A ameaça de harmônicos e suas solucoes

A Ameaça de Harmônicos e suas
Soluções.
Silvio Ferraz - Gerente Técnico - MGE UPS
Systems – Angel Pérez

the

La amenaza de los armónicos y sus soluciones - Página 1
Angel Alberto Pérez Miguel

A AMEAÇA DE
HARMÔNICOS E SUAS
SOLUÇÕES
Silvio Ferraz da Silva
www.mgeups.com.br

T H E U N I N T E R R U P T I B L E P O W E R

P R O V I D E R

Quem são
os
Harmônicos?

Quem são os harmônicos?
As cargas lineares e não lineares.
! Carga linear :

U

– Uma carga se diz “linear” quando a corrente
que ela absorve tem a mesma forma que a
tensão que a alimenta. Esta corrente não
tem componentes harmônicos.
• Exemplo : resistências de aquecedores,
cargas indutivas em regime estabelecido
(motores, transformadores ...) .

I
ϕ

! Carga não linear ou deformada :

I
U


– Uma carga se diz "não linear" quando a
corrente que ela absorve não é da mesma
forma que a tensão que a alimenta. Esta
corrente é rica em componentes harmônicos
onde seu espectro será a função da
natureza da carga.
• Exemplo : alimentações R C D, motores
de arranque, entreferro do transformador..

Carga linear
Carga linear
Onda de Corrente

Corrente

Carga Linear

Tensão
Ângulo

Ângulo
Onda de Tensão


Carga linear
Carga linear

Corrente
Senoidal

Carga composta somente
por elementos “lineares”.

Tensão
Senoidal

Uma carga se diz linear quando uma tensão de entrada senoidal, a
corrente consumida por esta carga também é senoidal.

Exemplos de cargas
Exemplos de cargas
lineares
lineares
Motor de indução:
Seu circuito elétrico equivalente é uma combinação série
de uma resistência e uma bobina.

L

R

L

IT
IR


IL

Carga não linear
Carga não linear
Onda de Corrente

Corrente

Carga não Linear
Tensão
Ângulo

Ângulo
Onda de Tensão

Carga não linear
Carga não linear

Corrente
Carga com elementos
Não Senoidal “lineares” e “não lineares”

Tensão
Senoidal
Señal tomada con un Fluke 43

Uma carga se diz não linear quando uma tensão de entrada senoidal, a
corrente consumida pela dita carga não é senoidal.

Exemplos de cargas não lineares
Exemplos de cargas não lineares

Cargas não lineares


! Todo sinal periódico de frequência " F " ou de qualquer
forma pode ser representada abaixo pela forma de uma
soma composta :
– Do término senoidal a frequência " F " : O FUNDAMENTAL (H1) .
– Do término senoidal onde as frequências são múltiplas inteiros da
fundamental H1 : OS HARMONICOS (Hn).
– De um eventual componente continuo.

! Exemplo :

I (t ) = h 1(t ) + h 3(t )

1.5

1.5

1.5

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0

=

0

+

0

-0.5

-0.5

-0.5

-1

-1

-1

-1.5

-1.5

I (t)

-1.5

h1 (t)

h3 (t)

Decomposição harmônica
Decomposição harmônica
1.100
Fundamental
3er harmônico
5º harmônico

0.000
0

90

-1.100


180

270

360

Classe e sequência
Classe e sequência
9
Ordem
1
2
3
4
5
6
7
8
Frequência (Hz) 120 180 240 300 360 420 480 540
60
Sequência
+
0
+
0
+
0
"

Ordem é o número inteiro que
determina quantas vezes maior é a
frequência desse harmônico com
respeito ao componente
fundamental.

Ej: Harmônico de ordem 3, o terceiro harmônico é o harmônico
cuja frequência é de 3*60 = 180Hz


Forma de onda
Forma de onda

Corrente Distorcida

Tensão Senoidal

Fundamental + Harmônicos

Só o componente fundamental

Constatações
Constatações
#Fábrica

de papel
Se avaria o transformador central com a incorporação de novos
motores

#Fábrica

de Automóveis
Não é possível instalar bancos de capacitores para reduzir a
potência reativa: os capacitores queimam-se e desligam os
interruptores de proteção.

