Melhoria de Processos através do Programa Six Sigma

Por Jorge Paulino

Engenheiro Eletricista e de Produção

O princípio fundamental do Six Sigma é a utilização de um conjunto de práticas, com o objetivo na redução da variabilidade nos processos, eliminando defeitos ou falhas nos produtos e serviços.

O seu uso sistemático, além de aumentar expressivamente a performance, melhora a lucratividade por meio da “melhoria” da qualidade de produtos e processos independente do porte da empresa; se tornou uma realidade e uma solução ótima de médio e longo prazo, espalhando para um crescente número de áreas funcionais dentro das empresas.

O Six Sigma também é definido como uma estratégia gerencial disciplinada através da aplicação de métodos estatísticos e ferramentas da gestão da qualidade, que promove mudanças nas organizações; fazendo com que se chegue a melhorias nos processos, produtos e serviços, produzindo uma satisfação na relação Empresa X Cliente.

Na década de oitenta, a gigante das telecomunicações Motorola, começou a elaborar um programa que tinha como um dos objetivos principais a confiabilidade do produto final, a redução de perdas e a diminuição das sucatas. O objetivo era reduzir a taxa de falhas em seus processos de manufatura.

A Motorola revolucionou a melhoria da qualidade e nos processos de negócios com o seu programa Six Sigma focando a competitividade global, mapeamento os processos e implementando um gerenciamento participativo baseado na busca da melhoria e da qualidade, visando atingir a satisfação do cliente em cinco anos.

A definição de Six Sigma também evoluiu, principalmente pela introdução de novas ferramentas e a adaptação de outras, de forma a se adequar às necessidades do projeto e assim atingir um nível de qualidade que satisfaça o consumidor e minimize as perdas do fornecedor. Em outras palavras, ela contempla as características de outros modelos de qualidade.

A implementação do Six Sigma não é de fácil compreensão por parte de muitos funcionários, daí a necessidade de treinamentos e aprimoramentos nos modelos e projetos evitando os impactos nessas mudanças, criando uma cultura (mentalidade) que coloca a qualidade e a confiabilidade como um compromisso de excelência.

No site da SoftExpert Software, tem um excelente artigo Six Sigma – Estratégias de Gestão de Negócios, abaixo reproduzido e disponível em http://www.softexpert.com.br/norma-seis-sigma.php.

O Programa Seis Sigma nasceu na empresa Motorola na década de 80 e, atualmente, é aplicado tanto em processos de negócios quanto em processos de manufatura, revolucionando o ambiente empresarial devido à quantidade de ferramentas utilizadas.

Seis Sigma é um conjunto de ferramentas e técnicas baseadas em fatos e orientadas a ajudar um negócio a proporcionar benefícios financeiros por meio de melhorias contínuas.

Tecnicamente, Seis Sigma se apresenta como um programa baseado em mensurações, onde a estatística é o principal meio utilizado para auxiliar à tomada de decisão, e tem por objetivo aumentar o nível de qualidade dos processos até atingirem o nível Seis Sigma, o que significa ter uma margem de apenas três erros em um milhão de vezes que se executa uma tarefa.

No coração da metodologia está o modelo DMAIC (definir, medir, analisar, implementar melhorias, controlar) para processos existentes que estejam abaixo das especificações e necessitando melhorias incrementais. O processo DMADV (definir, medir, analisar, desenvolver, verificar) é um sistema de melhoria utilizado para desenvolvimento de novos processos ou produtos em níveis de qualidade Seis Sigma. Também pode ser empregado se um processo atual necessita mais que somente uma melhoria incremental. Os processos Seis Sigma são executados por pessoas certificadas nos níveis Green Belt (cinturão verde) e Black Belt (cinturão negro) e são supervisionados por Master Black Belts.

A metodologia Seis Sigma passa por uma análise preliminar de definição do problema e, em seguida, utiliza as ferramentas estatísticas e de qualidade com o objetivo de transformar as informações em conhecimento necessário à solução do problema. As ferramentas estatísticas e o conhecimento técnico devem ser sempre utilizados integrados a uma metodologia de solução de problemas para aumentar a eficiência.

O objetivo estratégico do programa consiste em melhorar os processos, reduzir sua variabilidade em relação a uma meta específica e, consequentemente contribuir para um maior controle dos resultados obtidos.

