Ferramentas de engenharia da Plataforma Kaffa  

Conheça o módulo que traz opções de Cálculo Mecânico, Cálculo Elétrico e Planialtimetria com suas vantagens

Recentemente, apresentamos alguns módulos de nossa solução de eficiência operacional da Plataforma Kaffa, em nossa série especial sobre essa solução, tais como o As Built, o Planner e o Maintenance. Agora, abordaremos as características e vantagens das ferramentas de engenharia que complementam esses e outros módulos da Plataforma Kaffa.

“O processo de distribuição de energia tem diversas etapas e algumas delas, a começar pela captação de dados em campo e verificação de ativos, passam por análises elétricas e mecânicas. E as ferramentas de engenharia que realizam essas análises são fundamentais para manter os ativos da melhor forma e garantir a qualidade do serviço das empresas”, conta Daniel Menezes, engenheiro eletricista e analista desenvolvedor da Codex Utilities.

No caso da Plataforma Kaffa, o módulo inclui Cálculo Elétrico, Cálculo de Esforço em Poste (ou Cálculo Mecânico) e Planialtimetria. Ele destaca que a segurança é o objetivo principal dessas ferramentas de engenharia. “Na parte elétrica, o cálculo visa garantir a qualidade da energia e segurança na estabilidade elétrica. Já o cálculo mecânico é voltado para projetar estruturas seguras”, detalha, acrescentando que todas são complementos ao processo como um todo na distribuição de energia. Saiba mais detalhes a seguir.

Cálculo de Esforço em Poste (Cálculo Mecânico) 

O cálculo de esforço em poste ou cálculo mecânico tem como objetivo calcular a resultante dos esforços atuantes e é baseado nas informações cadastrais da rede, nas tabelas de esforços de postes e trações de projeto de redes e nas informações de geometria das redes de distribuição de energia, estais e redes de ocupantes (uso mútuo) que aplicam esforços aos postes.

Ou seja, essa ferramenta visa calcular e visualizar na aplicação a resultante dos esforços aplicados nos postes selecionados, sejam eles projetados ou já existentes. Baseado no módulo da resultante dos esforços, é possível definir a característica do poste a ser incluído na rede e avaliar o seu correto dimensionamento.

Os principais ativos analisados no módulo de Cálculos Mecânicos da Plataforma Kaffa são postes em linhas, em especial de baixa e média tensões. Por exemplo, quando há uma demanda no fluxo de construção de redes, o especialista técnico faz uma vistoria do local e elabora propostas de postes. Essas propostas precisam de análises mecânicas para assegurar a segurança das estruturas.

Daí, como apresentado acima, a ferramenta de cálculo mecânico verifica se o poste suportará os esforços que serão aplicados nele. Sua análise leva em conta os cabos que exercem força sobre os postes e o peso dos equipamentos, considerando condições climáticas como vento e variações de temperatura, que, no Brasil são as variáveis principais para os postes de concreto, fibra de vidro e madeira. A chuva é considerada na mesma análise da velocidade dos ventos. Em localidades com inverno rigoroso, também se pode incluir quantidade de gelo que se acumula nos condutores.

“Essas análises são necessidades normativas, demandas da Aneel [Agência Nacional de Energia Elétrica] e de alguns controladores de vias, como o DER [Departamento de Estradas de Rodagem] e o DNIT [Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes], necessárias para a segurança”, relembra Menezes.

Cálculo Elétrico 

Por outro lado, a ferramenta de cálculo elétrico analisa, principalmente, o fluxo de potência. Ele indica se uma determinada rede suportará a quantidade de energia demandada e se o transformador aguentará a quantidade de clientes demandando aquela potência. Além disso, também faz análises sobre possíveis riscos de curto-circuito, entre outras.

“É possível verificar a queda de tensão de ponta a ponta e se assegurar de que a tensão está chegando numa qualidade boa até o final do caminho”, exemplifica Menezes.

