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AUMENTO DA RECEITA DAS TRANSMISSORAS ATRAVÉS DA OTIMIZAÇÃO DA MANUTENÇÃO J. E. Fidalgo, ENERQ/USP-BR, J. E. Robba, ENERQ/USP-BR, M. R. Gouvêa, ENERQ/USP-BR, C. C. da Silva, CTEEP-BR. Abstract -- This article presents a modeling for simulation of different Maintenance alternatives and it´s corresponding results in terms of expected revenue, considering: Risks of installation imperfections and it´s associated interruptions; Periods resulting from non- availability by programmed maintenance; Prevented interruptions resultant of specific actions of maintenance; Useful life of all installations, determined by the commitment between the cost of maintenance x investment in new installations; For this reason, the Maintenance Plan, besides presenting an intrinsic cost of its main activities, is seen as a set of interventions in the system that: Reduces non-availability provoked by intempestive causes; Results in programmed interruptions that reduces losses of revenues; - Eliminates interruptions imputable to avoidable causes (as the cleanness absence in the right of way). By the usage of types of equipment, failure rates, times of historical repairs the developed model allows a simulation of expected revenue increases through the optimization of maintenance costs. I. INTRODUÇÃO O atual modelo do Setor Elétrico Brasileiro foi desverticalizado de modo que o segmento de Transmissão passou a ser remunerado pela disponibilidade das instalações que oferece ao Operador Nacional do Sistema (ONS). Assim a remuneração mensal das empresas transmissoras sofre uma redução, da sua parcela variável, proporcional aos tempos de indisponibilidades decorrentes das manutenções programadas, que por sua vez são definidas dentro dos programas de manutenção, e uma redução maior da receita para os casos de indisponibilidade não programada, decorrentes das falhas intempestivas em linhas ou nos seus equipamentos. Considerando as taxas de falha esperadas e tempos de reparo próprios de cada equipamento, a disponibilidade do sistema de transmissão foi modelada levando em conta o comportamento estatístico dos seus componentes, a fim de relacionar custos de investimento e manutenção aos níveis resultantes da confiabilidade desta rede em termos econômicos. O estudo consiste no desenvolvimento de um modelo de simulação para a aplicação de políticas de manutenção preventiva, que resultem na diminuição de falhas intempestivas de instalações a custa do aumento de dispêndios em ações de manutenção, na busca de um equilíbrio entre incremento de custo de manutenção e ganho de receita advinda do aumento da disponibilidade. II. OBJETIVO: O objetivo desta pesquisa é desenvolver metodologia para aperfeiçoar os desligamentos de equipamentos e linhas das empresas de transmissão de energia elétrica, de modo que as perdas de receita associadas à parcela variável sejam as menores possíveis. III. METODOLOGIA: Inicialmente, foram estabelecidos os conceitos e os critérios básicos para a análise do impacto da indisponibilidade de equipamentos e de linhas de transmissão nas restrições de suprimento das Subestações Terminais, e identificados e estudados os instrumentos de análise do comportamento de sistemas de transmissão, no que tange à confiabilidade, avaliando-se a pertinência da aplicação dos modelos adotados como apoio ao desenvolvimento da presente pesquisa. Em seguida foi desenvolvido um modelo para a avaliação técnica e econômica do comportamento do sistema de transmissão diante de ocorrências dos eventos pertinentes ao dia a dia da operação, incluindo a representação da indisponibilidade de instalações, reconfiguração da topologia do sistema, recursos de redespacho de carga, utilização de reserva de transmissão ou transformação, avaliação de restrições de suprimento, análise de alternativas topológicas ou aplicação de instalações adicionais. Com base no modelo concebido, foi desenvolvido um ambiente para sua aplicação, incluindo ferramentas computacionais, procedimentos de análise, base de dados sobre o sistema e seus recursos operativos, critérios de análise, índices referentes à indisponibilidade de instalações por manutenção ou por defeito, etc... Finalmente, com o objetivo de avaliação e ajuste do ambiente análise desenvolvido foi realizada uma aplicação do modelo, utilizando-se o ambiente constituído na etapa anterior. Para tanto, foi feita uma coleta de dados sobre a topologia, características técnicas e operativas do sistema objeto de estudo, bem como dos demais elementos pertinentes, tais como taxas de indisponibilidade, critérios operativos, etc... A metodologia abrangeu a identificação dos equipamentos críticos em termos de perda receita em função da indisponibilidade (com suas respectivas origens), a expressão das atividades de manutenção atualmente realizadas através de Políticas de Manutenção, e a