O SoftExpert Excellence Suite assegura a conformidade com diversas regulamentações, incluindo a Seis Sigma. O SoftExpert Excellence Suite permite aumentar a eficiência de seus processos da qualidade, minimizar os altos custos da conformidade e colocar rapidamente novos produtos no mercado.

Cada solução do SoftExpert Excellence Suite atende um requisito chave, como mostrado abaixo:

Processo DMAIC/DMADV	Solução SoftExpert
D - Definir: Defina as metas do projeto e os entregáveis aos clientes (internos e externos).
Defina clientes e requisitos. Desenvolva a declaração do problema, metas e benefícios. Identifique o patrocinador, donos do processo e o time. Defina os recursos. Avalie o principal suporte organizacional. Desenvolva o plano de projeto e os milestones. Desenvolva o mapa do processo de alto nível.	Funcionalidade para Solicitação de Iniciativas (proposta de projeto e melhoria de processo). O aplicativo de Gerenciamento de Projetos e Portfólio auxilia a obtenção de requisitos dos clientes, o desenvolvimento de um business case consistente, o desenvolvimento de um plano de projeto e o termo de abertura do projeto, especificando os recursos necessários, restrições, premissas, fronteiras e outros detalhes, com as informações podendo ser alimentadas e atualizadas ao longo da vida do projeto. Funcionalidade de gestão de documentos e formulários para capturar o termo de abertura, a declaração de escopo, entre outros documentos, como os físicos.  Permite a configuração de atributos do projeto, atividades, recursos etc. Estabelece facilmente os papéis, habilidades, competências dos recursos e seus relacionamentos.
M - Medir: Meça o processo para determinar o desempenho atual. Quantifique o problema.
Defina defeito, oportunidade, unidade de medida e indicadores. Mapeie o processo detalhado da área apropriada. Desenvolva o plano de coleta de dados. Valide o sistema de medição. Colete os dados. Inicie o desenvolvimento da relação Y=f(x). Determine o potencial do processo e a linha de base Sigma.	O Aplicativo de Controle Estatístico do Processo (CEP) permite a coleta dos dados de forma manual ou automática e o armazenamento em banco de dados centralizado e seguro, permitindo análises futuras por meio dos aplicativos de cartas de controle, nativos da ferramenta. O Gerenciamento de Processo permite a representação gráfica do processo, descrevendo as entradas, saídas e as unidades de atividade. Representa o processo completo, permitindo a análise e otimização do workflow.  O simulador de processo permite análise facilitada e revisão do processo. O Workflow engine automatiza todo o processo e permite a comunicação e colaboração do time do projeto. O Aplicativo de Análise de Sistemas de Medição (ASM) auxilia a identificação de problemas no processo. Classifica as variações nas seguintes categorias: Bias, Linearidade, Estabilidade, ANOVA e Repetitividade & Reprodutividade, que auxilia a mensuração da eficácia dos medidores, réguas e outros instrumentos de medição.
A - Analisar: Analise e determine a causa raiz do defeito.
Defina as metas de desempenho. Identifique os passos do processo que agregam e os que não agregam valor. Identifique as fontes de variação. Determine a(s) causa(s) raiz. Determine alguns X's vitais do relacionamento Y=f(x).	O aplicativo de Controle Estatístico de Processo permite a análise dos dados coletados previamente. Algumas das ferramentas utilizadas são: Histogramas, Gráfico de Pareto, Gráfico de Sequência, Diagrama de Dispersão, Diagrama de Causa e Efeito (espinha de peixe) e 5 Porquês. O simulador de processo permite facilmente a análise e revisão do processo.
I – Implementar melhorias: Implemente as melhorias no processo por meio da eliminação de defeitos. D - Desenvolver: Detalhe o processo para atender às necessidades do cliente.
Execute um projeto de experimentos. Desenvolva soluções potenciais. Defina tolerâncias operacionais do sistema potencial. Avalie modos de falha do sistema potencial. Avalie melhorias potenciais por meio de estudos piloto. Corrija/Reavalie a solução potencial.	A metodologia contida no FMEA da SoftExpert permite: Analisar o modo potencial de falha do seu processo ou produto; Analisar o efeito resultante destas falhas; Analisar as causas potenciais e seus riscos; Antecipar e quantificar a probabilidade de problemas; Priorizar ações necessárias para mitigar o risco associado à falha. O simulador de processo permite facilmente a análise e revisão do processo.  Workflow e alertas configuráveis também auxiliam o controle do processo e notificações automáticas. Dados do Controle Estatístico (CEP) de Processo identificam restrições, tempos de espera e outras fontes de atraso no processo. O CEP também permite encontrar variações no processo, reduzindo o desperdício e a probabilidade de que surjam problemas mais para frente. Oriente e gerencie a execução do projeto. Utilize workflow para iniciar, comunicar, acelerar e controlar a implementação dos trabalhos. Timesheet permite aos recursos que informem suas horas e esforços para controle do progresso. Riscos, questões, alterações, ou qualquer exceção podem ser caracterizadas, e recursos podem ser designados e monitorados.
C - Controlar: Controle o desempenho do processo futuro. V - Verificar: Verifique o desempenho do projeto e sua habilidade de atender às necessidades do cliente.
Defina e valide o sistema de monitoramento e controle. Desenvolva procedimentos e padrões. Implemente o controle estatístico de processo. Determine a capabilidade do processo. Desenvolva o plano de transferência e entregue para o dono do processo. Verifique os benefícios, economia/contenção de custos e aumento do lucro. Encerre o projeto e finalize a documentação. Comunique a empresa e celebre.	Aplicativos analíticos textuais e gráficos para monitorar projetos e processos. Meça o resultado dos processos e produtos com análises estatísticas, volume de alterações e múltiplos indicadores de saúde do projeto (custo, prazo, alocação de recurso) com controles de limites superior e inferior representados por cor e imagens. Utilize workflow para iniciar o encerramento de um projeto e obter a aprovação de todas as partes interessadas. Todo o conteúdo do projeto pode ser arquivado ou utilizado como modelo para futuros projetos, padronização de processos, análise de lições aprendidas e auditorias.

