de
Sistemas Elétricos
de
Sistemas Elétricos
O termo
qualidade de energia elétrica
(QEE), no setor elétrico expressa as mais
variadas características da
energia elétrica
entregue
pelas
concessionárias
aos
consumidores.
O termo
qualidade de energia elétrica
(QEE), no setor elétrico expressa as mais
variadas características da
energia elétrica
entregue
pelas
concessionárias
aos
consumidores.
Uma definição abrangente define QEE
como sendo uma medida de “quão bem” a
energia elétrica pode ser utilizada pelos
consumidores.
Uma definição abrangente define QEE
como sendo uma medida de “quão bem” a
energia elétrica pode ser utilizada pelos
consumidores.
Essa medida inclui características de
continuidade
de
suprimento
e
de
conformidade
com
certos
parâmetros
considerados desejáveis para a operação
segura, tanto do sistema supridor como das
cargas elétricas.
Essa medida inclui características de
continuidade
de
suprimento
e
de
conformidade
com
certos
parâmetros
considerados desejáveis para a operação
segura, tanto do sistema supridor como das
cargas elétricas.
Parâmetros a considerar para qualidade:
Parâmetros a considerar para qualidade:
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
•
Distorções harmônicas;
•
Flutuações e distorção de tensão;
•
Variações de tensão de curta duração;
•
Desequilíbrio de sistemas trifásicos;
•
Transitórios rápidos.
•
Distorções harmônicas;
Distorções harmônicas
Distorções harmônicas
De acordo com o matemático e físico francês Fourier, todas as formas de onda são na verdade uma composição da única forma de onda pura que existe na natureza, que é a onda senoidal. Uma onda senoidal pura não possui nenhuma harmônica.
De acordo com o matemático e físico francês Fourier, todas as formas de onda são na verdade uma composição da única forma de onda pura que existe na natureza, que é a onda senoidal. Uma onda senoidal pura não possui nenhuma harmônica.
Qualquer outra forma de onda, que não seja a senoidal, pura, é, na verdade uma composição de infinitas ondas senoidais. A primeira onda senoidal é conhecida como sendo a fundamental e as outras são todas harmônicas.
Qualquer outra forma de onda, que não seja a senoidal, pura, é, na verdade uma composição de infinitas ondas senoidais. A primeira onda senoidal é conhecida como sendo a fundamental e as outras são todas harmônicas.
Harmônicas são ondas de amplitude menor do que a
fundamental e freqüências múltiplas da fundamental que aparecem quando a fundamental não é senoidal pura.
Harmônicas são ondas de amplitude menor do que a
fundamental e freqüências múltiplas da fundamental que aparecem quando a fundamental não é senoidal pura.
Distorções harmônicas
Distorções harmônicas
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
Se a rede elétrica tivesse uma onda senoidal pura não existiriam harmônicas.
As harmônicas sempre são múltiplos da fundamental. No caso do sistema elétrico de 60Hz teríamos a seguinte seqüência de harmônicas:
Se a rede elétrica tivesse uma onda senoidal pura não existiriam harmônicas.
As harmônicas sempre são múltiplos da fundamental. No caso do sistema elétrico de 60Hz teríamos a seguinte seqüência de harmônicas:
• Primeira harmônica 120Hz - Harmônica impar
• Segunda harmônica 180Hz - Harmônica par
• Quarta harmônica 240Hz - Harmônica impar
• Quinta harmônica 300Hz - Harmônica par
• Sexta harmônica 360Hz - Harmônica impar
• Primeira harmônica 120Hz - Harmônica impar
• Segunda harmônica 180Hz - Harmônica par
• Quarta harmônica 240Hz - Harmônica impar
• Quinta harmônica 300Hz - Harmônica par
Distorções harmônicas
Distorções harmônicas
Distorções harmônicas
Distorções harmônicas
Distorções harmônicas
Distorções harmônicas
Distorções harmônicas – Fontes Geradoras
Distorções harmônicas – Fontes Geradoras
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
Os aparelhos seguintes estão entre os que mais produzem harmônicas:
-Aparelhos eletrônicos: inversores de freqüência, chaves soft starter,
retificadores, no breaks, reatores eletrônicos de lâmpadas, qualquer máquina que possua partes eletrônicas;
Os aparelhos seguintes estão entre os que mais produzem harmônicas:
-Aparelhos eletrônicos: inversores de freqüência, chaves soft starter,
retificadores, no breaks, reatores eletrônicos de lâmpadas, qualquer máquina que possua partes eletrônicas;
- Motores e transformadores com baixo fator de potência (daí a importância de fazer uma correta correção de fator de potência)
- Comutação de qualquer aparelho: o liga e desliga de aparelhos sempre
irá produzir harmônicas, pois há cortes na senoide. Neste caso as harmônicas ocorrem apenas durante a operação de comutação.
