Harmonicas

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Harmonicas

  1. 1. O SISTEMA ELÉTRICO BRASILEIRO, E AS ALTERNATIVAS PARA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA
  2. 2. CONSERVAÇÃO DE ENERGIA Conservar energia elétrica ou combater seu desperdício é a fonte de produção mais barata e mais limpa que existe, pois não agride o meio ambiente. Melhorar a maneira de utilizar a energia, sem abrir mão do conforto e das vantagens que ela proporciona. Racionalizar o consumo, reduzindo custos, sem perder a eficiência e a qualidade dos serviços.
  3. 3. A CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NO SISTEMA GERAÇÃO: Gestão da fonte primária de energia: água Tecnologias de operação ou desenvolvimento TRANSMISSÃO: Operação e desenvolvimento DISTRIBUIÇÃO: Sistema e seus componentes CONSUMIDORES FINAIS
  4. 4. MEDIDAS DE INCENTIVO ÀCONSERVAÇÃO MAIS ADOTADAS Combate ao consumo: kW.h  Sobretaxas  Multas  Racionamento Utilização de equipamentos ou dispositivos de alta eficiência energética ???????
  5. 5. Equipamentos eficiêntes Instalações residenciais:  Eletroeletrônicos com fontes chaveadas de baixa qualidade.  Utilização de LFC (reatores eletrônicos) Instalações Comercias e Industriais.  Iluminação com lâmpadas de descarga  Controladores de velocidade com eletrônica de potência
  6. 6. Cargas lineares e não lineares
  7. 7. Cargas lineares
  8. 8. Cargas não lineares
  9. 9. comparação
  10. 10. QUALIDADE DE ENERGIA
  11. 11. Alterações na tensão Graph0 150.0 SWELL Normal Normal Normal Normal 100.0 SAG 50.0 Inte rrupçãoV 0.0)( -50.0 -100.0 Graph0 150.0 -150.0 0.0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 t(s) 0.2 0.22 0.24 0.26 Surtos 0.28 0.3 0.32 0.34 0.36 Normal Harmônicos Normal Normal 100.0 50.0V 0.0)( -50.0 -100.0 -150.0 0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 0.52 0.54 0. t(s)
  12. 12. curva
  13. 13. COMPONENTES HARMÔNICAS “A presença de harmônicas é sinônimo de uma onda de tensão ou de corrente deformada”. “A deformação da onda de tensão ou de corrente significa que a distribuição de energia elétrica é perturbada e que a Qualidade de Energia não é ótima”.
  14. 14. Origem das harmônicas "As correntes harmônicas são geradas pelas cargas não-lineares conectadas a rede. A circulação das correntes harmônicas geram tensões harmônicas através das impedâncias da rede, e então uma deformação da tensão de alimentação".
  15. 15. Áreas com presença de informática Ambientes de redes  No breaks  Computadores  Copiadoras/impressoras Processos automatizados.  PLC’s
  16. 16. Harmonicas ex 1
  17. 17. Graf harm. Fig. 1: exemplo de correntes comportando harmônicas, e decomposição da corrente global em seus componentes harmônicos de ordem 1 (fundamental), 3, 5, 7 e 9.
  18. 18. Graph0100.0 80.0 Harmonicas ex 2 60.0 Fundamental 40.0 20.0 0.0 -20.0 -40.0 -60.0 -80.0-100.0 0.0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01 0.011 0.012 0.013 0.014 0.015 0.016 0.017 t(s)
  19. 19. ex1 Exemplos de Harmônicos Geração de Harmônicos por Fontes Chaveadas DII (%) 140 128,03 120 100 100 90,02 DHI 80 71,5 60 48,1 40 26,7 20 8,9 7,9 2,9 0 1 3 5 7 9 11 13 15 n Ordem harmônica - n e DHI (%) Forma de onda da corrente medida Decomposição harmônica
  20. 20. ex2 Exemplos de Harmônicos Geração de Harmônicos por “No-Break’s” 120 100 100 80 60 DHI 40 26,2 28,68 20 5,33 8,21 3,14 4,89 2,53 0 1 5 7 11 13 17 19 n Ordem harmônica - n e DHI (%)Forma de onda da corrente medida Decomposição harmônica