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AUMENTO DA RECEITA DAS TRANSMISSORAS ATRAVÉS DAOTIMIZAÇÃO DA MANUTENÇÃO

J. E. Fidalgo, ENERQ/USP-BR, J. E. Robba, ENERQ/USP-BR, M. R. Gouvêa, ENERQ/USP-BR, C. C. da Silva, CTEEP-BR.

Abstract -- This article presents a modeling forsimulation of different Maintenance alternatives and it´scorresponding results in terms of expected revenue,considering: Risks of installation imperfections and it´sassociated interruptions; Periods resulting from non-availability by programmed maintenance; Preventedinterruptions resultant of specific actions of maintenance;Useful life of all installations, determined by thecommitment between the cost of maintenance x investmentin new installations; For this reason, the Maintenance Plan,besides presenting an intrinsic cost of its main activities, isseen as a set of interventions in the system that: Reducesnon-availability provoked by intempestive causes; Results inprogrammed interruptions that reduces losses of revenues; -Eliminates interruptions imputable to avoidable causes (asthe cleanness absence in the right of way). By the usage oftypes of equipment, failure rates, times of historical repairsthe developed model allows a simulation of expectedrevenue increases through the optimization of maintenancecosts.

I. INTRODUÇÃO

O atual modelo do Setor Elétrico Brasileiro foidesverticalizado de modo que o segmento de Transmissãopassou a ser remunerado pela disponibilidade dasinstalações que oferece ao Operador Nacional do Sistema(ONS). Assim a remuneração mensal das empresastransmissoras sofre uma redução, da sua parcela variável,proporcional aos tempos de indisponibilidadesdecorrentes das manutenções programadas, que por suavez são definidas dentro dos programas de manutenção, euma redução maior da receita para os casos deindisponibilidade não programada, decorrentes das falhasintempestivas em linhas ou nos seus equipamentos.

Considerando as taxas de falha esperadas e tempos dereparo próprios de cada equipamento, a disponibilidadedo sistema de transmissão foi modelada levando em contao comportamento estatístico dos seus componentes, a fimde relacionar custos de investimento e manutenção aosníveis resultantes da confiabilidade desta rede em termoseconômicos. O estudo consiste no desenvolvimento deum modelo de simulação para a aplicação de políticas demanutenção preventiva, que resultem na diminuição defalhas intempestivas de instalações a custa do aumento dedispêndios em ações de manutenção, na busca de umequilíbrio entre incremento de custo de manutenção eganho de receita advinda do aumento da disponibilidade.

II. OBJETIVO:

O objetivo desta pesquisa é desenvolver metodologiapara aperfeiçoar os desligamentos de equipamentos elinhas das empresas de transmissão de energia elétrica, demodo que as perdas de receita associadas à parcelavariável sejam as menores possíveis.

III. METODOLOGIA:

Inicialmente, foram estabelecidos os conceitos e oscritérios básicos para a análise do impacto daindisponibilidade de equipamentos e de linhas detransmissão nas restrições de suprimento das SubestaçõesTerminais, e identificados e estudados os instrumentos deanálise do comportamento de sistemas de transmissão, noque tange à confiabilidade, avaliando-se a pertinência daaplicação dos modelos adotados como apoio aodesenvolvimento da presente pesquisa. Em seguida foidesenvolvido um modelo para a avaliação técnica eeconômica do comportamento do sistema de transmissãodiante de ocorrências dos eventos pertinentes ao dia a diada operação, incluindo a representação daindisponibilidade de instalações, reconfiguração datopologia do sistema, recursos de redespacho de carga,utilização de reserva de transmissão ou transformação,avaliação de restrições de suprimento, análise dealternativas topológicas ou aplicação de instalaçõesadicionais.