- Fornos de arco voltaico;
- Motores e transformadores com baixo fator de potência (daí a importância de fazer uma correta correção de fator de potência)
- Comutação de qualquer aparelho: o liga e desliga de aparelhos sempre
irá produzir harmônicas, pois há cortes na senoide. Neste caso as harmônicas ocorrem apenas durante a operação de comutação.
Distorções harmônicas – Fontes Geradoras
Distorções harmônicas – Fontes Geradoras
Distorções harmônicas – Efeitos
Distorções harmônicas – Efeitos
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
Motores e geradores
O maior efeito das harmônicas em máquinas rotativas (indução e síncrona) é o aumento do aquecimento devido ao aumento das perdas no ferro e no cobre. Afeta também a eficiência , o torque disponível e o aumento do ruído audível. O efeito cumulativo do aumento das perdas reflete-se numa diminuição da eficiência e da vida útil da máquina. Motores e geradores
O maior efeito das harmônicas em máquinas rotativas (indução e síncrona) é o aumento do aquecimento devido ao aumento das perdas no ferro e no cobre. Afeta também a eficiência , o torque disponível e o aumento do ruído audível. O efeito cumulativo do aumento das perdas reflete-se numa diminuição da eficiência e da vida útil da máquina.
Transformadores
Aumentam as perdas no ferro, enquanto harmônicas na corrente elevam as perdas no cobre. A elevação das perdas no cobre deve-se principalmente ao efeito pelicular, que implica numa redução da área efetivamente condutora à medida que se eleva a freqüência da corrente.
Transformadores
Distorções harmônicas – Efeitos
Distorções harmônicas – Efeitos
Cabos de alimentação
Em razão do efeito pelicular, que restringe a secção condutora para componentes de freqüência elevada, também os cabos de alimentação têm um aumento de perdas devido às harmônicas de corrente. Além disso tem-se o chamado "efeito de proximidade", o qual relaciona um aumento na resistência do condutor em função do efeito
dos campos magnéticos produzidos pelos demais condutores
colocados nas adjacências. Cabos de alimentação
Em razão do efeito pelicular, que restringe a secção condutora para componentes de freqüência elevada, também os cabos de alimentação têm um aumento de perdas devido às harmônicas de corrente. Além disso tem-se o chamado "efeito de proximidade", o qual relaciona um aumento na resistência do condutor em função do efeito
dos campos magnéticos produzidos pelos demais condutores
colocados nas adjacências.
Equipamentos Eletrônicos
Alguns equipamentos muito sensíveis a distorções na forma de onda de tensão podem também alterar o bom funcionamento do aparelho.
Equipamentos Eletrônicos
Alguns equipamentos muito sensíveis a distorções na forma de onda de tensão podem também alterar o bom funcionamento do aparelho.
Distorções harmônicas – Efeitos
Distorções harmônicas – Efeitos
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
Aparelhos de medição
Aparelhos de medição e instrumentação em geral são afetados por harmônicas, especialmente se ocorrerem ressonâncias que afetam a grandeza medida.
Aparelhos de medição
Aparelhos de medição e instrumentação em geral são afetados por harmônicas, especialmente se ocorrerem ressonâncias que afetam a grandeza medida.
Dispositivos com discos de indução, como os medidores de energia, são sensíveis a componentes harmônicas, podendo apresentar erros positivos ou negativos, dependendo do tipo de medidor e da harmônica presente. Em geral a distorção deve ser elevada (>20%) para produzir erro significativo.
Distorções harmônicas – Efeitos
Distorções harmônicas – Efeitos
Relés de proteção e fusíveis
Um aumento da corrente eficaz devida a harmônicas sempre provocará um maior aquecimento dos dispositivos pelos quais circula a corrente, podendo ocasionar uma redução em sua vida útil e, eventualmente, sua operação inadequada.