#Companhia

de produção de vídeo
Os interruptores se desligam sem razão aparente, pois a corrente
medida não é excessiva


Harmônicos em uma instalação genérica
Harmônicos em uma instalação genérica

FLUORESCENTES
E REATORES
ELETRÔNICOS

BANCOS DE
CAPACITORES
REGULADORES
DE
VELOCIDADE
TRANSFORMADOR
PRINCIPAL

PROTEÇÃO


INFORMÁTICA

Formas de correntes e instalações atuais
Formas de correntes e instalações atuais
Computadores

Reatores
eletrônicos


Reguladores
de velocidade

Efeitos dos harmônicos

Corrente no Neutro > Corrente de Fase
Sobreaquecimento dos condutores de Neutro

Harmônico 3º
Harmônico 3º
I1
I2
I3

Fases
100
50

Fases
0

In = 0

i1 (H3)
i2 (H3)
i3 (H3)
in = 3.i H3

-50
-100

!
!
!

Neutro

!

150
100
50

!

0
-50
-100
-150


I H3 gerado por todas as cargas não lineares
monofásicas (elétrico, micro e mini informática, ...).
O condutor de neutro transmite 3x i H3 e as
correntes de desequilibrio da instalação.
Segundo a IEEE 1100-1992 a sessão de condutor de neutro deve
ser adaptado (1,73 vezes a sessão das fases para as
alimentações do tipo R C D).
O regime de neutro deverá ser escolhido : TNS, TNC


Sobreaquecimento em condutores por correntes
de alta frequência.


Disparos inesperados nos interruptores e diferenciais

A eletrônica
A eletrônica
I

I
I

I
t

t
I

I

I

I
t

t
I
I
t
I
I


R
S
T

I
I

Disjuntor Termomagnético
Disjuntor Termomagnético
Bimetal que realiza a proteção térmica
contra sobrecargas.
Temperatura consequente da corrente eficaz
+
Temperatura devido a corrente harmônica
=
Disparo a I de utilização < I nominal

Fechado
Aberto por disparo térmico


Funcionamento de diferenciais
Funcionamento de diferenciais

Ip

Ip

Ip
Is

Is


Ip

Curva de resposta de um diferencial de 30 mA
Curva de resposta de um diferencial de 30 mA
T seg.
0,4
0,2
0,1

ZONA DE DISPARO

0,06
0,04
0,02

ZONA DE INCERTEZA
0,01
In ( mA)

ZONA DE NÃO DISPARO
00,015 0,03

0,5

1


2

3

5

10

Tipos de diferenciais
Tipos de diferenciais

! TIPO

AC
Funcionamento correto com correntes perfeitamente
senoidais.
! TIPO A
Idem. com correntes pulsantes com componente
continuo até 6 mA.
! TIPO B
Idem. com qualquer componente continuo.


Efeito das altas frequências
Efeito das altas frequências

Ip

Ip

Ip
Is + Is’

Is + Is’


Ip


Os condensadores formam circuitos ressonantes com a indutância da
instalação, amplificando as correntes harmônicas

Efeito sobre os condensadores
Efeito sobre os condensadores
z(Ω)
(Ω)

z(Ω)
(Ω)

f (Hz)

0

Xc = -j
C ⋅w

f (Hz)

U2
Xred =
Scc
X = w⋅ L

Os painés elétricos
vibram com uma
Frequência audível
- Tensão neutro-terra > 0

U=5 V

450 Hz
Acoplamento com a línha telefônica


Efeito sobre os capacitores
$
$

Os capacitores não geram harmônicos
A presença de capacitores podem amplificar os
harmônicos gerados por outras cargas.
Transformador
MT/BT

IHarmônicos

~

~
=

=

M

Geradores de harmônicos (Gh)

Bancos de capacitores

Efeito dos capacitores
Efeito dos capacitores



Sobreaquecimento dos enrolamentos pelas altas frequências
Sobreaquecimento do núcleo pelas correntes parasitas (≈ f2)
≈
Perda de rendimento pelos harmônicos de sequência negativa

Distorção na tensão de alimentação
"

Un

i

Zs
"

e

V

"

Fonte : esquema equivalente.