Com base no modelo concebido, foi desenvolvido umambiente para sua aplicação, incluindo ferramentascomputacionais, procedimentos de análise, base de dadossobre o sistema e seus recursos operativos, critérios deanálise, índices referentes à indisponibilidade deinstalações por manutenção ou por defeito, etc...Finalmente, com o objetivo de avaliação e ajuste doambiente análise desenvolvido foi realizada umaaplicação do modelo, utilizando-se o ambienteconstituído na etapa anterior. Para tanto, foi feita umacoleta de dados sobre a topologia, características técnicase operativas do sistema objeto de estudo, bem como dosdemais elementos pertinentes, tais como taxas deindisponibilidade, critérios operativos, etc... Ametodologia abrangeu a identificação dos equipamentoscríticos em termos de perda receita em função daindisponibilidade (com suas respectivas origens), aexpressão das atividades de manutenção atualmenterealizadas através de Políticas de Manutenção, e a

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avaliação do impacto associado aos desligamentos naremuneração da empresa. Esta metodologia foiimplementada através de ferramenta computacional(software).

IV. FORMULAÇÃO DO PROBLEMA E DESENVOLVIMENTODO ESTUDO:

Considerando adequado o projeto das linhas e dosequipamentos, a disponibilidade depende fortemente damanutenção, quer seja preventiva ou corretiva. Por outrolado, há um forte componente econômico que define ovalor da indisponibilidade de cada instalação e por fim,mas não menos importante, há um fator técnicorelacionado com aspectos topológicos da rede, que levaem conta a indisponibilidade de uma instalação nocontexto sistêmico. O ambiente de desenvolvimento deestudo abrange o desempenho de linhas de transmissão eequipamentos de subestações do sistema. Assim, devemser utilizados os desligamentos de equipamentos e linhasde transmissão da CTEEP de modo que as perdas dereceita associadas a essas indisponibilidades sejam asmenores possíveis. Para tal, deverão ser identificados osequipamentos críticos em termos de perda de receita emfunção da indisponibilidade e suas origens, as atividadesde manutenção atualmente realizadas e o impacto naremuneração da empresa dos custos associados a essesdesligamentos. A questão que se coloca é:

Determinar o conjunto de ações de manutençãopreventiva e corretiva, correspondente a um nívelesperado de disponibilidade das instalações do sistemade transmissão, que resulte na melhor composiçãoeconômica de custo de manutenção, custo de reposiçãode equipamentos e receita de disponibilidade.

A principal contribuição do trabalho, dentre outras, é aconsideração do impacto de um Plano de Manutenção(com seus custos associados) na receita da transmissão.Assim, foi desenvolvido um modelo para representação eavaliação técnica e econômica da indisponibilidade delinhas e equipamentos. Tal trabalho contribui para aotimização das intervenções e das ações de manutençãocorretiva/preventiva nos equipamentos da CTEEP.

V. ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO:Inicialmente, foram estabelecidos os critérios básicos

para a análise da indisponibilidade em equipamentos elinhas de transmissão, abordando conceitos tais como:configuração operativa, recursos operativos,indisponibilidade, manutenção programada, dentreoutros. Ainda nesta etapa, foram identificados eestudados os instrumentos de análise do comportamentode partes do sistema de transmissão, no que tange aconfiabilidade, avaliando-se a pertinência da aplicaçãodos modelos adotados com apoio ao desenvolvimento dapresente pesquisa. Foram ainda especificados os dadosassociados a cada tipo de equipamento, com vista aolevantamento de dados a ser realizado na etapa deaplicação. Considerados os conceitos e os critériosestabelecidos na etapa anterior, foi desenvolvido ummodelo que permita avaliar a perda de receita causada por

indisponibilidade de linhas e equipamentos, foidesenvolvido um ambiente para aplicação do modeloatravés de ferramentas computacionais, procedimentos deanálises, base de dados sobre o sistema e seus recursosoperativos, critérios de análise, índices referentes aindisponibilidades de instalações por manutenção porfalha/defeito, etc.

VI. LEVANTAMENTOS, CRITÉRIOS E HIPÓTESES:Nesta primeira etapa, foram realizados levantamentos

sobre as áreas cujos fatores integram o ambiente, quaissejam:

• Regulação da transmissão;• Operação do sistema;• Manutenção do sistema; e• Custo e amortização dos equipamentos.