Relés de proteção e fusíveis
Um aumento da corrente eficaz devida a harmônicas sempre provocará um maior aquecimento dos dispositivos pelos quais circula a corrente, podendo ocasionar uma redução em sua vida útil e, eventualmente, sua operação inadequada.
Distorções harmônicas – Eliminar ou Reduzir
Distorções harmônicas – Eliminar ou Reduzir
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
O controle das harmônicas é uma das partes mais complexas na análise de uma rede elétrica. O ideal seria não produzir harmônicas, isso resolveria o problema, mas, com as atuais máquinas eletrônicas isso não é mais possível, de modo que é necessário atacá-las depois de geradas.
O controle das harmônicas é uma das partes mais complexas na análise de uma rede elétrica. O ideal seria não produzir harmônicas, isso resolveria o problema, mas, com as atuais máquinas eletrônicas isso não é mais possível, de modo que é necessário atacá-las depois de geradas.
O primeiro procedimento é identificar os circuitos que possuem excesso de harmônicas, Aparelhos que fazem essas medições são geralmente caros, esse controlador pode ser instalado em qualquer ponto do sistema e a partir daí se consegue ver a quantidade de harmônicas de tensão e de corrente presentes.
A partir daí faz-se um mapa dos circuitos realmente afetados pelas harmônicas.
O primeiro procedimento é identificar os circuitos que possuem excesso de harmônicas, Aparelhos que fazem essas medições são geralmente caros, esse controlador pode ser instalado em qualquer ponto do sistema e a partir daí se consegue ver a quantidade de harmônicas de tensão e de corrente presentes.
Distorções harmônicas – Eliminar ou Reduzir
Distorções harmônicas – Eliminar ou Reduzir
Para mitigar harmônicas pode-se partir dos métodos mais simples e somente se necessário partir para métodos mais sofisticados.
Para mitigar harmônicas pode-se partir dos métodos mais simples e somente se necessário partir para métodos mais sofisticados.
Aterramento do sistema
Convém notar que as harmônicas podem se espalhar tanto pelos fios fases como pelo fio neutro e/ou terra, especialmente se o aterramento não for bem feito. Assim, uma das primeiras providências é verificar os aterramentos de todas as máquinas e do neutro próximo aos pontos onde as harmônicas são geradas. Esse efeito do aterramento deficiente do neutro pode produzir um fenômeno em que a corrente no neutro é superior a corrente da fase.
Aterramento do sistema
Convém notar que as harmônicas podem se espalhar tanto pelos fios fases como pelo fio neutro e/ou terra, especialmente se o aterramento não for bem feito. Assim, uma das primeiras providências é verificar os aterramentos de todas as máquinas e do neutro próximo aos pontos onde as harmônicas são geradas. Esse efeito do aterramento deficiente do neutro pode produzir um fenômeno em que a corrente no neutro é superior a corrente da fase.
Correção de fator de potência
Realizar a correção de fator de potência do modo adequado. Os capacitores têm a capacidade de filtrar harmônicas, visto que essas possuem freqüência mais elevada do que a fundamental.
Correção de fator de potência
Realizar a correção de fator de potência do modo adequado. Os capacitores têm a capacidade de filtrar harmônicas, visto que essas possuem freqüência mais elevada do que a fundamental.
Distorções harmônicas – Eliminar ou Reduzir
Distorções harmônicas – Eliminar ou Reduzir
Variações de Tensão
Variações de Tensão
Existem diferentes espécies de variações de tensão:
• Flutuações (variações cíclicas);
• Afundamentos de tensão;
• Interrupções;
• Sobre tensões.
Existem diferentes espécies de variações de tensão:
• Flutuações (variações cíclicas);
• Afundamentos de tensão;
• Interrupções;
• Sobre tensões.
Flutuação de Tensão
Flutuação de Tensão
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
A flutuação de tensão também conhecido na terminologia internacional como flicker, pode ser definido como variações de tensão do valor eficaz da tensão.
Flutuação de Tensão
Flutuação de Tensão
A flutuação de tensão também conhecido na terminologia internacional como flicker, pode ser definido como variações de tensão do valor eficaz da tensão.