Autorizada a reprodução total ou parcial deste Artigo, desde que citada a fonte. Vedada a memorização e/ou recuperação total ou parcial, bem como a inclusão de trechos ou partes, em qualquer sistema de processamento de dados.

O desenvolvimento dos sistemas Elétricos de Potência e a sua importância para o desenvolvimento sócio econômico – Parte 4

Por Jorge Paulino

Engenheiro Eletricista e de Produção

 Sala de Despacho de Carga

Podemos considerar que o Disjuntor é um dos principais equipamentos na execução de manobras em um sistema elétrico e também na proteção dos sistemas, principalmente quando atua por comando de algum relé de proteção remoto ou, no caso de alguns disjuntores, de disparadores termomagnéticos ou relés primários dotados de disparadores acoplados aos disjuntores.

O Disjuntor destina-se a interromper ou estabelecer circuitos em situações normais, isto é, em condições de manobra, e em situações anormais ou emergênciais. Onde houve atuação da proteção, suas características construtivas, o permitem estabelecer ou interromper circuitos em vazio ou em carga, e às vezes, em condições de curto-circuito desde que respeitados os limites de interrupção nele especificados. É o elemento destinado a isolar do restante do sistema uma região atingida por uma falta detectada pela proteção, o disjuntor possui todos esses atributos graças a dispositivos internos de extinção de arcos elétricos que sempre ocorrem quando se faz a interrupção de circuitos em carga, onde circula a corrente elétrica.

As principais características para especificação de disjuntores são a corrente nominal, capacidade nominal de interrupção das correntes de curto-circuito, tempo para interrupção da falta, o meio de extinção do arco elétrico, o meio isolante, o tipo de mecanismo de operação a ser utilizado.

Disjuntores de alta tensão

Os Disjuntores atualmente contam com as seguintes opções de meios de interrupção do arco elétrico, Sopro magnético; a Óleo (pequeno e grande volume), a Ar Comprimido, a Vácuo, a SF6 – a gás hexafluoreto de enxofre - (dupla pressão, única pressão ou puffer type e auto-extinção) e a Semicondutores.