Regulação da Transmissão: Os principaistópicos contratuais envolvidos na prestação dos serviçosde transmissão, referentes aos direitos (receita) eobrigações da CTEEP (disponibilidade do sistema), bemcomo as penalidades pela indisponibilidade decomponentes do sistema fazem parte do contrato deprestação de serviço de transmissão celebrado entre oONS e a CTEEP, podendo ser destacado o seguintetópico de interesse:

A remuneração mensal do sistema de transmissão éconstituída por duas parcelas: uma parcela mensal fixa,RA, que corresponde à remuneração do ativo e a outravariável com a saída de operação de componentes, quecorresponde às penalidades, PV. A parcela RA é dadapela somatória das remunerações referentes a cada umdos componentes, isto é, RA = ∑ RAi e a parcela PVrepresenta as deduções levadas a efeito devido aoscomponentes que resultaram inoperantes por seencontrarem em manutenção, programada ou nãoprogramada. A receita mensal é dada por:

Receita = RA – PV

A parcela variável (PV) reflete a efetiva condição dedisponibilização de cada uma das Instalações deTransmissão, calculadas separadamente, conforme afórmula abaixo e a metodologia disposta no Contrato dePrestação de Serviços de Transmissão, firmado entre aTransmissora e o ONS.

∑∑==

×××

+×××

=NO,1j

joi

NP,1jjp

ii DODK

D24PB

DDPKD24

PBPV

Em que:DDPi - Duração, em horas, de cada desligamento

programado que ocorra, com o componente “i”, durante omês. Para desligamentos com duração inferior a 0,5 hora,se adotará DDP = 0,5.

DODi - Duração, em horas, de cada um dos outrosdesligamentos que ocorram, com o componente “i”,durante o mês. Para desligamentos com duração inferior à0,5 hora, se adotará DODi = 0,5.

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PBi - Parcela mensal do Pagamento Base docomponente “i”.

Kp - Fator para desligamentos programados (Kp = Ko/ 10).

Ko - Fator para outros desligamentos de até cincohoras. O fator será reduzido para Ko/10 após a quintahora.

D - número de dias do mês.Os valores serão estabelecidos considerando o

histórico operacional de Concessionárias de Transmissão,para instalações de mesma natureza e classe de tensão.

Operação do Sistema: No âmbito deste estudo deve-se destacar, quanto à operação do sistema, os aspectosque nortearam o desenvolvimento do estudo. O sistema éplanejado obedecendo ao critério de primeiracontingência, isto é, a ocorrência de falha em um de seuscomponentes não acarreta a interrupção do suprimento. Aprobabilidade de ocorrência de defeitos múltiplos, quepodem se constituir na falha simultânea de doiscomponentes, ou na falha de um componente quando ooutro se encontra inoperante por manutenção preventiva,que é obtida pelo produto das probabilidades de cada umdos eventos, é em algumas ordens de grandeza menor quecada um dos eventos isolados. A obtenção das taxas defalha e suas correlações com as causas só são possíveisatravés do acompanhamento da operação. O primeiroaspecto permite que não se leve em consideração à saídade operação de um componente por efeito de falha emoutro componente. Assim, exemplificando, a perda de umdisjuntor de saída de uma linha de transmissão não podeocasionar a saída de operação da linha. Nodesenvolvimento do estudo foi assumido que a falha deum componente não ocasionaria a saída de operação deoutros componentes. Por outro lado, a baixaprobabilidade da ocorrência de defeitos múltiplospermitiu que se considerasse, para efeito de cálculo daperda de receita por indisponibilidade, apenas aocorrência de contingência simples. Face à baixaprobabilidade da ocorrência, não foi considerada a saídade serviço simultânea de dois ou mais componentes, querseja por falha simultânea em ambos, ou por falha em umcomponente quando o outro se encontra em manutençãoprogramada. Lembra-se que há situações originadas porcontingências múltiplas que degradam a configuração dosistema e podem levar ao risco de blecaute. Entretanto aprática observa tratar-se de situações sobre modo raras ede baixíssima probabilidade de ocorrência, nãojustificando a sua consideração em um primeiro estudo.Por outro lado, a questão das taxas de falhas com as causaque as ocasionaram apresentam impacto relevante, já queinfluem diretamente na indisponibilidade. Foramconsiderados três grandes conjuntos de componentes quecompõem a Rede Básica: Linhas de Transmissão,Subestações e Transformadores. Os conjuntos decomponentes foram agrupados em famílias decomponentes de mesmas características, às quaisatribuíram-se taxas de falha, tempo de reparo e tempogasto com a manutenção preventiva. Para cada um dostipos de componentes foi realizado o levantamento de

séries históricas de falhas, com suas causas, e dos temposde reparo.