A flutuação de tensão também conhecido na terminologia internacional como flicker, pode ser definido como variações de tensão do valor eficaz da tensão.
Flutuação de Tensão – Efeito
Flutuação de Tensão – Efeito
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
A impressão de variação visual induzida por um estímulo luminoso ou distribuição espectral que flutua com o tempo é conhecido como Cintilamento.
A impressão de variação visual induzida por um estímulo luminoso ou distribuição espectral que flutua com o tempo é conhecido como Cintilamento.
Flutuações de tensão em sistemas de potência causam vários efeitos e ou defeitos técnicos prejudiciais no funcionamento de equipamentos .
Flutuações de tensão em sistemas de potência causam vários efeitos e ou defeitos técnicos prejudiciais no funcionamento de equipamentos .
O efeito fisiológico do cintilamento afeta a ergonomia do ambiente, causando fadiga e a redução dos níveis de concentração.
Flutuação de Tensão – Efeito
Flutuação de Tensão – Efeito
Máquinas Elétricas
Flutuações de tensão nos terminais de um motor de indução provocam variações no torque e no escorregamento.
Máquinas Elétricas
Flutuações de tensão nos terminais de um motor de indução provocam variações no torque e no escorregamento.
Equipamentos elétricos de Aquecimento
A eficiência operacional de todos equipamentos de aquecimento é reduzida na presença de níveis significativos de flutuação de tensão.
Equipamentos elétricos de Aquecimento
A eficiência operacional de todos equipamentos de aquecimento é reduzida na presença de níveis significativos de flutuação de tensão.
Afundamentos de tensão
Afundamentos de tensão
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
Os afundamentos são reduções momentâneas da tensão do sistema, e podem causar desligamentos de equipamentos sensíveis, tais como controladores de velocidade de motores, relés ou robôs.
OS afundamentos são mais freqüentemente causados pela atuação de um fusível ou de um disjuntor, pela partida de motor ou pelo chaveamento de capacitores.
Os afundamentos são reduções momentâneas da tensão do sistema, e podem causar desligamentos de equipamentos sensíveis, tais como controladores de velocidade de motores, relés ou robôs.
Interrupções de tensão
Interrupções de tensão
Interrupções de energia são eventos de tensão igual a zero que podem ser causados pelo mau tempo, mau funcionamento do equipamento, operações do religador ou falhas de transmissão.
As interrupções podem ocorrer em uma ou mais fases e são
eventos tipicamente de curta duração. A grande maioria das
interrupções de energia tem duração menor que 60 segundos.
Interrupções de energia são eventos de tensão igual a zero que podem ser causados pelo mau tempo, mau funcionamento do equipamento, operações do religador ou falhas de transmissão.
As interrupções podem ocorrer em uma ou mais fases e são
eventos tipicamente de curta duração. A grande maioria das
interrupções de energia tem duração menor que 60 segundos.
Sobre tensão
Sobre tensão
Qualidade de Energia Elétrica
Qualidade de Energia Elétrica
Costuma designar-se por sobre tensão um aumento súbito e acidental de tensão sobre a rede ou qualquer outra fonte de eletricidade.
Se por algum motivo a tensão elétrica exceder o valor nominal previsto para uma determinada instalação, no momento em que houve esse pico de corrente ou aumento de tensão chamamos de sobre tensão.
Costuma designar-se por sobre tensão um aumento súbito e acidental de tensão sobre a rede ou qualquer outra fonte de eletricidade.
Dia 30.09.2012
http://www.xteccspe.com/index.php?option=com_content&view=article&id=54:harmonicas&catid=1:latest-news&Itemid=56 http://www.sandc-electric.com.br/site/fam%C3%ADlia-de-produtos-de-qualidade-de-energia-purewave%C2%AE.html http://www.osetoreletrico.com.br/web/colunistas/jose-starosta/775-flutuacao-de-tensao-flicker.html http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/pdffiles/qualidade/a1.pdf
http://www.futureng.pt/sobretensao Dia 01.10.2012
http://www.somaovivo.mus.br/forum/viewtopic.php?t=746
www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/pdffiles/qualidade/a8.pdf www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/pdffiles/qualidade/a1.pdf