As correntes harmônicas circulam pela
instalação (impedância não nula)
provocam quedas de tensões
A fonte de alimentação da instalação não
é ideal; tem uma impedância interna não
nula. Esta impedancia é atravessada
pelas correntes harmônicas da instalação
Estes efeitos combinados geram uma
distorção na tensão de alimentação dos
receptores na instalação.

Os harmônicos geram a fonte
Os harmônicos geram a fonte
THDU

THDI

Um no-break

Um servidor, um variador

é um gerador

de velocidade, a iluminação…

de tensão

são os receptores geradores de
correntes harmônicas

THDI

THDI
THDI de NO-BREAK
de 3% a 30%

THDI das cargas
informáticas
de 70% a 100%


Sintomas
Sintomas
%

Observações superficiais realizadas nas instalações elétricas
colocam em evidência os seguintes fenômenos :

&

ruidos e vibrações nos quadros e nos elementos
eletromagnéticos tais como transformadores, motores, etc...
aquecimento dos transformadores, alternadores, bancos de
capacitores
aquecimento dos condutores de fase e neutro
disfunções e perturbações nos equipamentos sensíveis
disparos das proteções
‘flicker’ nas telas e monitores ( vídeo, informática...)
deterioração do fator de potência.
Todo ele se traduz em correntes harmônicas importantes
A qualidade da energía, não é adequada as suas necessidades.

&

&
&
&
&
&
!
!


Os transformadores
Os transformadores
As correntes harmônicas tem a ver com os efeitos em :

! As perdas em Joules : P . cu = R . I 2 eficaz

!
ção
ca
sifi
as
scl
de

.

Para cada corrente harmônica, o efeito aumenta a resistência R
dos enrolamentos. As perdas em Joule

! As perdas no entreferro :
Devido a soma das perdas por histerese (prop. de la F) e das perdas
por correntes de Foucault (prop. do quadrado de F). as perdas no entreferro.

! A taxa de distorção e tensão;
a impedância interna aumenta com a frequência. A THDU

! desclassificação :
as correntes harmônicas aumentam a corrente eficaz global.
a norma NFC 52-114 permite calcular o coeficiente de desclassificação k .
Exemplo : um transformador de 1000 kVA alimenta uma ponte retificador exafásico gerando :
H5 = 25%, H7 = 14%, H11 = 9%, H13 = 8% . Determinação do coeficiente de desclasificação : k = 0,91
A potencia aparente do transformador estará limitada a 910 kVA !...


Como medir
nas
instalações

Equipamentos de medida para
Equipamentos de medida para
harmônicos
harmônicos
TIPO

Onda
Senoidal

Onda
Quadrada

MÉDIO
(AVG)

Correto

10 % elevado

VERDADEIRO
VALOR
EFICAZ
(TRMS)

Correto


Correto

Onda
Distorcida

40 % baixo

Correto
(dentro da classe
especificada)

Instrumentação de valor médio
Instrumentação de valor médio

220 Vac

dc
175 220
0

450

Valor medio
promedio

ac
Sinal senoidal
Veff/Vmedio 1/2 periodo = 1.11
CF = 1.414


x 1,11

Instrumentação de valor medio
Instrumentação de valor medio

220 Vac

dc
175 220
0

450

Valor medio

ac

x 1,11

Com as formas de ondas não senoidais provocam erros de até 40%!

Instrumentação de verdadeiro valor eficaz
Instrumentação de verdadeiro valor eficaz

+V

220 Vac
+
-

R

220
0

R

Vdc

Vac

450

Valor TRMS

-V

Detector de verdadeiro AC

Vrms: Tensão que varia

produz a mesma potência dissipada em uma
resistência que uma tensão Vdc contínua.


Valor eficaz // Valor medio
Valor eficaz Valor medio
Señal 6
3
Sinal 1

400,00
40 A
400,00

300,00
200,00
200,00
100,00
0,00
0,00
-100,00
-200,00
-300,00
-400,00
-400,00

0A

- 40 A

Verdadero
Verdadero
Valor Eficaz
Valor Eficaz
Señal
Sinal 11
Señal
Sinal 33
Señal
Sinal 66

22,0
22,0 A
21,3 A
16,8
16,8 A

Valor medio

Factor de forma
Fator de forma
(Veff/Vmedio)
(Veff/Vmedio)

Fator de
Factor de
crista
cresta (CF)

22, 0 A
19,5 A
12,4 A

1,11
1,21
1,5

1,41
1,41
1,46
1,46
1,86
1,86


Erro
Error
0%
0%
9%
9%
26%
26%

Erro na medida de valor eficaz
Erro na medida de valor eficaz


Soluções
eletrotécnicas

As soluções eletrotécnicas
As soluções eletrotécnicas
Fontes
1
h3
Sobredimensionamento
de fontes, cabos ...

h5, h7

h9
D
yn

1 - Não elimina os
harmônicos.

