Qualidade da Energia Elétrica. Distorções Harmônicas

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1 Qualidade da Energia Elétrica Distorções Harmônicas

2 Qualidade da Energia Elétrica Conceito Cargas Geradoras de Harmônicas Efeitos de Harmônicas em Redes Industriais Recomendações de Limites para Harmônicas Casos Práticos

3 Qualidade da Energia Elétrica Problema relacionado com a Qualidade do Suprimento Elétrico Qualquer problema manifestado na Tensão, Corrente ou Freqüência que resulte em falha ou operação indevida dos equipamentos elétricos dos Consumidores

4 Qualidade da Energia Elétrica Porque a preocupação com a Qualidade do Suprimento Elétrico? Maior sensibilidade dos equipamentos atuais; O advento de Dispositivos que utilizam a eletrônica de potência; Crescente interesse pela Racionalização da Energia; Busca do aumento da eficiência dos Sistemas Elétricos;

5 Qualidade da Energia Elétrica Alguns fenômenos responsáveis pela perda da Qualidade do Suprimento Elétrico Sobretensões Transitórias; Oscilações de Tensão; Desequilíbrios; Interrupções Harmônicas; outros;

6 Alguns oscilogramas indicativos da perda da Qualidade do Suprimento Elétrico Distorções Harmônicas Forma de onda da corrente de alimentação de um Forno de Indução

7 Têm como característica principal, a deformação das ondas de Tensão e Corrente, as quais deveriam apresentar-se numa condição ideal, Puramente Senoidais v(t) = 1,0. sen (w.t) + 0,2. sen (5.w.t) + 0,1. sen (11.w.t) [pu]

8 Comumente as componentes harmônicas são representadas na forma de Distorções e quantificadas da seguinte forma : n Vn 2 DHT V = 2 V [%] Para a Tensão n In 2 DHT I = 2 I [%] Para a Corrente

9 Adicionalmente, o efeito de cada componente de freqüência múltipla da fundamental, expressa-se através da Distorção Harmônica Individual : DHI V = V V n [%] Para a Tensão DHI I = I I n [%] Para a Corrente

10 A origem dos problemas de Distorções Harmônicas

11 A origem dos problemas de Distorções Harmônicas

12 A origem dos problemas de Distorções Harmônicas

13 A origem dos problemas de Distorções Harmônicas

14 Principais Fontes Geradoras de Harmônicas Geradores, Motores e Transformadores ; Retificadores, Inversores, Reguladores Eletrônicos,... ; Compensadores Estáticos de Reativos; Fornos à Arco, Fornos a Indução,... ; Microcomputadores, Sistemas No-Break s ou UPS ; Lâmpadas de Descarga e sistemas de ilum. controlados; Eletrodomésticos; demais equipamentos eletrônicos;

15 Fontes Harmônicas : Transformadores Corrente de Magnetização ( corrente à vazio )

16 Fontes Harmônicas : Transformadores

17 Fontes Harmônicas : Retificadores e Inversores 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Espectro Harmônico Fund DHT

18 Fontes Harmônicas : Microcomputadores

19 Fontes Harmônicas : Microcomputadores

20 Fontes Harmônicas : Microcomputadores

21 Fontes Harmônicas : Microcomputadores 140% 120% 100% Computador Alimentador 80% 60% 40% 20% 0% DHTi

22 Fontes Harmônicas : Lâmpadas Fluorescentes 25% 20% Lâmpada Alimentador 15% 10% 5% 0% DHI

23 Fontes Harmônicas : Lâmpadas Tipo PL* Eletrônicas

24 Fontes Harmônicas : Lâmpadas Tipo PL* Eletrônicas

25 Fontes Harmônicas : Eletrodomésticos

26 Fontes Harmônicas : Residências

27 Fontes Harmônicas : Residências

28 Principais Efeitos provocados por Harmônicas Aumento das perdas em cabos e equipamentos, com conseqüente acréscimo da temperatura de operação e diminuição do rendimento ; Maiores solicitações do isolamento, e redução da vida útil ; Funcionamento indevido de equipamentos que dependem da forma de onda da Tensão e da Corrente; Aumento do consumo de potência reativa, implicando na redução do Fator de Potência ; Ressonância ;

29 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : Inst. MEDIÇÃO

30 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : Med. KWH

31 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : Med. KWH

32 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : MOTORES

33 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : TRANSFORMADORES V n 2 Vn nominal 5% 10% (plenacarga) ( à vazio) n In 2 I 2 100[%] nominal 5% conf.ieee

34 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : TRANSFORMADORES Derating...

35 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : CAPACITORES Ressonância ( ) = C w L w j C w j L jw n s n n s n eq Z n.

36 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : CAPACITORES

37 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : CAPACITORES

38 Principais Efeitos provocados por Harmônicas : Fator de Potência

39 Recomendação Brasileira sobre Níveis de Distorções Harmônicas Critérios e Procedimentos para o Atendimento a Consumidores com Cargas Especiais Documento elaborado por : GCOI e GCPS Atualmente em discussão junto a ABRACE e outros órgãos com vistas a futura regulamentação pela ANAEEL

40 Recomendação Brasileira sobre Níveis de Distorções Harmônicas Limites de Tensão por Consumidor

41 Ocorrências de Efeitos de Distorções Harmônicas

42 Ocorrências de Efeitos de Distorções Harmônicas

43 Ocorrências de Efeitos de Distorções Harmônicas

44 Ocorrências de Efeitos de Distorções Harmônicas

45 Ocorrências de Efeitos de Distorções Harmônicas

46 Ocorrências de Efeitos de Distorções Harmônicas

47 Ocorrências de Efeitos de Distorções Harmônicas

48 Quantificação das Distorções Harmônicas Analisadores de Harmônicas

49 Quantificação das Distorções Harmônicas Sensores de Distorções Harmônicas

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