O tempo de uso de disjuntores num sistema elétrico submete estes equipamentos a estresses variáveis, que ao longo do tempo podem provocar redução na sua capacidade de interrupção, resultando em incertezas quanto a sua real capacidade nominal de interrupção.

Existe sempre a necessidade de uma avaliação criteriosa e por vezes bastante rigorosa dessa redução de capacidade, visando principalmente ao aumento na confiabilidade do sistema elétrico, bem como também numa redução de custos que possam vir a ocorrer pelo correto tratamento que se contraponha à operação inadequada desses equipamentos.

Os Disjuntores de aterramento servem para aterrar e curto-circuitar, com uma corrente quase nula, partes da instalação e equipamentos desligados; geralmente combinam-se com seccionadores, formando uma unidade que devem estar em condições de conduzir não somente a intensidade nominal de corrente mas também as correntes de curto circuito que possam se estabelecer no ponto de montagem.

Disjuntores de 765 KV - Itaipu

Entre os seccionadores e disjuntores de aterramento, dispõe-se frequentemente de um intertravamento alternativo, que, não obstante, não exime da obrigação de comprovar se a tensão é nula antes de se efetuar o aterramento. 

As Chaves Seccionadoras  são equipamentos exclusivamente de manobra das subestação; não podem ser operadas em carga, principalmente por não possuírem dispositivos de extinção de arcos elétricos que sempre ocorrem em manobras em carga. Dessa forma, as chaves seccionadoras só são operadas por comando do homem, isto é, não são comandadas por relés de proteção, como pode ocorrer com os disjuntores. 

Em resumo, as chaves seccionadoras são vedadas de interromperem ou estabelecerem circuitos em carga, e, por isso, possuem em sua série de comando elétrico diversos intertravamentos que as impedem de serem operadas sem que sejam atendidas às condições exigidas por esses intertravamentos. Existem também os intertravamentos e bloqueios mecânicos que atuam como proteção adicional em caso de operação sem o uso do acionador elétrico.

Em um ambiente eletromagnético em uma subestação pode ser considerado hostil aos inúmeros dispositivos de controle e supervisão digitais empregados na automação do sistema elétrico.Aliado a isto temos as descargas atmosféricas e operações normais do sistema elétrico, tais como chaveamentos (abertura e fechamento de chaves seccionadoras, disjuntores) entre outras são geradoras de ondas eletromagnéticas de elevado conteúdo espectral, podendo causar interferência e a operação indevida de dispositivos eletrônicos sensíveis, presentes na planta, comprometendo a operação do sistema e causando enormes prejuízos.

Um aterramento corretamente projetado com Chaves de Aterramento, em que são levados em consideração as interferências de alta frequência presentes no sistema elétrico podem minimizar os efeitos das interferências eletromagnéticas, e com isto, estaremos reduzindo os riscos aos equipamentos eletrônicos sensíveis presentes na subestação.  

Os Relés, também constituem uma das mais poderosas ferramenta do Engenheiro na Proteção das Linhas de Energização; segundo a ABNT, o relé é um dispositivo por meio do qual um equipamento elétrico é operado quando se produzem variações nas condições deste equipamento ou do circuito em que ele está ligado, ou em outro equipamento ou circuito associado.

Em outras palavras, o relé é um dispositivo cuja função é detetar  nas linhas ou aparelhos faltosos, perigosas ou indesejáveis condições do sistema, e iniciar convenientes manobras de chaveamento ou dar aviso adequado. As principais qualidades requeridas a um relé são, confiabilidade, sensibilidade, rapidez na ação (razões de estabilidade do sistema), manutenção da regulagem (independente das variações da temperatura exterior, frequência, vibrações, campos externos) e etc. 

Um curto-circuito traduz-se por, altas correntes e quedas de tensão - no entanto, ambas não são exclusivas do defeito, variação da impedância aparente - correspondente à relação tensão/ corrente no local do relé e que é brusca e maior na ocasião do defeito do que nas simples variações de carga, aparecimento das componentes inversa (seqüência negativa) e homopolar  (seqüência zero) de tensão e/ou de corrente, no caso de defeito desequilibrado e de valor máximo no lugar do defeito e acentuadas diferenças de fase e/ou amplitude entre a corrente de entrada (Ie) e de saída (Is) de um elemento da rede.