D

D
d

y

Y

y

y

3

p1 = p2

2

3 y

6

Filtros
sonoros

Selfs
anti - hn.

4

Atenuação das

6 Atenuação THD(i).
Classes h5 e h7 (exafásicos).


5

5 Tratamento hn. da
frequência dos sonoros.

Transformadores com
diferentes acoplamentos
2 Confinamento h3 e múltiplos.

L

4

p1 = p2

L

Transformadores
Transformadores
h3

h9

h3

Harmônicos 3º e múltiplos de
3 não circulam para cima

h9

Cargas monofásicas com alto conteúdo de harmônicos
3º, 5º, 7º, 9º, 11º e 13º grande intensidade pelo neutro

Transformadores
Transformadores
h5

h5

h7

Harmônicos 5º e 7º
não circulam para
cima

h7

h5

h5

h7

h7

Inversão de fase dos harmônicos 5º e 7º ficando o resultado do somatório

Filtro passivo
Filtro passivo

Fonte

Carga
Filtro sintonizado


Filtro passivo + indutância série
Filtro passivo + indutância série
THDI 6%

THDI 60%

+

THDI 33%


63kV

1

30%

Sn=50MVA
Scc=330MVA
1.1

20%

11kV

Gh=40MVA Q a calcular

10%

P
20MW
cosϕ1=0,75
ϕ
cos ϕ2>0,9

1

Filtros
Antes do filtro
Taxa de distorção
em tensão = 6,78%
cos ϕ = 0,75
F5

Ih/I 1%

40%

Scc=200MVA

F7

F11

3

5

7

11 13

Depois do filtro
Taxa de distorção
em tensão = 0,87%
cos ϕ = 0,98

17 19

20 kV, 250 MVA
Cosϕ1 = 0,9
ϕ
cos ϕ2 = 0,98

colocação de retificador

Sn= 630 kVA
Ucc = 6 %

Classe
5
7
11
13

0,4 kV
Ic
Compensador
ativo

380 kvar

P
300 kW Gh= 270 kW

Sem bateria THDV : 3 %
Com batería THDV : 6 %
Com C A
THDV : 0,6 %

I%
33
9,5
6,5
3,3

Amplificação

Fr = 5,1

CleanWave
CleanWave
' Filtro

de correntes homopolares cargas monofásicas e/ou
desequilibradas
' Gama de 12 - 280 kVA para as aplicações terciarias

O filtro bloqueia todas as correntes homopolares,
Que são do tipo H3 devido a um desequilíbrio


CleanWave
CleanWave
"

Reequilíbrio parcial das correntes acima do filtro
' se

I carga = I, 0, 0, acima 2/4 I, 1/4 I, 1/4 I
' se I carga = I, I, 0 , acima 1/4 I, 1/4 I, 2/4 I

Lo

Corrente
acima filtro

Zo

I1 = 2/4 I
I2 = 1/4 I
I3 = 1/4 I

Neutro : In = 0


Corrente
carga

I1 = I
I2 = 0
I3 = 0

Compensação
ativa

O compensador ativo dos harmônicos
O compensador ativo dos harmônicos
Is

Ich.

Fonte
de potência

Carga
não linear
Ic.
Compensador
Ativo
De Harmônicos

O compensador ativo gera correntes que se opõe aos harmônicos criados
pelas cargas não lineares.
! Está dimensionado para as correntes harmônicas (Potência deformada).
! A corrente consumida pela carga será :
!