Conjunto Linhas de Transmissão: As linhas detransmissão estão subdivididas, inicialmente, pelo tipo detorre utilizada. Pra cada tipo de torre definem-se asfamílias levando-se em conta a tensão nominal da linha,seu custo de instalação e sua remuneração mensal. Ouseja, cada elemento de uma família de LT’s apresentatipo de torre, tensão nominal, custo de instalação eremuneração iguais.

Tfalha = 100,0 × Nfalhas ⁄Nanos × LOnde:Tfalha - Taxa de falha de linha estudada, em

falha/ano/100km;Nfalhas - Número de falhas no período de estudo;Nanos - Número de anos no período de estudo;L - Comprimento total da família de linha

estudada, em km.Destaca-se que as falhas, em função das suas causas,

podem ser subdivididas em três categorias:

Índice de Criticidade 1 – Falhas evitáveis por esforçoadicional da manutenção preventiva, destacando-se:vegetação alta na faixa de passagem, árvores que tocam alinha, rompimento de emendas, etc.

Índice de Criticidade 2 – Falhas que exigem grandeesforço adicional da manutenção preventiva, destacando-se o rompimento de cabos por aquecimento ou por fadiga,etc,

Índice de Criticidade 3 – Falhas inevitáveis queindependem da manutenção preventiva, tais como atos devandalismo, quedas de aviões ou helicópteros sobre alinha, furacão etc.

Conjunto de Subestações: Neste conjuntoapresentam-se as SE’s envolvidas de acordo com asfamílias de bays que possuem a mesma função, o mesmotipo de barramento de SE, a mesma tensão nominal, osmesmos custos de aquisição e de remuneração. Osbarramentos utilizados foram o de barra simples, barraprincipal e transferência, barra dupla, disjuntor e meio eanel.

Conjunto de Transformadores: Este conjunto deequipamentos, que está dividido nos subconjuntos:transformadores, autotransformadores, reatores debarramento e de linha, bancos de capacitores ecompensadores síncronos, foram agrupados em famíliasque se caracterizavam pela igualdade da potêncianominal, tensão nominal primária e secundária no casoparticular de transformadores e autotransformadores,custo de reposição e remuneração mensal.

VII. MANUTENÇÃO DO SISTEMA:Pode-se definir manutenção como toda atividade

realizada, através de processos indiretos ou diretos, nosequipamentos e instalações, com a finalidade deassegurar-lhes condições de cumprir com segurança eeficiência as funções para as quais foram fabricados ouconstruídos, levando-se em consideração, as condições

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operativas, econômicas e ambientais. Neste trabalhoforam analisados dois tipos de manutenção: ManutençãoCorretiva e Manutenção Preventiva. A manutençãocorretiva é todo o serviço executado em um equipamentoou instalação, decorrente de um desligamento forçado, afim de restabelecê-lo à condição satisfatória de operação.A manutenção preventiva é todo serviço programado decontrole, conservação e restauração dos equipamentos einstalações, executado com a finalidade de mantê-los emcondições satisfatórias de operação e de prevenir contrapossíveis ocorrências que acarretem a suaindisponibilidade. Na CTEEP existem dois tipos demanutenção preventiva:

Manutenção preventiva periódica parcial (MPPP): é amanutenção preventiva específica de determinadas partesdo equipamento, executada periodicamente. Nestamanutenção são desenvolvidas, basicamente, atividadesde controle das condições dos equipamentos e de ajustes.

Manutenção preventiva periódica geral (MPPG): é amanutenção preventiva realizada de acordo com períodospreestabelecidos, em todas as partes do equipamento.Nesta manutenção, quando necessário, são substituídos amaioria dos componentes, além das atividades decontrole e de ajustes.

A programação de manutenção preventiva das linhas,equipamentos ou instalações das subestações é feita combase nas diretrizes indicadas, especificamente, para cadatipo de instalação ou parte dela, e é feita, considerando:

Inspeções: As inspeções são importantes instrumentosde diagnóstico das linhas de transmissão, servindo para aprogramação das manutenções preventivas. As inspeçõesterrestres levam em consideração o diagnóstico da linhade transmissão, sua idade, desempenho, característicaspróprias, etc. As anormalidades detectadas nas inspeçõesdeverão ser incluídas na programação da manutenção. Aperiodicidade é de um ano.

Inspeções com termovisor: Nas inspeções comtermovisor são levantados os pontos quentes emconexões existentes em transformadores, reatores,reguladores, seccionadoras, disjuntores, pára-raios,painéis, cubículos, barramentos, etc.

