Segurança para sistemas fotovoltaicos com a IEEE 929 e UL 1741
A norma IEEE 929 fornece diretrizes para o funcionamento seguro e eficiente de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica. Suas orientações abrangem a segurança de pessoas, a proteção de equipamentos, a qualidade da energia e a operação conjunta com o sistema da concessionária.
Um dos principais focos da norma é a prevenção do ilhamento, uma situação em que o sistema continua operando isoladamente mesmo após a perda de conexão com a rede elétrica. Para isso, são considerados parâmetros como o controle de tensão e frequência, além de condições críticas, como sobre ou subtensão e distorções harmônicas fora dos padrões normativos.
A norma é complementada pelo UL 1741, que especifica procedimentos de teste para inversores conectados à rede. Esses testes verificam se o inversor responde adequadamente a condições adversas, como falhas na rede ou operação fora dos limites especificados.
IEEE 1159 para monitoramento de fenômenos de tensão
A norma IEEE 1159 aborda os efeitos de sag, dip e swell relacionados à tensão, fenômenos cruciais para a detecção e gestão do ilhamento em sistemas conectados à rede elétrica. A identificação do ilhamento está diretamente ligada aos desvios de tensão em relação aos valores nominais e à duração desses desvios. Garantir essa detecção é essencial para evitar desconexões ou reconexões desnecessárias, além de assegurar que o sistema se desconecte corretamente quando necessário.
Essa norma aplica-se especificamente aos fenômenos que impactam as formas de onda da tensão, fornecendo diretrizes para a classificação e o tratamento dessas variações. O documento inclui duas tabelas explicativas que detalham as definições de cada um desses fenômenos, oferecendo um guia prático para profissionais.
Com essas informações, é possível aprimorar a confiabilidade e a segurança dos sistemas elétricos, especialmente em ambientes industriais e de geração distribuída, onde a estabilidade da tensão é fundamental.
Gestão da qualidade de energia com a ISO 50001
A ISO 50001 é baseada no modelo de sistema de gestão de melhoria contínua, também utilizado por outros padrões amplamente reconhecidos, como a ISO 9001 e a ISO 14001. Essa abordagem facilita a integração da gestão de energia aos esforços gerais das organizações para melhorar a qualidade e a gestão ambiental.
A ISO 50001 fornece uma estrutura de requisitos que permite às organizações:
- – Desenvolver uma política para o uso mais eficiente de energia;
- – Estabelecer metas e objetivos para atender a essa política;
- – Usar dados para compreender melhor e tomar decisões sobre o uso de energia;
- – Medir os resultados;
- – Revisar a eficácia da política;
- – Melhorar continuamente a gestão de energia.
As empresas certificadas pela ISO 50001 implementam sistemas de gestão de energia em conformidade com as diretrizes da norma, ganhando reconhecimento global por operar com eficiência energética e estarem alinhadas à sustentabilidade. Por meio de uma gestão energética eficiente, assegura-se o uso adequado desse recurso, o que resulta em economia e benefícios ambientais.
A norma foi atualizada em 2018 e, desde então, mais de vinte mil certificados foram emitidos globalmente. No Brasil, embora o número de empresas certificadas ainda seja pequeno, o país lidera em certificações na América do Sul e na América Central.
Principais benefícios da ISO 50001 para a gestão de energia:
- – Monitoramento e controle do consumo energético: a norma incentiva a análise detalhada do consumo, permitindo identificar equipamentos e atividades de maior gasto e otimizar os recursos.
- – Projeção de consumo e economia: com base em dados históricos, a norma possibilita estabelecer uma linha de base energética, prever consumos futuros e implementar ações estratégicas para aumentar a eficiência.
- – Adoção de tecnologias para eficiência energética: plataformas de gestão de energia tornam-se ferramentas essenciais para automatizar processos e facilitar o atendimento aos requisitos da norma.
- – Engajamento da equipe: promove uma cultura interna voltada à eficiência energética, alinhando os colaboradores aos objetivos organizacionais.
- – Sustentabilidade ambiental: ao otimizar o uso de energia, as empresas certificadas reduzem impactos ambientais e contribuem para a conservação de recursos naturais.
Comunicação ágil com a norma IEC 61850
A norma IEC 61850 foi criada para facilitar a comunicação ágil entre subestações elétricas. Em essência, ela estabelece protocolos que permitem que diversos dispositivos se comuniquem por meio de uma única linguagem, atribuindo padrões internacionais de configuração para fabricantes e desenvolvedores.
Antes do surgimento da IIoT (Internet Industrial das Coisas), a comunicação entre aparelhos nas subestações era realizada ponto a ponto, utilizando cabos. Contudo, com o avanço de novas tecnologias de comunicação, tornou-se possível concentrar e distribuir todas as informações em poucos dispositivos dentro de cada subestação. Nesse contexto, surge a norma IEC 61850, uma diretriz global publicada em 2003, que define os protocolos de comunicação entre dispositivos inteligentes em subestações elétricas.