Os cálculos elétricos no módulo de Cálculos Elétricos da Plataforma Kaffa utilizam o OpenDSS como motor de cálculo. A Kaffa envia dados para o motor OpenDSS, que executa os cálculos e coleta os resultados para apresentação. O processo ocorre em segundo plano, eliminando a necessidade de troca de arquivos pelo usuário.

Os cálculos elétricos na Plataforma Kaffa abrangem dois tipos de análise:

Apenas secundário: nesse caso, um único circuito secundário será analisado e a fonte será conectada diretamente ao transformador de distribuição. A fonte representa toda a rede primária a montante, com impedâncias equivalentes.

Primário + secundário: essa análise inclui um ou mais trechos de rede primária conectados a um ou mais circuitos secundários. A fonte será conectada ao ponto inicial da rede primária. Os limites da rede primária para o cálculo são as extremidades do circuito ou cargas equivalentes que representam o restante da rede primária a jusante.

Para ambos os tipos de análise, estarão disponíveis os cálculos de fluxo de carga, flicker e curto-circuito.

O módulo de Cálculos Elétricos apresenta seus dados utilizando a interface padrão da Plataforma Kaffa. Alguns resultados serão exibidos ao lado dos trechos e pontos na interface gráfica, enquanto outros serão apresentados na área de texto, localizada no lado esquerdo da tela. Isso ocorre porque há uma grande quantidade de informações disponíveis, e exibi-las integralmente na interface gráfica poderia sobrecarregar a visualização.

Como o módulo de Cálculos Elétricos realiza a análise de flicker, ele executa dois cálculos de fluxo de carga e compara as tensões dos dois conjuntos de resultados para determinar os valores de flicker. Essas análises são denominadas “Base” e “Transient”, sendo que a segunda inclui cargas transitórias, como partidas de motores. Dessa forma, o usuário pode optar por visualizar os resultados de cada cálculo separadamente.

Planialtimetria 

Chamada de Planialtimetria ou SAG Analysis, essa ferramenta avalia se estão sendo atendidas as distancias mínimas entre condutores de diversos níveis do poste entre condutores e entre o chão. O usuário também entra com perfil do solo para avaliar o nivelamento.

Menezes lembra que algumas empresas focam essa análise em lugares rurais, onde os vãos são muito grandes, enquanto nas cidades, por haver vãos menores, já é possível deixar o condutor bem esticado. Ele ressalta também o cuidado de instalar os postes em travessias de ruas e rodovias, onde é necessário levar em conta a altura de grandes veículos.

O módulo de Análise Planialtimétrica na Plataforma Kaffa consiste em um conjunto de cálculos para desenhar e validar a flecha dos condutores aéreos com base nas características dos condutores e na topografia subjacente.

A ferramenta verifica a folga dos vãos e apresenta informações úteis em uma visualização lateral do perfil do terreno.

Já na interface da análise, o usuário pode editar os componentes e estruturas da análise enquanto visualiza os resultados no mapa de vista superior ou no mapa planialtimétrico (vista lateral).

O mapa planialtimétrico pode ser ativado pelo botão gráfico no cabeçalho da análise. Essa visualização apresenta os principais resultados e informações ao usuário.

A representação planialtimétrica exibe o perfil do terreno em um plano horizontal. Nesta visualização, os vãos são rotacionados para uma linha reta no plano horizontal, mantendo seu comprimento original, enquanto sua direção é indicada pelo azimute, mostrado na parte inferior.

Essas são apenas algumas das funcionalidades do módulo. “Nossas ferramentas de engenharia se destacam pela facilidade no uso. É muito prático utilizá-las se você já tem dados cadastrados no GIS. Fica tudo dentro do projeto, dentro da ferramenta, com a informação já disponível. Também destaco a solução de mobilidade da Plataforma Kaffa, que pode ser utilizada no campo, também em modo offline”, conclui Menezes.