Tempo à disposição da operação: A programaçãodas manutenções preventivas periódicas é feita em funçãodo tempo em que o equipamento é colocado à disposiçãoda operação, por ser este, um dos meios de controle maissimples e eficaz das manutenções. As periodicidadesdessas manutenções são estabelecidas em função doregime, desempenho, recomendações do fabricante,resultados de ensaios, de análises e de inspeções.

Número de operações: Para os equipamentos cujaatividade principal no sistema de transmissão estádiretamente relacionada com sua manobra e, seudesempenho depende essencialmente das condições emque tal atividade é realizada, o número de operaçõespassa a ser um parâmetro importante na programação dasmanutenções preventivas.

Regime de operação: O regime de operação dosequipamentos é fator importante a ser considerado para oestabelecimento das periodicidades de manutençãopreventivas. Assim, equipamentos idênticos tecnicamente

podem ter periodicidades distintas em função de suainstalação física no sistema.

Desempenho: O desempenho verificado através derelatório de falha ou de defeito, apresentado por ummesmo componente de um equipamento, pode determinaruma programação de manutenções preventivas nosdemais equipamentos de mesmo tipo. O desempenho deuma linha de transmissão deve ser analisado sob oaspecto operativo e sob o aspecto de manutenção. Odesempenho operativo indica se a linha de transmissãoestá adequada ou não, em vista do índice de número dedesligamentos por 100 km de linha por ano. Odesempenho quanto à manutenção leva em conta onúmero e a duração das intervenções em cada linha detransmissão, ocorrências de falhas e defeitos registrados erelatórios emitidos.

Resultados de análise, de ensaio e de inspeção: Osresultados de análises, de ensaios e de inspeções,constituem um dos principais subsídios para adeterminação da periodicidade das manutençõespreventivas.

Condições ambientais: O desempenho de umequipamento ou instalação depende fundamentalmentedas condições ambientais a que esteja submetido e,conseqüentemente, esta condição é um fator importantena fixação da periodicidade das manutenções preventivas.

Diagnóstico individual da linha de transmissão: Odiagnóstico é uma análise do desempenho operativo e damanutenção da linha no ano anterior, complementadocom as recomendações dos serviços necessários àpermanência ou melhoria do desempenho apresentado.Ele é elaborado a partir das seguintes informações:classificação da linha segundo a sua prioridade (vitais,essenciais e secundárias); análise dos desligamentos;resultados das inspeções aéreas e terrestres; resultado dasmedições e inspeções programadas no ano anterior(resistência de aterramento, vibração eólica, termovisor,abertura dos grampos, etc); serviços executados pelasturmas de manutenção (instalação de contrapeso,amortecedores, substituição de isoladores, combate àerosão, seccionamento de cercas, manutenção de acessos,etc); serviços executados por empreiteiras (roçadas, etc);resultados de alterações ou remanejamento da instalação(derivações, seccionamentos, etc); situação quanto àcorrosão; vãos com cabos baixos corrigidos e a seremcorrigidos; existência de isoladores de porcelana de baixaconfiabilidade; e outras informações que possam surgir.A programação dos serviços de manutenção nas linhas detransmissão é feita com base no diagnóstico de cada linhacom o programa anual estabelecendo os seguintesparâmetros: execução de roçada de vegetação sujeita aqueimadas nos meses de abril a julho; execução demedição de resistência de aterramento durante o períodode estiagem; combate à corrosão antes do novo períodode chuvas; e combate à corrosão no período de estiagem.

Envolvimento com terceiros: As linhas detransmissão ou trechos das mesmas, que se encontram emárea urbana ou de convívio com terceiros, têm suaperiodicidade de inspeção definida, também, sob oaspecto de segurança dos mesmos.