Existe uma grande variedade de relés, atendendo às diversas aplicações, podemos classificar os relés, basicamente quanto às grandezas físicas de atuação, em  elétricas, mecânicas, térmicas, óticas; e quanto à natureza da grandeza a que respondem, em corrente, tensão, potência, frequência, pressão, temperatura.

Quanto à função, sobre e subcorrente, tensão ou potência, direcional de corrente ou potência, diferencial, distância, quanto ao tipo construtivo, em eletromecânicos (indução), mecânicos (centrífugo), eletrônicos (fotoelétrico), estáticos (efeito Hall), quanto ao tipo de fonte para atuação do elemento de controle: corrente alternada ou contínua, quanto ao grau de importância: principal (51 ASA) ou intermediário (86 ASA), quanto ao posicionamento dos contatos; normalmente aberto ou fechado, quanto à aplicação: máquinas rotativas (gerador) ou estáticas (transformadores, linhas aéreas ou subterrâneas, aparelhos em geral e quanto à temporização: instantâneo (sem retardo proposital) e temporizado mecânica, elétrica ou eletrônico).

Os principais tipos de relés são:

Relé de indução

É baseado sobre a ação exercida por campos magnéticos alternados (circuito indutor fixo), sobre as correntes induzidas por esses campos em condutor móvel constituído por um disco ou copo metálico.

A maioria dos relés tem uma faixa de ajuste que os torna adaptáveis a um larga faixa de circunstâncias possíveis; há normalmente dois ajustes, os de corrente; feito através do posicionamento do entreferro, ou pelo tensionamento da mola de restrição e os de tempo, através da regulagem do percurso do contato mola, e do ajuste do dispositivo de tempo, por meio de dispositivos de temporização diversos. Os ajustes obedecem, as características do fabricante que é mostrada nas chamadas curvas tempo-corrente, fornecidas no catálogo do mesmo. No eixo vertical temos os tempos, em segundos; no eixo horizontal aparecem as correntes de acionamento, em múltiplos de 1 a 20 vezes o tape escolhido passando a ser o valor de atuação do relé,  por  segurança (problemas de atrito), costuma-se fazer com que a grandeza do defeito represente pelo menos uma vez e meia o valor de atuação fator de sensibilidade.

Com duas armaduras; uma delas recebe a bobina com os tapes de tempo inverso e a outra corresponde à atuação instantânea do relé.

Relé de Indução tipo disco

Nesse modelo o disco gira continuamente, para a corrente nominal; se há corrente de falta, a peça metálica (armadura de embreagem) é atraída pela armadura da bobina de excitação e, com isso, engrena o quadro de embreagem, contendo um parafuso sem-fim, com o setor dentado portador de uma haste que, ao subir, bate na palheta disparo, com o que se fecham os contatos do relé, um ressalto de regulagem do elemento instantâneo atua diretamente sobre uma peça em balanço, fechando os contatos do relé, sem temporização.

Relé de tensão

São aqueles que reagem em função da tensão do circuito elétrico que guardam; sua equação de conjugado da forma:

Tem um funcionamento muito semelhante aos relés de corrente  exceto pelo fato de que são, mais usualmente não-temporizados, seja diretamente ou através de um transformador de potencial da rede;

a) relé de máxima, efetuando abertura de um disjuntor quando a tensão no circuito (V) for maior que um valor de regulagem (vr);

b) relé de mínima, no caso contrário, por exemplo, quando V < 0,65 (v r)

c) relé de partida ou de aceleração, usado para curto-circuitar degraus de resistência em dispositivos de partida, para aceleração de motores.

A estrutura fisica compreende um circuito magnético fixo, em duas peças, a bobina, a armadura móvel pivotando em tomo do eixo de modo a bascular a ampola de mercúrio, com isso estabelecendo o contato entre os terminais; a mola de restrição recoloca a armadura na posição de repouso após a passagem da perturbação (uma sobretensão) e serve ainda como regulagem do relé.

Esquemático de relé de tensão


Relé de correntes

É um tipo de relé muito usual, usado para sobrecorrente, como de unidade direcional, e ainda  para proteção de enrolamento de fase dividida de geradores, proteção de linhas paralelas saindo um barramento diretamente ou através de um transformador de corrente da rede.