I carga = I fonte + I compensador

Princípio de funcionamento
Princípio de funcionamento
I. fonte

I. carga

If. (fundamental)

2

2

2

1,5

1,5

1,5

1

1

1

0,5

0,5

0,5

0

=

0

-0,5

-0,5

0
-0,5

-1

-1

-1

-1,5

-1,5

-1,5

-2

-2

-2

Fonte

Is

Ich

Carga
não linear

Ic
I. compensador

Compensador
ativo

IH. (harmônicos)
2
1,5

-2
-1,5
-1

1

-0,5

0,5

0

0

0,5

-0,5

1

-1

1,5

-1,5

2

-2


+

Os efeitos das correntes harmônicas
Os efeitos das correntes harmônicas
" Argumentação da potência aparente
e sobredimensionamiento das fontes
> Com cargas lineares, sem harmônicos :
• Cos phi = Fp =P/S

S=

P2 + Q2

S (VA)
P (W)
φ

Q (var)

D armónica

> S = Potência aparente
ou consumida

S (VA)

S=
> Com cargas não lineares :
• Cos ϕ = P1/S1 componentes do sinal fundamental
• Fator de potência = P/S

P2 + Q2 + D2

Ensaio Real
Ensaio Real

Corriente
compensada
Corriente sin compensar

Corriente del
compensador


Ensaio Real
Ensaio Real

Corriente compensada
Corriente sin compensar

Armónicos compensados
Armónicos sin
compensar

Corriente del
compensador


A gama completa
A gama completa
20 A - 30 A - 45 A - 60 A - 90 A - 120 A


Instalação localização
Instalação localização
.

Ventilação :
saida de ar.

Ventilação :
entrada de ar.
versão seguro na parede


versão integrado no armário

Exploração comunicação
Exploração comunicação
Interface utilizador
Exploração :

1

1

útil simples
e completos !
2

Sinalização
2

*compensador em
funcionamento
*limitação de corrente
*compensador parado
(Informações disponíveis
em contatos secos)


Prestação geral
Prestação geral
! Parâmetros de entrada .
%

tensão
fases

%

frequência

%

: 3800 V , - 20 % + 15 %
: trifásico com ou sem neutro. Funcionamento com cargas
monofásicas desequilibradas e trifásicas
: 50 Hz o 60 Hz , +/- 5 % com auto-configuração

! Compensação harmônicos .
%

classe harmônicos compensados : H 2 a H 25

%

%

tipo de compensação
modo de compensação (Hn)
taxa de atenuação

%

melhora do cos ϕ

%

: harmônicos - cos ϕ - misto (Hn + cos ϕ)
: global ou seletivo (escolha das classes)
: >10% a plena carga ( THDI)
: possível até 1

! Regime dinâmico .
%

tempos de resposta


: < a 20 ms com método global de tratamento
de corrente.

Ponte Graëtz 6 pulsos
Ponte Graëtz 6 pulsos

2

2

1,5

1,5

1
0,5
0

1

0

0,5
0

-0,5

-0,5

-1

-1

-1,5

-1,5

-2

-2

corrente na rede sem SineWave’
I fase
THDI
S
Fator potência
Cos ϕ

= 37 A
= 88 %
= 8,2 kVA
= 0.63
= 0.84


corrente na rede com SineWave
tratamento misto (Hn + reativa)
I fase
THDI (tr = 9)
S
Fator de potência
Cos ϕ

= 25A (-32%)
= 9,5%
= 5,5 kVA
= 0.99
=1

Cargas R C D
Cargas R C D
2

2

1,5

1,5

1

1

0,5

0,5

0

0

-0,5

-0,5

-1

-1

-1,5

-1,5

-2

-2

corrente na rede sem SineWave

corrente na rede com SineWave

I fase
THDI
I neutro
S
Fator potência
Cos ϕ = 0.99

I fase
THDI (tr = 24)
I neutro
S
Fator de potência
Cos ϕ = 1

= 48 A
= 81 %
= 42 A
= 10,6 kVA
= 0.77


= 38A (-21%)
= 3,4%
= 2,6 A
= 8,4 kVA
=1

Carga informática R C D
Carga informática R C D

60

60

40

40

20

20

0

0

Correntes Harmônicas sem SineWave
THDI = 92.6%
F.P = 0.73

H9
H1
1
H1
3
H1
5
H1
7
H1
9
H2
1

80

H5
H7

80

H1
H3

100

H9
H1
1
H1
3
H1
5
H1
7
H1
9
H2
1

100

H5
H7

120

H1
H3

120

Correntes Harmônicas com SineWave

2.9 %
1.0

redução de 27 % de corrente eficaz na rede

Variador de velocidade
Variador de velocidade

120

120

100

100

80

80

60

60

Correntes de entrada Variador sem SineWave
THDI = 124.3 %
I eficaz = 35.1 A
Fator de potência = 0.71