  21. 21. ex3 Exemplos de Harmônicos Geração de Harmônicos por uma Lâmpada Fluorescente Compacta (9W/220V) com Reator Eletrônico DHI (%) 140 124,62 120 100 100 86,44 80 71,5 60 DHI 45,76 40 22,03 20 14,56 12,47 0 1 3 5 7 9 11 13 DTI Ordem harmônica - n e DHI (%) Forma de onda da corrente medida Decomposição harmônica
  22. 22. tabela
  23. 23. THD
  24. 24. Harmônicas causasx Causas: Harmônicos BCargas conectadas viaBCargas de conexão conversoresdireta ao sistema •retificadores/motores •Geradores/motores CA CC controlados; •transformadores; •inversores/motores de •lâmpadas de descarga; indução; •fornos a arco; •Eletrólise p retificação; •Compensadores tipo •cicloconversores/motor reator saturado es síncronos; •computadores; •fornos de indução; •Etc..
  25. 25. Efeitos e conseqüências dos harmônicos Aquecimentos excessivos Disparos de dispositivos de proteção Ressonância Vibrações e acoplamentos Aumento da queda de tensão e diminuição do fator de potência BAumento do consumo de energia elétrica. redução da vida útil;
  26. 26. Indicadores monitorados (DEC, FEC, DIC e FIC) relativos à duração e à freqüência das interrupções, por conjunto de consumidores e por consumidor individual; e os de níveis de tensão (DRP,DRC e ICC) relativos à entrega de energia com tensões fora dos padrões de qualidade definidos pela ANEEL. O consumidor brasileiro apresenta, em média, 14,8 interrupções, num total de 18 horas.
  27. 27. Indicadores de PQExistem indicadores que permitemquantificar e avaliar a distorção harmônicadas ondas de tensão e de corrente.- o fator de potência,- o fator de crista,- a potência de distorção,- o espectro em freqüência,- a taxa de distorção harmônica.Estes indicadores são indispensáveis para determinação dasações corretivas eventuais".
  28. 28. sistema
  29. 29. harmexe1 HarmônicosCorrente de Alimentação de um transformador à vazio (%) DII 140 120 100 100 80 60 53,0 48,5 40 20,0 20 5,7 3,03 0 1 3 5 7 9 11 13 DTI Ordem harmônica - n e DTI (%) DecomposiçãoForma de onda da corrente medida harmônica
  30. 30. Harmonicos: causasx Cargas de conexão direta ao sistema • geradores e motores CA; • transformadores; • lâmpadas de descarga; • fornos a arco; • compensadores tipo reator saturado • etc. B Cargas conectadas via conversores • retificadores/motores CC controlados; • inversores/motores de indução; • eletrólise por retificação; • cicloconversores/motores síncronos; • fornos de indução; • etc. B Reguladores • fornos de indução controlados por reatores saturados; • cargas de aquecimento controladas por tiristores; • velocidade dos motores CA controlados por tensão de estator; • reguladores de tensão a núcleo saturado; • computadores; • eletrodomésticos com fontes chaveadas • etc.
  31. 31. Harmônicosconseqx Consequências: B Sobrecargas e sobreaquecimentos em equipamentos e subsequente redução da vida útil; B Sobretensões harmônicas e solicitações do isolamento dos dispositivos com subsequente “stress” e redução da vida útil; B Operação indevida de equipamen- tos elétricos; B Aumento do consumo de energia elétrica.
  32. 32. Circulação de harmônicos na rede
  33. 33. Dimensionamento de condutores
  34. 34. disparo
  35. 35. Queda de tensão
  36. 36. Fator de potencia
  37. 37. Soluçoes para atenuar harmônicos
  38. 38. medição
  39. 39. fc
  40. 40. ind
  41. 41. Filtro ativo
  42. 42. compensado
  43. 43. Ligação filtro ativo
  44. 44. ex
  45. 45. trafo
  46. 46. 5e7
  47. 47. thdv
  48. 48. thdi
  49. 49. Ressonância

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