Esquemático de relé de tensão tipo balanço de correntes

Conforme o esquemático, o valor do conjugado desse relé, é dado pela supostas correntes I1 e I2  em fase:

Relés direcionais e/ou de potência

Foi visto anteriormente que um relé direcional é capaz de distinguir entre o fluxo de corrente em uma direção ou em outra, em circuito de corrente alternada,  isso é feito pelo reconhecimento do ângulo de fase entre a corrente e a grandeza de polarização (ou de referência).

Existem basicamente dois tipos de relés direcionais, os que respondem ao fluxo de potência normal e os que respondem a condições de falta (curto-circuito).

I- Relés direcionais de potência

São conectados para serem polarizados por uma tensão de um circuito, as conexões de corrente, e as características do relé são escolhidas tal que o conjugado máximo do relé ocorra quando uma carga com fator de potência unitário percorre o circuito.

Assim, se um circuito monofásico é envolvido, usa-se um relé direcional que terá conjugado máximo quando a corrente está em fase com a tensão; o mesmo relé pode ser usado em um circuito trifásico, caso a carga seja suficientemente bem equilibrada; outra forma de conexão usual, conforme a Figura abaixo mostra  o conjugado  obtido quando a corrente no relé está adiantada de 30º em relação a tensão.

Alimentação de relé direcional de potência

No caso da carga do circuito trifásico ser desequilibrada, ou ainda, quando uma corrente de atuação muito baixa seja requerida, usa-se um relé polifásico que consta de três unidades monofásicas cujos conjugados são adicionados para controlar um único jogo de contatos e as grandezas de atuação de um relé podem ser quaisquer de várias combinações, mas freqüentemente são usadas as seguintes Grandezas de atuação de um relé, conforme a Tabela.

Tabela de grandezas de atuação de um relé

Os relés de potência são disponíveis com ajuste da mínima corrente de atuação, assim, eles podem ser calibrados seja em função da mínima corrente de atuação, em amperes, sob tensão nominal, ou em termos da mínima potência de atuação, em watts; assim sendo, tais relés podem ser ajustados para responder a qualquer desejada quantidade de energia suprida em uma dada direção, de fato,.esses relés são wattímetros com seu mecanismo substituído por contatos e tendo uma mola de controle.

Os relés direcionais de potência têm características temporizadas para impedir operação indesejável durante as momentâneas reversões de energia, como quando dos surtos de potência sincronizante dos geradores ou das reversões de energia quando ocorrem curto-circuitos.

II.  Relés direcionais para proteção contra curto-circuito

Nos curto-circuitos envolvem correntes bastante atrasadas em relação à posição de fator de potência unitário, é desejável que os relés direcionais para proteção contra curto-circuito sejam arranjados para desenvolver conjugado máximo sob tais condições de corrente atrasada, na Figura, um relé está ligado a uma rede, e mostra uma caixa de acessórios que permite ajustes convenientes na obtenção de diferentes ângulos de conjugado máximo.

Esquemático de relé direcional

Em caso de curto-circuito a instalação passa de uma condição de fator de potência 0,0 a 0,30 (ângulos passando de 25° a 75°, por exemplo). Assim, pode haver um grande número de conexões possíveis, mas na prática, apenas algumas são usuais. Mais exatamente, elas são conhecidas como conexões 0° quadratura 30° (adjacente) e 60°, conforme é mostrado na Figura abaixo, esses nomes descrevem a relação entre a corrente na bobina de corrente e a tensão de referência, sob condição de fator de potência unitário da carga.

Relés direcionais para proteção contra curto-circuito são usados geralmente para suplementar outros relés (sobre corrente, distância) em caso de curto-circuito, e se o valor alcançado pela sobrecorrente deve provocar ou não a abertura do circuito. Sendo assim, esses relés direcionais não são temporizados, nem ajustáveis, mas operam sob baixos valores de corrente; tem boa sensibilidade.

A alimentação de relé direcional de curto-circuito

Na operação do dia a dia, os sistemas são expostos a condições muitas às vezes adversas e imprevisíveis que podem levar a situações de anormalidades, falhas ou a uma operação instável, produzindo transtornos diversos aos usuários. 