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VIII. CUSTO E AMORTIZAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS:Em contrapartida aos serviços de transmissão

prestados, a CTEEP recebe mensalmente um duodécimoda sua Receita Anual Permitida, que deve cobrir os custosreferentes à amortização dos investimentos, à operação emanutenção e ainda à margem que remunera os seusacionistas. Inclui-se na operação da Empresa, todos oscustos de administração necessários. Particularmenteneste item, o foco situa-se nos custos de investimentosque, basicamente, incluem a amortização das novasinstalações e das existentes, bem como da reposição dasinstalações que atingem seu limite de vida útil e devemser substituídas. Assim sendo, a partir da vida útilesperada para cada tipo de equipamento e da taxa deremuneração de capital do setor, é possível estabelecer aremuneração mensal que cabe a cada instalação de formaa garantir sua amortização e a necessária reposição aofinal de sua vida útil. Para tanto, pode ser aplicado ométodo sinking fund. A equação abaixo define o custoanual de investimento, em valor presente, resultantedestas duas parcelas:

A(i) = R(i) + F(i) = V(i) * [(j*(1+j)^n)/((1+j)^n – 1)]

Onde:A(i) - Custo anual equivalente de um investimento;R(i) - Parcela destinada a remunerar o capital;F(i) - Parcela destinada a cobrir a depreciaçãoeconômica do equipamento;V(i) – Capital investido na compra do equipamento;j – Taxa anual de atualização do capital;n – Vida útil do equipamento.

A parcela destinada a remunerar o capital R(i), emvalor presente, é dada por:

R(i) = V(i) × j

A parcela destinada a cobrir a depreciação, em valorpresente, é dada por:

F(i) = V(i) * [(j)/((1+j)^n – 1)]

As instalações presentes em sistemas de transmissãoapresentam, freqüentemente, vidas úteis superioresàquelas usualmente previstas nos procedimentoscontábeis, desde que sejam respeitados o regime deoperação adequado e as ações de manutençãoconvenientes. Este fato traz uma oportunidade deotimização de custos, na medida que propicia que açõesespecíficas de manutenção possam retardar a reposição dainstalação. Independentemente dos preceitos contábeis, ainstalação pode ter seu período de permanência emoperação estendido, a partir de um compromissoestabelecido entre os custos de manutenção e dereposição. Entretanto, espera-se que os custos demanutenção sejam crescentes na medida que há oenvelhecimento da instalação, não raro ensejando a suarevitalização, que consiste na reposição de componentesimportantes. Assim, considera-se a hipótese de que a taxa

de falha de uma determinada classe de equipamento éuma função do tempo de uso, sendo crescente depois deuma certa idade, o que resulta em maior gasto emmanutenção. Dessa forma, considerando taxas de falha eos tempos de reparo variáveis ao longo do tempo, éavaliado o compromisso entre o valor crescente do custoda manutenção e o custo das multas pelaindisponibilidade de um lado e o custo da reposição, deoutro. Com isso, é possível determinar o período de vidaútil que resulta na maior margem produzida por umequipamento.

IX. MODELO PROPOSTO:O modelo consiste no desenvolvimento dos seguintes

passos:1º passo: Fixado o Plano de Manutenção de

Referência, para o componente ou instalação em estudo,extraem-se os valores da taxa de falha e das horascorrespondentes às manutenções corretivas e preventivas;

2º passo: Calcula-se a margem correspondente àdiferença entre a Receita advinda da remuneração dadisponibilidade e das Despesas resultantes dos custos demanutenção e multas por indisponibilidade docomponente ou instalação em estudo;

3º passo: Repetem-se os passos 1 e 2 para cada Planode Manutenção Alternativo;

4º passo: Identifica-se o Plano de Manutenção queresulta na maior Margem, como sendo o maisconveniente.

Uma vez definida a melhor solução para o Plano deManutenção, é possível se otimizar a política desubstituição de instalações, indicando o momento idealpara esta troca. O modelo desenvolvido abriga umaproposta para a solução dessa questão, considerando ahipótese de que a taxa de falha e o tempo de reparo dasinstalações aumentam com a idade das mesmas. Comisso, é possível determinar o período de vida útil queresulta na maior Margem produzida por um equipamentoou instalação. O modelo consiste nos seguintes passos:

1º passo: Fixa-se um período de estudo (por exemplo,30 anos) e passo de simulação de um ano;

2º passo: Estabelece-se uma função temporal da taxade falha e do tempo de reparo do equipamento ouinstalação em estudo, considerando que o modelo admitefunções lineares, parabólicas ou exponenciais;

3º passo: Propõe-se um Plano de Manutenção (ecorrespondente custo) para cada passo de simulação doperíodo de estudo;

4º passo: Executam-se simulações de operação dainstalação para cada valor de vida útil a ser estudado,calculando-se o valor presente dos custos anuais demanutenção corretiva e de multas decorrentes daindisponibilidade causada por defeitos;

5º passo: Calculam-se os valores presentes dasmargens anuais para cada valor de vida útil a serestudado, considerando os custos dos Planos deManutenção correspondentes e os custos deindisponibilidades decorrentes da manutenção preventiva.

