Aula Ministrada Pelo Prof. João Guilherme

 Na aula de 12/05/2022, ministrada pelo professor João Guilherme, foi abordado o tema das fiscalizações prévias de confiabilidade, além da continuidade necessária em sistemas elétricos.

Logo no início, foi mostrado o fato de que a população consumidora deseja utilizar apenas produtos confiáveis – entretanto, é impossível produzir um sistema completamente infalível. A solução proposta é o uso da redundância, isto é, a adição de várias medidas que visam prevenir falhas no sistema, aumentando assim sua confiabilidade.

Aparece então uma pergunta, ilustrada por um gráfico mostrado pelo professor João Guilherme. O quão confiável será um sistema ao longo de sua vida útil? A resposta se dá de forma intuitiva. A tendência da confiabilidade de um sistema é sempre de se reduzir conforme é usado. Isso pode, no entanto, ser mitigado por meio do investimento nas medidas de segurança – quanto maior esse investimento, mais tempo será necessário para que a segurança do sistema decaia. Um investimento grande, portanto, leva a um custo de operação menor.

A respeito dos métodos utilizados para prever o comportamento dos sistemas, existem variados indicadores numéricos de sua eficiência – estes são, por exemplo, o risco de falha (em porcentagem), a taxa de indisponibilidade, o tempo médio esperado até que uma falha aconteça, a duração média dessa falha e por fim o custo esperado de operação, levando em conta o aumento desse custo em vista da adição dos métodos.

Em sistemas elétricos, o tempo esperado para que os planejamentos sejam concluídos pode variar de horas até décadas. São necessários vários dados e informações, como por exemplo a configuração que será utilizada no sistema, os tipos de falha que podem ocorrer, as consequências de tais falhas, o método escolhido para a manutenção, preventiva ou não, e também as condições de operação – isso inclui seguir as leis ambientais locais.

Para se preparar um sistema, existem várias ferramentas que são de suma importância. Essas são a teoria das probabilidades, o uso da estatística, algoritmos matemáticos e computacionais e o uso da programação para automatizar e aumentar a eficiência do sistema. Dentre estas, as técnicas analíticas demonstram o sistema por modelos matemáticos, usando de algoritmos para calcular a taxa de confiabilidade, enquanto as simulações Monte Carlo simulam o comportamento do sistema por meio de amostras reais e aleatórias, assim calculando o índice de confiabilidade.

Foram então apresentados vários conceitos gerais, como o de disponibilidade: é a possibilidade de que ao ser analisado em um instante futuro qualquer, um sistema esteja em operação – sendo assim tal conceito melhor adequado para sistemas que operam por missão.

Também foi demonstrado para a turma os diferentes tipos de sistemas. São estes o sistema série, no qual existe um único caminho – e portanto, só funciona se todos seus componentes ainda estão funcionais, e o sistema paralelo, no qual cada componente age como um caminho em si – apesar de redundante, só vai haver falhas se cada componente falhar, e por fim os sistemas mistos – que possuem características mescladas dos dois anteriores.

Logo após, o professor João Guilherme tornou a falar sobre as análises de confiabilidade. Dessa vez, foram explicados os quatro níveis hierárquicos nos quais são classificadas as análises. São estes o NH0 – Sistema Energético, NH1 – Geração, NH2 – Transmissão e NH3 – Distribuição.

Dentro dos sistemas de geração, foi apresentado um gráfico/tabela que demonstra o quão dependente das usinas hidrelétricas é o SIN – o sistema elétrico brasileiro. Mais de 62% de toda a eletricidade que flui pelo país vem da energia gerada pela água, enquanto que outras formas não passam de 15% de produção.

Foi também demonstrado a grandeza do sistema elétrico brasileiro – planejada de acordo com o critério N-1, o uso de algoritmos prova que a chance de que em um dado momento não haja sequer uma parte danificada é de menos de 0.01% - o que justifica o anteriormente mencionado critério, no qual o sistema suporta a perda de qualquer elemento sem causar interrupção, instabilidade ou violação de limites, sejam eles de frequência ou tensão.

O SIN também possui diversos indicadores de desempenho, sendo esses o número de perturbações (da rede básica ou por cada tipo específico de equipamento), a causa dessas perturbações na rede básica e a taxa de incidência relativa às causas sazonais, como queimadas, relâmpagos, e et cetera.

Concluiu-se então que a análise de confiabilidade de sistemas elétricos permite realizar o diagnóstico de sua condição, representando assim uma importante ferramenta na gestão dos sistemas. Os índices que são obtidos por meio dessas análises podem então ser relacionados aos custos de operação das redes e grades elétricas, podendo assim serem identificadas e aplicadas as melhores opções para que a expansão aconteça de modo a ser obtido um sistema confiável pelo menor custo – monetário ou não – possível