Não há uma definição padrão para a qualidade na energia elétrica. A disponibilidade, a instalação elétrica, a suscetibilidade dos equipamentos, o aterramento e as interferências são determinantes da qualidade. Com poucas exceções, a maioria dos problemas na qualidade da energia elétrica é criada pelos usuários e resultam de seu uso.
O conceito de qualidade na energia elétrica significa a busca por desenvolvimento de meios para erradicar ou minimizar problemas em dispositivos alimentados por fontes de energia. A grande maioria dos dispositivos eletrônicos atuais trabalha com velocidades altíssimas e é construída no sistema de larga escala de integração, ambas com incrementos substanciais em cada geração de desenvolvimento. Os circuitos eletrônicos podem integrar muitos circuitos em um único chip, possibilitando maiores densidade e complexidade de hardware e software. Tudo isto é acompanhado, infelizmente, por uma baixa tolerância a danos causados por interferência elétrica.
A energia elétrica comercial pode, ocasionalmente, ser fornecida com instabilidades, oscilações, surtos e transientes além dos limites operacionais dos sistemas. Isso pode ocorrer devido a alterações na demanda da transmissão, em parte devido ao projeto estrutural e em parte pela conversão de CA para CC nos dispositivos eletrônicos.
Além dos problemas ocasionais no fornecimento de energia elétrica comercial, a ocorrência dos impulsos elétricos de alta intensidade e curta duração provenientes das descargas atmosféricas, os raios, é extremamente prejudicial a todo tipo de equipamento alimentado por redes. Transientes de alta energia também são originados em outras fontes, tais como carga capacitiva ou indutiva, controle de elevador e impressora laser.
Outro fator importante na qualidade da energia é o aterramento. A maioria dos dispositivos eletrônicos utiliza a conexão de terra como referência para todas as outras tensões operacionais e também para a segurança. Além dos danos por falta de aterramento, devemos considerar que os transientes de energia podem ocorrer de forma bidirecional ao longo da linha de terra. Nem todos os transientes de energia fluem para terra, alguns podem fluir do terra para o equipamento. As soluções para os distúrbios na energia elétrica podem ser compreendidas e aplicadas em três níveis distintos: aterramento apropriado, proteções e sistema alternativo de fornecimento.
O primeiro nível é a aplicação de um bom sistema de terra na instalação. Essa é a primeira linha de defesa contra os distúrbios, assegurando a passagem de qualquer curto-circuito para o terra e também o correto funcionamento dos dispositivos de proteção. A fiação deve ser aterrada em um ponto único. O segundo nível é constituído pelos dispositivos específicos de proteção. Desenvolvidos para eliminar ou minimizar distúrbios isolados ou em conjunto, podem ser aplicados em equipamentos individuais ou sistemas de equipamentos. O terceiro nível compreende um sistema alternativo de energia (sistema backup) para casos de interrupção na rede elétrica convencional ou quando o nível da tensão de rede está abaixo do tolerável.
O principal objetivo deste livro é apresentar os principais conceitos e soluções desenvolvidas na área da qualidade da energia elétrica, procurando proporcionar de forma clara e direta uma introdução aos estudos deste assunto tão atual. |