Qualidade, Confiabilidade e a Continuidade ditam um ponto de eficiência, onde se consiga economizar nos investimentos; cada vez mais têm-se buscado operar e expandir o sistema utilizando critérios de custos.

Em um projeto torna-se fundamental a análise de todas as expectativas (as atuais e as futuras), a elaboração de programas ótimos de geração, a constituição dos esquemas de interconexão, análise e simulação das proteções e a previsão de crescimento do consumo.

Atualmente os sistemas elétricos de potência tornaram-se mais complexos o que exige técnicas e estudos cada vez mais precisos para construir, manter e operar estes sistemas/equipamentos.

Foto de uma Sala de Operações

Assista os vídeos no nosso canal através do  http://engenharianodiaadia.blogspot.com/p/engenharia-em-videos.html .

Fontes: 

CAMINHA, Amadeu Casal. Introdução a Proteção dos Sistemas Elétricos. São Paulo: Edgard Blucher,2006.
CLARK, H. Proteção de Sistemas Elétricos de Potência. Universidade Federal de Santa Maria/Centrais Elétricas Brasileiras-Eletrobras , 1979
MAMEDE, F João. Manual de Equipamentos Elétricos. 3 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006
PAULINO, Jorge Fernando. Trabalho de Conclusâo de Curso - Graduação em Engenharia Elétrica -Proteção de sistemas elétricos em usinas termelétricas de geração à gás, 2007.

O desenvolvimento dos sistemas Elétricos de Potência e a sua importância para o desenvolvimento sócio econômico – Parte 3

Por Jorge Paulino
Engenheiro Eletricista e de Produção

Os Critérios de composição para os Barramentos e seus arranjos nas Subestações “SE’s”

Os tipos e características dos barramentos são definidos de acordo com a forma de conexão entre linhas, transformadores e cargas de uma subestação e são conhecidos como arranjo, e tendo como finalidade, definir os critérios de projeto e instalação de uma ou mais SE. 

Deve-se salientar que o número de barramentos dependerá da  importância da SE e principalmente das consequências dos trabalhos de manutenção-corretiva ou emergencial.

Deve-se salientar que o número de barramentos dependerá da  importância da SE e principalmente das consequências dos trabalhos de manutenção-corretiva ou emergencial.

Em um arranjo de SE, é necessário estudar e simular todas as vantagens e desvantagens dos tipos e características dos barramentos, a manutenção e os custos de implantação, a flexibilidade, a facilidade de manobras, a continuidade, a confiabilidade operacional; sempre com o intuito de uma maior continuidade de serviço.

Os principais e mais utilizados tipos de barramentos, com suas vantagens e desvantagens.

Barramentos simples

Principais Vantagens As instalações e as manobras de ligar e desligar circuitos alimentadores são extremamente simples, com custos de instalação e operação reduzido.

Principais Desvantagens Falhas no barramento ou num disjuntor, resultam no desligamento da SE; a cada manutenção do disjuntor dos alimentadores será interrompido totalmente o fornecimento de energia para os consumidores correspondentes, e em caso de ampliação da SE, ela não pode ser realizada sem uma completa desenergização.

          

Duplo Barramento Simples

Principais Vantagens Cada circuito tem dois disjuntores dedicados, existe uma flexibilidade de conexão de circuitos para a outra barra, qualquer disjuntor poderá ser retirado de serviço para manutenção com fácil recomposição de operação.

Principais Desvantagens Custo mais elevado, na falha de um disjuntor ocorrerá perda da metade dos circuitos se não estiverem conectadas em ambas as barras.

Barramentos Simples Seccionado

Principais Vantagens Maior continuidade no fornecimento, melhor facilidade de execução dos serviços de manutenção, e em caso de falha da barra, somente são serão desligados os consumidores ligados à seção afetada. Este arranjo é indicado para funcionar com duas ou mais fontes de energia.

Principais Desvantagens Não se pode transferir uma linha de uma barra para a outra, a cada manutenção de um disjuntor deixará de fora de serviço a linha correspondente; é um esquema de proteção é mais complexo.

Barramentos Principal e de Transferência

Principais Vantagens Custo inicial e final baixo, qualquer disjuntor pode ser retirado de serviço para manutenção e equipamentos podem ser adicionados e/ou retirados à barra principal sem maiores dificuldades.