A norma está organizada em 10 seções e fornece orientações detalhadas para os sistemas de comunicação entre os chamados IEDs (Dispositivos Eletrônicos Inteligentes). Alguns dos aspectos fundamentais de sua estrutura incluem:
- – Linguagem de configuração internacional;
- – Exigências básicas de comunicação entre os SAS (Sistemas de Automação de Subestações);
- – Mapeamento para ligações diretas;
- – Métodos de teste para verificar a conformidade com a norma.
Conexão de sistemas fotovoltaicos com as normas NBR 16149 e NBR 16150
As normas NBR 16149 e NBR 16150, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), estabelecem diretrizes para a conexão de sistemas fotovoltaicos (FV) à rede elétrica de distribuição no Brasil.
Essas normas definem as características técnicas para a interface de conexão entre sistemas fotovoltaicos e a rede elétrica de distribuição, garantindo compatibilidade e segurança na integração desses sistemas.
Elaboradas pelo Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), as normas foram publicadas em março de 2013, após consultas públicas e contribuições de especialistas do setor.
Principais benefícios da norma:
- – Segurança: garante que os sistemas fotovoltaicos (FV) operem de maneira segura, protegendo tanto os usuários quanto a infraestrutura elétrica.
- – Compatibilidade: assegura que inversores e outros componentes sejam compatíveis com a rede elétrica brasileira.
- – Qualidade de energia: estabelece limites para distorções harmônicas e flutuações de tensão, contribuindo para a manutenção da qualidade da energia fornecida.
- – Reliability: define requisitos que evitam desligamentos indevidos dos sistemas FV, assegurando uma operação contínua.
- – Padronização: fornece um conjunto uniforme de requisitos para fabricantes e instaladores, promovendo a expansão do mercado fotovoltaico no Brasil.
- – Especifica os procedimentos de ensaio necessários para verificar a conformidade dos equipamentos utilizados na interface de conexão entre sistemas fotovoltaicos e a rede elétrica de distribuição, assegurando que atendam aos requisitos estabelecidos pela NBR 16149.
A norma foi desenvolvida em conjunto com a NBR 16149 pelo Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03) e publicada em março de 2013, após um processo colaborativo que envolveu especialistas e partes interessadas do setor.
Principais benefícios da normativa:
- – Verificação de conformidade: assegura que os equipamentos atendam aos padrões estabelecidos, garantindo desempenho adequado e alinhamento com as normas técnicas.
- – Qualidade assegurada: certifica que inversores e outros componentes passem por testes rigorosos antes de serem comercializados, garantindo confiabilidade.
- – Segurança operacional: assegura que os equipamentos não apresentem riscos durante a operação, protegendo tanto os usuários quanto a rede elétrica.
- – Desempenho eficiente: garante que os sistemas fotovoltaicos (FV) operem com máxima eficiência energética, otimizando a geração de energia solar.
- – Confiança do consumidor: proporciona maior segurança e confiança aos consumidores na aquisição de sistemas fotovoltaicos certificados conforme as normas brasileiras.
Conheça os multimedidores de energia Altus
Com suporte aos principais protocolos de comunicação utilizados na indústria, os multimedidores PH1600 e PH3500 têm capacidade para medir diversas grandezas elétricas em tempo real, como tensão, corrente, potências (ativa e reativa), fator de potência e demanda de potência ativa e reativa, entre outras.
O modelo PH1600 é ideal para máquinas e processos de baixa complexidade. Ele possui um display LED de 3 linhas por 4 colunas, 4 teclas e 1 interface de comunicação serial RS-485 incorporada. Além disso, conta com grau de proteção IP 65 em seu display frontal, tornando-o completamente à prova de poeira e protegido contra jatos de água.
Já o PH3500 é um modelo mais robusto, com um display de cristal líquido (LCD) de 16 colunas por 4 linhas, capaz de apresentar até 64 caracteres na tela. Desenvolvido para atender às demandas da Indústria 4.0, o equipamento possui interface Ethernet incorporada e suporte ao protocolo MQTT, permitindo a interação com diversos equipamentos e sistemas do universo IoT. O multimedidor PH3500 também inclui uma interface serial RS-485 e apresenta grau de proteção IP 54 em seu display frontal, garantindo resistência a partículas de poeira e projeções de água.
Precisa de ajuda para encontrar o multimedidor ideal para a sua aplicação?
Preencha o formulário abaixo para falar com os especialistas da nossa equipe comercial. Eles estão disponíveis para auxiliá-lo na escolha do equipamento com o melhor custo-benefício para a sua demanda!