H9
H1
1
H1
3
H1
5
H1
7
H1
9
H2
1

0
H5
H7

0

H1
H3

20

H9
H1
1
H1
3
H1
5
H1
7
H1
9
H2
1

20

H5
H7

40

H1
H3

40

Correntes de entrada Variador com SineWave
13.4 %
24.7 A
0.91

Funcionamento interno
Funcionamento interno
CONVERTIDOR

fonte

R1
Lf

L1

CT2

C2

X
DJ

K1

C3

Cf

Im
X
CT1

carga

extração
dos
harmônicos

ELECTRONICA
DE MANDO


Ih

Regulação
e
controles

Geração
do sinal
de mando

Udc

Sinal de mando

Esquema de potência
Esquema de potência
IGBT Módulo

Pre-Carga
Contator

S1

S3

S5

S2

AC
Línea

Indutância
de
línea

S4

S6

Indutância

Filtro


DC Bus
Condensadores

Modo de funcionamento
TGBT

I red

1,5
1
0,5

I.neutro
= 5.8A

0
-0,5
-1
-1,5

Ieff = 18.1A, THDI = 7.5%, Fc = 1.46

Quadro
informática

I cargas

2,5
2
1,5
1

I.neutro
= 31.6A

0,5
0
-0,5
-1
-1,5
-2
-2,5

Ordenador
impressora
de despachos
Posto de trabalho Ord.portatil

Ieff = 24.8A, THDI = 104.8%, Fc = 2.92


C.B.T secundário
captador
comum

Cargas não lineares

extensão

* Posta em paralelo ao SineWave
do mesmo calibre (4 máximo ).
* Somente 1 captador comum.

evolução

SW 1

SW 2

Funcionamento em cascata
Funcionamento em cascata
T.B.T secundário

Este modo de funcionamento
permite tratar :
- a despoluição " usuarios"
da saida D2 (exemplo. H3)
com o SW2
- a despoluição " global "
da saida D1 (ex. H5, H7
H9 ...) com o SW1, mais o
complemento eventual de D2.

captador 1
captador 2

D1

D2

Cargas
não lineares

SW 2

SW 1

Pontos de inserção
Pontos de inserção
A escolha do ponto de inserção
será função de critérios
técnico-econômicos dependentes :
- das medidas realizadas
- do grau de despoluição desejado
- da compensação da reativa

CR
BT
Quadro general
Baixa tensão

CGBT

Saídas MS1

Saídas MS2

Saídas MSn

A

Quadro
secundário

B
Saidas S1

Saidas S2

Saidas S3

! compensação
global

! compensação
parcial

Quadro
terminal

C
M

M

M


! compensação
local

Características
Características
SW 20

SW 30

SW 45

SW 60

SW 90

SW 120

Capacidade de compensação
- em A. eff. / fase

20 A

30 A

45 A

60 A

90 A

120 A

- em A eff . Neutro (x3)

60 A

90 A

135 A

180 A

270 A

360 A

Calibre das proteções

Perda a evacuar
Ruido acústico
Temperatura de
funcionamento

900 W

1300 W

< 55 dBA

< 55 dBA

< 60 dBA

3600 W
< 65 dBA

4800 W
< 65 dBA

0 a 95 % sin condensação
< 1000 m

EN 50091-1 (concepção CEI 146 - proteção IP 305 : CEI 529)
emissão conduzida e radiada EN 55011 clase A
Imunidade as descargas eletro - estáticas CEI 801-2 y CEI 1000-4-2 niv. 4
Imunidade aos campos radiados CEI 801-3 y CEI 1000-4-3 nivel 3
Imunidade as ondas de choque
CEI 801-4 y CEI 1000-4-4 nivel 4


< 60 dBA

2400 W

< 25° recomendada , de 0° a 40° permanente

Umidade relativa e
Altitude de funcionamento
Normas (qq. referências)
- construção e segurança
- CEM

1800 W

Casos
reais

Problemas reais
Problemas reais


Problemas reais
Problemas reais

Durante as provas de um novo teleférico
de uma importante estação de esquí, se
observaram vários problemas.
O transformador de alimentação
vibrava e os cabos se esquentavam.
O teleférico parava.