Principais Desvantagens Requer um disjuntor extra para a conexão com a outra barra, e suas manobras são relativamente complicadas quando se deseja colocar um disjuntor em manutenção. A falha no barramento ou num disjuntor resulta no desligamento da SE.

Barramentos Duplo, um Disjuntor

Principais Vantagens Permite flexibilidade com as barras em operação, e qualquer uma das barras poderá ser isolada para manutenção, permitindo a facilidade de transferência dos circuitos de uma barra para outra com o uso de um único disjuntor de manobras com chaves.

Principais Desvantagens Requer um disjuntor de transferência para conexão com outra barra, sendo necessárias quatro chaves por circuito; a proteção do barramento pode causar a perda da SE quando esta operar com todos os circuitos num único barramento, uma falha no disjuntor de transferência pode colocar a SE fora de serviço.

Barramentos Duplo, Duplo Disjuntor

Principais Vantagens Usada principalmente em instalações de grande potência, possui um arranjo mais completo, permitindo uma maior flexibilidade e maior confiabilidade do sistema, pela continuidade de fornecimento.

Principais Desvantagens Elevado custo de instalação e manutenção.

Barramentos Duplo, com Disjuntor e Meio

Principais Vantagens Chaveamento independente por disjuntor, com manobras simples; permite uma maior flexibilidade de manobra e uma rápida recomposição em caso de falha nos disjuntores adjacentes às barras de transferência, retirando-se apenas um circuito de serviço; qualquer uma das barras poderá ser retirada de serviço a qualquer tempo para manutenção sem a retirada dos circuitos de serviço.

Principais Desvantagens Um disjuntor e meio por circuito, chaveamento e religamento automático envolvem demasiado número de operações, além do disjuntor intermediário e circuitos agregados.

Barramentos em Anel

Principais Vantagens Custo inicial e final baixo, com uma flexibilidade de manutenção nos disjuntores - qualquer disjuntor pode ser removido para manutenção sem interrupção da carga. Necessita apenas um disjuntor por circuito, não utiliza barra principal e cada circuito é alimentado através de disjuntores e todas as chaves abrem os disjuntores.

Principais Desvantagens Se uma falta ocorre durante a manutenção de um disjuntor o anel pode ser separado em duas seções, o religamento automático e circuitos de proteção são relativamente complexos. Em caso de manutenção num dado equipamento a proteção deixará de atuar durante esse período e em caso de falha no disjuntor durante uma falta em um dos circuitos causará a perda de um circuito adicional, pois, um disjuntor já está fora de operação. Necessidade de equipamentos em todos os circuitos por não haver referencia de potencial neste arranjo, sendo necessário em todos os casos para sincronização, linha viva ou indicação de tensão.

Atualmente, com o avanço dos sistemas digitais e a alta tecnologia, a automação de sistemas vem ocupando um lugar de destaque no desenvolvimento tecnologico na Europa e nos Estados Unidos, sendo atualmente implantados e desenvolvendo up grades nos sistemas de distribuição do Brasil, principalmente nas usinas, subestações e linhas de transmissão.

Assista os vídeos no nosso canal através do http://engenharianodiaadia.blogspot.com/p/engenharia-em-videos.html

Os Arranjos de Barramentos e suas características foram retiradas do Trabalho dos Alunos Márcio Rodrigues - marcio@lactec.org.br, e Júlio Carvalho - jcarvalho@hsbc.com.br  para o Departamento Acadêmico de Eletrotécnica - Engenharia Industrial Elétrica Subestações da LACTEC - Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento e disponibilizados no Site ebah - http://www.ebah.com.br/ .

Fotos e diagrama retirados do Relatório de Visita de Estudo à Subestação de Sacavém – Lisboa/Portugal do ISEL, através do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa / Departamento de Engenharia Electrotécnica e Automação feita pelos Engenheiros Rui Pestana e Fernando Matos – disponível em http://pwp.net.ipl.pt/deea.isel/ssenergia/Doc/Subestacao_de_Sacavem.pdf .

Autorizada a reprodução total ou parcial deste Artigo, desde que citada a fonte. Vedada a memorização e/ou recuperação total ou parcial, bem como a inclusão de trechos ou partes, em qualquer sistema de processamento de dados.