EN 50160 – Norma Européia [CENELEC EN 50160,

A norma européia apresenta abordagem para afundamentos de tensão, denominando-os de “voltage dips”. As elevações de tensão não são abrangidas por tal norma, que se limita a definir tais eventos como: transitórios de sobretensão (“transient overvoltage”) e sobretensão temporária (“temporary overvoltage”), não especificando faixas de magnitude e duração.

A Duração do evento é definida da mesma maneira que a norma americana e recomendação brasileira. Já a caracterização de uma VTCD do evento, é diferente nessas duas normas. A Magnitude de uma VTCD é definida como a diferença entre o valor nominal da tensão (Vn) e o extremo do valor da tensão eficaz da tensão residual (Vres), normalmente expressa em porcentagem (%) ou valor por unidade (pu), conforme mostrado a seguir.

A diferença entre o valor nominal e o valor residual da tensão, também é definida como tensão de afundamento “Voltage Dip (VDip)”.

A Tabela 2.5 mostra a classificação das VTCDs, segundo CENELEC - EN 50160. A norma européia não faz a caracterização e classificação de eventos de elevação de tensão.

Tabela 2.5 – Classificação das VTCDs segundo CENELEC – EM 50160

Denominação Duração do Evento Amplitude do Evento

Afundamento de Tensão 0,5 – 1 minuto 0,01 – 0,9 pu Interrupção de Curta Duração 0,5 ciclo – 3 minutos < 0,01 pu Interrupção de Longa Duração > 3 minuto < 0,01 pu Transitório de Sobretensão Não definido > 1,1 pu

Sobretensão Temporária Não definido > 1,1 pu

(2.3)

32 Tomando-se o evento da Figura 2.9, anterior, como exemplo, a magnitude é determinada pela equação (2.2), assim V ≅ 68,0 % ou V ≅ 0,68 pu e duração de

t ≅ 92,0 ms (5,52 ciclos).

2.4.4 Tolerância de equipamentos a VTCDs

A preocupação principal quanto à tolerância a VTCDS, recai sobre os equipamentos eletrônicos, uma vez que as sobretensões podem vir danificar seus componentes internos. A suportabilidade de um equipamento não depende da magnitude da sobretensão e do seu período de duração, conforme ilustrado nas Figuras 2.10 e 2.11. Nessas figuras mostram-se as tolerâncias típicas de microcomputadores às variações de tensão e os limites de tolerâncias que são de utilização específica dos fabricantes.

Figura 2.11 – Curva ITIC Figura 2.10 – Curva CBMA

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2.5 DISTORÇÕES NA FORMA DE ONDA

A distorção da forma de onda é definida como um desvio, em regime permanente, da forma de onda puramente senoidal, na freqüência fundamental e é caracterizada principalmente pelo seu conteúdo espectral, sendo cinco tipos principais de distorções da forma de onda [Dugan et al., 2004], cujas causadas se encontram relacionadas na Tabela 2.2.

Harmônicos: são tensões ou correntes senoidais de freqüências múltiplas inteiras

da freqüência fundamental (50 ou 60 Hz) na qual opera o sistema de energia elétrica. Estes harmônicos distorcem as formas de onda da tensão e corrente e são oriundos de equipamentos e cargas com características não-lineares instaladas.

Interharmônicos: são componentes de freqüência, em tensão ou corrente, que não

são múltiplos inteiros da freqüência fundamental do sistema supridor (50 ou 60 Hz), podendo aparecer como freqüências discretas ou como uma larga faixa espectral. Podem ser encontrados em redes de diferentes classes de tensão. Além das causas citadas na Tabela 2.2, sinais "carrier" em linhas de potência também podem ser considerados como interharmônicos. Os efeitos deste fenômeno não são bem conhecidos, mas admite-se que os mesmos podem afetar a transmissão de sinais "carrier" e induzir "flicker" visual no display de equipamentos como tubos de raios catódicos.