Problemas reais
Problemas reais

Um teleférico é basicamente um
grande motor elétrico com velocidade
variável, mas o problema deve-se aos
harmônicos injetados.


Problemas reais
Problemas reais

ANTES

I rms

239,8 A

THD (I)

40,94 %

I harmônico

90,7 A


Problemas reais
Problemas reais


Problemas reais
Problemas reais

DEPOIS

I rms

206,7 A -14%

THD (I)

6,84 % -83%

I hrmônico

14,1 A


-84%

Forma de onda de um variador de velocidade
Forma de onda de um variador de velocidade

Forma de onda compensada
Forma de onda compensada

Espectro harmônico de um variador de velocidade
Espectro harmônico de um variador de velocidade

Espectro harmônico compensado
Espectro harmônico compensado


Problemas reais
Problemas reais
- Resultado final:
*Ausência de:
- vibração
- aquecimento
*Cliente (e usuários)
Satisfeitos!


Problemas reais
Problemas reais

Transformador desclassificado
Uma instalação industrial com
um transformador de 3.500
kVA, no qual podemos utilizar
somente 2.200 kVA.
Não admite mais cargas


Problemas reais
Problemas reais

As cargas consideradas deformantes são:
•
•
•

dos variadores de 200 KW cada um
outro variador de 132 KW
dois fornos de 100 KW cada um


Problemas reais
Problemas reais

Medidas preliminares (em um cabo de 3 em paralelo):
I

459A

Iharmônico

124,6 A

THD(I)

32,24%


Problemas reais
Problemas reais


Problemas reais
Problemas reais

Solução
Medidas com dois filtros ativos ligados (no mesmo
cabo):
I

421A

Iharmônico

13,8 A

THD(I)

3,3%


Ensaio Real
Ensaio Real

"

submetido a um alto nível de harmônicos e sobreintensidades

Lembre-se que qualquer quadro pode incluir barras de conexão


AS REGRAS DE OURO
• Evitar a redução da secção de neutros, que em certos casos
deverá duplicar-se

• Considerar a segregação de circuitos quando a maior
parte da carga é eletrônica

• Ter em conta o espectro harmônico dos equipamentos
a instalar

• Prever filtros em casos pontuais

A QUALIDADE DA ONDA
MELHORAR TEM UM CUSTO
NÃO FAZÊR-LO
PODE CUSTAR
MUITO

CARO

Qualidade da onda
Qualidade da onda

Falando em termos de qualidade da onda de tensão é
baseada na norma Norte Americana (IEEE-519-1992)
“Prática recomendada”

THDU Global

< 5%

THDU Individual < 3%


As normas sobre os produtos
Compatível com todas as normas
As normas de emissão de harmônicos:
"

IEEE 519-2 (USA): taxa de rejeição harmônica < 5%

"

CEI 61000-3-2 (EN61000-3-2) aplicável nos equipamentos
<16 A

"

CEI61000-3-4 (EN61000-3-4)
Aplicável nos equipamentos >16A/fase
' Conectados nas redes BT ⌫600 V
' Frequências < H40
' Níveis requeridos
'


Compatível com todas as normas
Hk

H3
H5
H7
H9
H11
H13
H17
H19
THDI

%H1
Limites da
CEI 61000-3-4
21,6%
10,7%
7,2%
3,8%
3,1%
2,0%
1,2%
1,1%
25%

Sem filtro

Filtro LC

32%
2,5%
6,1%
2,7%
2,5%
1,6%
33%

2,9%
1,9%
3,8%
1,9%
1,1%
0,7%
6%

Dupla ponte THM integrado
2,8%
1,5%
9,1%
7,1%
1%
0,7%
12%

2,5%
1,5%
2%
0,5%
1,1%
0,9%
4%

O filtro THM (Compensador Ativo) é o único dispositivo em
conformidade com as recomendações do guía CEI para todas as
classes Harmônicos

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