6º passo: Identifica-se o valor de vida útil que resultana maior Margem, como sendo o mais conveniente.

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X. CONCLUSÕESAs principais conclusões resultantes do trabalho

desenvolvido foram:O modelo de análise desenvolvido se presta ao

aperfeiçoamento do processo de manutenção, porquantopermite identificar um Plano de Manutenção adequadopara otimização da receita auferida pelo Uso do Sistemade Transmissão. Entende-se por Plano de Manutenção aum conjunto de atividades de intervenções programadasno sistema, que podem motivar ou nãoindisponibilidades.

Seria conveniente se ampliar a Base de Dados deregistros de defeitos nas instalações, com o objetivo de seestabelecer nexo causal entre a natureza de intervençõesde manutenção realizadas e defeitos, com o objetivo de seaperfeiçoar a proposição dos Planos de Manutenção.

Considerando o natural envelhecimento dosequipamentos e os crescentes custos de manutençãoresultantes, o modelo desenvolvido indica o períodoeconomicamente adequado de permanência doequipamento na rede e conseqüente momento parareposição.

O nível de receita a ser auferido pelo Uso do Sistemade Transmissão é uma variável aleatória, cujo risco desuperar (ou não atingir) um determinado nível éestreitamente dependente do Plano de Manutenção, cujasatividades integrantes definem o período deindisponibilidade para manutenção programada e aexpectativa de indisponibilidade por defeitos (econseqüentes multas).

A aplicação do modelo evidencia a necessidade derevisão dos valores de remuneração pelo uso dasinstalações da CTEEP, por situarem-se aquém do nívelmínimo para cobrir os custos operacionais, remunerar ocapital e prover a reposição, no final da vida útil,resultando em degradação da qualidade de serviço eaumento de risco.

XI. AGRADECIMENTOSAgradecemos às equipes técnicas do ENERQ/USP e

da CTEEP que tornaram possível a realização destetrabalho e através do apoio técnico e logístico naobtenção de dados e parâmetros que originaram esteartigo.

XII. BIBLIOGRAFIA

[1] IEEE Industry Aplications Society: Power Systems ReliabilitySubcomitee. GOLD BOOK – STD 493, New York, NY USA: TheInstitute of Electrical and Eletronics Engineers, Inc., 1997 415p.

[2] ENERQ - USP - CTEEP; Impacto da Indisponibilidade de Linhas eEquipamentos na Receita Dos Sistemas de Transmissão, RelatórioFinal de Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento Ciclo 2001-02 SãoPaulo, Maio de 2003, 149p.

[3] Schilling, Marcus Theodor. Aspectos da Confiabilidade de SistemasEletroenergéticos. COPPE/UFRJ, DSc, Engenharia Elétrica. 1985.345p.

[4] ONS Procedimentos de Rede: Módulo 2 – Padrões de desempenhoda rede básica e requisitos mínimos para suas instalações, Rio deJaneiro, 2001.

[5] ONS Procedimentos de Rede: Módulo 16 – Acompanhamento da

Manutenção, Rio de Janeiro, 2001.

XIII. AUTORES:

João Emanuel Fidalgo, Engenheiro Eletricista é aluno do programa dePós-graduação (Mestrado) em Engenharia Elétrica da Escola Politécnicada Universidade de São Paulo, formado em 2003. Atua comoengenheiro na Alusa Engenharia Ltda.

Ernesto João Robba, PhD em Engenharia Elétrica é Professor Eméritoda Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, com vasta atuaçãoprofissional, atualmente desenvolve atividades como consultorindependente no Setor Elétrico Brasileiro.

Marcos Roberto Gouvêa, PhD em Engenharia Elétrica e Professor doDepartamento de Energia e Automação da Escola Politécnica daUniversidade de São Paulo, com vasta atuação profissional, atualmenteé coordenador do ENERQ – Centro de Estudos em Regulação eQualidade de Energia.

Cássio Corazza Silva, Engenheiro Eletricista trabalha na Divisão deSubestações da CTEEP, foi o responsável pela implantação do projetode otimização da manutenção na Transmissão Paulista.