Nível CC: é a presença de tensão ou corrente CC em um sistema elétrico CA é

denominado "DC offset". Este fenômeno pode ocorrer como o resultado da operação ideal de retificadores de meia-onda. O nível CC em redes de corrente alternada pode levar à saturação de transformadores, resultando em perdas adicionais e redução da vida útil.

“Notching": é um distúrbio de tensão causado pela operação normal de

equipamentos de eletrônica de potência quando a corrente é comutada de uma fase para outra. Este fenômeno pode ser detectado através do conteúdo harmônico da tensão afetada. As componentes de freqüência associadas com os "notchings" são de alto valor, não podendo ser medidas pelos equipamentos normalmente utilizados para análise harmônica.

Ruídos: é definido como um sinal elétrico indesejado, contendo uma larga faixa

espectral com freqüências menores que 200 kHz, as quais são superpostas às tensões ou correntes de fase, ou encontradas em condutores de neutro e em sistemas com aterramento deficiente.

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2.6 HARMÔNICOS

Os componentes harmônicos, combinados com a tensão ou corrente fundamentais, produzem alterações na forma de onda, chamadas de distorções harmônicas, que são um tipo específico de energia “suja” que, diferentemente dos transientes de corrente e tensão, estão presentes de forma contínua, associadas ao crescente número de acionamentos estáticos de cargas não lineares. Apresentam um comportamento não-linear, resultante da queda de tensão provocada pela passagem de corrente pela impedância do sistema, conforme Figura 2.12, e provocam perturbações significativas nas formas de onda da corrente e da tensão. Alguns exemplos de cargas residenciais que causam essas deformações são: lâmpadas fluorescentes, dimmers, computadores, eletrodomésticos com fontes chaveadas (aparelhos de TV, microondas, etc.). Já numa planta industrial podemos citar como exemplos: inversores de freqüência, fornos de recozimento e fundição por indução eletromagnética, fornos de fundição por arco elétrico, controladores de tensão estáticos, retificadores, circuitos de iluminação com lâmpadas de descarga, compensadores estáticos tipo reator saturado, motores de corrente contínua controlados por retificadores, motores de indução controlados por inversores com comutação forçada, processos de eletrólise através de retificadores não-controlados, motores síncronos controlados por cicloconversores, cargas de aquecimento controladas por tiristores, velocidade dos motores CA controlados por tensão do estator, reguladores de tensão a núcleo saturado, computadores, etc.

Figura 2.12 – O fluxo de correntes harmônicas através da impedância do sistema provoca a distorção harmônica [Fonte: Arrillaga, 2003]

As cargas que operam através de “curto circuitos” tais como os fornos a arco e lâmpadas de descarga, possuem um espectro de correntes com componentes inter-harmônicas, ou seja, as componentes das correntes de tais equipamentos são compostas por múltiplos inteiros e não inteiros da corrente fundamental. É

35 importante ressaltar que a distorção harmônica é um fenômeno que deve ser tratado como sendo de regime permanente [Dugan et al., 2004].

Os harmônicos são classificados pela ordem, frequência e seqüência, conforme Tabela 2.6. e a ordem da sequência, que se divide em três, conforme Tabela 2.7 [Dugan et al., 2004; EDP/ MQEE, 2005].

A ordem de um harmônico está relacionada com o múltiplo da frequência fundamental (2.º, 3.º,...). Por exemplo, o 3.º harmônico ou de ordem 3, tem uma frequência (180 Hz) três vezes superior à frequência fundamental. A sequência está relacionada com o sentido de rotação do campo girante, criado pelo harmônico respectivo, relativamente ao campo girante induzido pela componente fundamental, sendo assim classificados: os harmônicos de sequência positiva (+), os de sequência negativa (–) e os de sequência zero (0) que induzem campos magnéticos de resultante nula. Os harmônicos de ordem ímpar são muito mais significativos que os harmônicos de ordem par, pois esses últimos devem-se geralmente à assimetria da corrente ou da tensão, na presença de uma componente contínua.