Os desafios associados ao compartilhamento de responsabilidade sobre os desequilíbrios de tensão

Dentre os inúmeros problemas encontrados no contexto do planejamento e da operação dos sistemas elétricos, os fenômenos associados com os indicadores de qualidade do produto, nos termos previstos e normatizados pela Aneel, mostram-se motivadores e desafiadores para o setor. Destes, ressaltam-se os desequilíbrios de tensão, os quais são comumente encontrados nas unidades de geração, transmissão, distribuição e consumidoras. De fato, a geração distribuída, tipicamente composta por complexos fotovoltaicos conectados de forma monofásica ou bifásica aos sistemas de distribuição, se apresenta como potencial fonte de desbalanceamento nas redes no contexto atual. Na transmissão, diante do crescente número de subestações, a aplicação de múltiplas transposições tornou-se mais complexa acentuando os desequilíbrios no sistema. No contexto da distribuição, as causas para a geração de desequilíbrios são amplamente conhecidas, com destaque para a natureza e operação das cargas.  Reconhecendo que as tensões desequilibradas podem causar diversos efeitos nocivos, na forma de impactos sobre os conjugados mecânicos, sobreaquecimentos e redução da vida útil de máquinas elétricas rotativas; surgimento de harmônicos não característicos; falhas operacionais de dispositivos de proteção, bem como a intensificação das perdas técnicas, isto salienta a necessidade de regulamentações voltadas para a compatibilização dos indicadores de conformidade destes e de outros distúrbios. Uma vez violados os limites regulamentados, são propostas, na literatura, estratégias de compensação. Em um contexto geral, como primeira medida para a adequação do indicador de desequilíbrio, pode-se utilizar a clássica estratégia do remanejamento manual ou automático de unidades monofásicas e a transposição de condutores. Caso tais procedimentos não se mostrem efetivos, compensadores passivos e ativos podem, ainda, ser empregados.

Dessarte, considerando que os níveis de desequilíbrio se apresentam como uma composição de efeitos entre os agentes envolvidos, torna-se imperativo o estabelecimento de meios que permitam atribuir as parcelas de responsabilidade sobre os desbalanceamentos presentes no ponto de acoplamento comum (PAC).  Isto irá colaborar, certamente, para dirimir eventuais conflitos entre as partes envolvidas e conduzir a uma solução harmoniosa no que tange aos investimentos necessários à compatibilização dos níveis de desequilíbrio existentes. Historicamente, uma das primeiras pesquisas relacionadas ao tema embasou-se no método da Corrente Conforme e Não Conforme. Todavia, estudos apontaram fortes discordâncias entre os resultados esperados e os propiciados pela metodologia, sobretudo, quando da presença de cargas motrizes. Em 2008, foi feita uma proposição pelo IEC através do relatório técnico IEC/TR 61000-3-13 empregando-se princípios envolvendo medições do fator de desequilíbrio das tensões nas condições pré e pós-conexão de um novo acesso, portanto, a metodologia fica restrita ao acesso de novas instalações, visto a necessidade de informações do sistema antes de sua conexão. O método do Fluxo de Potência Trifásico também foi explorado com o mesmo propósito. Muito embora reconheça-se a simplicidade da aplicação dessa estratégia, ela não permite a atribuição das parcelas de responsabilidade, visto que tão apenas indica o sentido preponderante do fluxo de potência de sequência negativa.

Diante destas observações, desafios ainda se fazem necessários para o estabelecimento de meios confiáveis e práticos que conduzam a resultados que efetivamente expressem as responsabilidades entre os agentes. Neste particular, horizontes promissores, baseados no clássico princípio da superposição de efeitos, se mostram atrativos, haja vista sua simplicidade conceitual e sólida fundamentação. Não obstante o estabelecimento das formulações aplicáveis e prontamente estabelecidas a partir dos princípios físicos, o fato é que, desafios atrelados com as informações paramétricas requeridas se fazem existir. Estas se prendem, sobremaneira, ao desconhecimento das impedâncias equivalentes de sequência negativa das redes à montante e a jusante do ponto de monitoração. Todavia, tais dificuldades, através de um procedimento prático e eficaz, baseado no chaveamento de unidades capacitivas monofásicas, são passiveis de serem contornadas tornando o método factível às situações reais. Apoiados nessa estratégia, estudos preliminares evidenciam total viabilidade prática para o emprego do método da superposição, proporcionando, assim, uma estratégia com fortes perspectivas para os fins aqui postos.

*Raquel Cristina Filiagi Gregory é engenheira eletricista pela UFMT, com mestrado concluído e doutorado em andamento pela UFU.

José Carlos de Oliveira possui graduação e mestrado em engenharia elétrica pela UNIFEI, doutorado pela Universidade de Manchester. Atualmente, é professor aposentado pela UFU.