Harmônicas?

É o componente de uma onda periódica cuja freqüência é um múltiplo da freqüência fundamental (60 HZ).

Freqüência Fundamental Freqüência Harmônica

Onda Resultante

Quais são as causas de distorções harmônicas?

Inversores de freqüência

Variadores de velocidade

Acionamentos tiristorizados ou a diodos

Acionamentos em corrente contínua

Retificadores

Conversores eletrônicos de potência

Fornos de indução e a arco

“No Breaks”

Máquinas de solda

Transformadores

Aumento das perdas no cobre

Aumento na temperatura de funcionamento

Aumento do “barulho”

Cabos de Potência

Aumento de perdas

Aumento na temperatura de funcionamento

Efeitos das Harmônicas nos principais equipamentos

Efeitos das Harmônicas nos principais equipamentos

Motores e Geradores

Aumento de aquecimento da máquina

Diminuição da eficiência

Torque de saída pode ser comprometido, afetando qualidade do produto

Aumento do barulho de máquina

Possibilidade de danos mecânicos causados por ressonância

Dispositivos de manobras e relés

Aumento de perdas

Aumento de temperatura pode acarretar danos a isolação e diminuir a vida útil do dispositivo

Desligamentos desnecessários e “sem sentido” (principalmente em dispositivos de proteção mais antigos)

Efeitos das Harmônicas nos principais equipamentos

Capacitores

Dependendo da impedância do sistema, podem funcionar como um “ralo” para correntes harmônicas

Aumentam o aquecimento

Aumentam a fadiga dielétrico, diminuindo sensivelmente a vida útil do capacitor

Amplificam as tensões e correntes harmônicas para níveis consideravelmente altos quando comparados com sistema sem capacitores

Casos Reais

Prédio de Escritórios

Capacitores instalados muito aquecidos

Alguns capacitores saíram de funcionamento

Principal carga: No Break para comutadores;

Realizadas medições para checar existência de harmônicas;

Casos Reais

Medição de harmônicas na saída do transformador

13,8KV 60H z

800kVAZ = 5%

k

P onto dem edição

U P S12 - pu lsos

- 5 x 50kVA r -

Medição de harmônicas no banco de capacitores

13,8KV 60H z

800kVAZ = 5%

k

P onto dem edição

U P S12 - pu lsos

- 5 x 50kVA r -

Casos Reais

13,8KV 60Hz

800kVAZ = 5% k

Ponto demedição

UPS12 - pulsos

- 5 x 50kVAr -

Reator 6%245 HZ

Solução Proposta – Filtro Não Sintonizado

Casos Reais

13,8KV 60H z

800kVAZ = 5%

k

P onto dem edição

U P S12 - pu lsos

- 5 x 50kVA r -

R eator 6%204H Z

50KVAr 100KVAr 150KVAr

A A A1 75 151 2275 5 10 137 1 1 111 3 6 813 1 2 3

THD (V) 75,2% 151,5% 227,60%

Ordem da Harmônica

Corrente no Banco de Capacitores

Todas as correntes mantidas dentro do esperado!

Solução Proposta – Filtro Não Sintonizado

Casos Reais

C apacitivo Indutivo

Z

6 6 0 H Z A f / H z

Solução Proposta – Condição Inicial

Casos Reais

ƒ RES = _____1_______

2* * √ L*Cπ

C apacitivo Indu tivo

Z

2 4 5 H z 6 6 0 H Z A f / H z

ƒ RES = _____1_______

2* * √ L*Cπ

Solução Proposta – Condição Final

Casos Reais

23K V 60H z

1000kVAZ = 6%

P onto dem edição

M áqu inaIn je tora

380V

Ordem da Harmônica

Icap (A) C/Cap (%) S/Cap (%)

1 209 - -5 100 9,70% 7,70%7 45 2,70% 1,30%11 283 11,30% 2,30%

RMS 371 15,1% 8,10%

Distorção Tensão

Casos Reais

Indústria de Plásticos

Capacitores “queimam” e são substituídos;

Principal carga: Máquina injetora;

Realizadas medições para checar existência de harmônicas;

Casos Reais

Indústria de Plásticos

Solução Proposta;

Colocação de reator em série com o banco de capacitores;

Decisão do cliente;

Manter como está, trocando capacitores quando necessário.

Casos Reais

Pequena Metalúrgica

Fator de potência baixo, cliente pagando excedente de reativos;

Decisão da correção do fator de potência levou em conta apenas a redução da conta;

Principal carga: Acionamento em C.C;

Realizadas medições para checar existência de harmônicas.

23K V 60H z

500kVAIn = 760 %

P onto dem edição 380V

- 8 x 50kVAr -

Casos Reais

Pequena Metalúrgica

H A % A %1 750 100 492 1005 62 8 456 93

Irms 752 1,003 671 136Uthd 5,6 16,2

corrente

S / Caps C/ Caps