A ameaça de harmônicos e suas solucoes

La amenaza de los armónicos y sus soluciones - Página 1

Angel Alberto Pérez Miguel

A Ameaça de Harmônicos e suasSoluções.

Silvio Ferraz - Gerente Técnico - MGE UPS Systems – Angel Pérez

the


Angel Alberto Pérez MiguelT 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

www.mgeups.com.br

A AMEAÇA DE HARMÔNICOS E SUAS

SOLUÇÕES

Silvio Ferraz da Silva



Quem sãoos

Harmônicos?

Quem sãoos

Harmônicos?



! Carga linear :– Uma carga se diz “linear” quando a corrente

que ela absorve tem a mesma forma que atensão que a alimenta. Esta corrente nãotem componentes harmônicos.

• Exemplo : resistências de aquecedores,cargas indutivas em regime estabelecido(motores, transformadores ...) .

! Carga não linear ou deformada :– Uma carga se diz "não linear" quando a

corrente que ela absorve não é da mesmaforma que a tensão que a alimenta. Estacorrente é rica em componentes harmônicosonde seu espectro será a função danatureza da carga.

• Exemplo : alimentações R C D, motoresde arranque, entreferro do transformador..

As cargas lineares e não lineares.As cargas lineares e não lineares.

U

I

U

I

ϕ

Quem são os harmônicos?Quem são os harmônicos?



Carga linearCarga linear

Ângulo

Ângulo

Onda de Tensão

Onda de Corrente

Tensão

Corrente

Carga Linear



TensãoSenoidal

CorrenteSenoidal

Carga composta somentepor elementos “lineares”.

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

Carga linearCarga linear



Motor de indução:Seu circuito elétrico equivalente é uma combinação sériede uma resistência e uma bobina.

L

IR IL

R LIT

Exemplos de cargas linearesExemplos de cargas lineares



Carga não linearCarga não linear

Ângulo

Ângulo

Corrente

Tensão

Onda de Tensão

Onda de Corrente

Carga não Linear



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

TensãoSenoidal

CorrenteNão Senoidal

Carga com elementos “lineares” e “não lineares”

Señal tomada con un Fluke 43

Carga não linearCarga não linear



Cargas não lineares

Exemplos de cargas não linearesExemplos de cargas não lineares



Quem são os harmônicos?Quem são os harmônicos?

! Todo sinal periódico de frequência " F " ou de qualquerforma pode ser representada abaixo pela forma de umasoma 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 h ht t t( ) ( ) ( )= +1 3

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

I (t)

=

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

h1 (t)

+

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

h3 (t)



-1.100

0.000

1.100

0 90 180 270 360

Fundamental

3er harmônico

5º harmônico

Decomposição harmônicaDecomposição harmônica



Classe e sequênciaClasse e sequência

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

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

Ordem 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Frequência (Hz)60 120 180 240 300 360 420 480 540Sequência + - 0 + - 0 + - 0



Corrente Distorcida Fundamental + Harmônicos

Tensão Senoidal Só o componente fundamental

Forma de ondaForma de onda



#Fábrica de papelSe avaria o transformador central com a incorporação de novosmotores

#Fábrica de AutomóveisNão 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 vídeoOs interruptores se desligam sem razão aparente, pois a correntemedida não é excessiva

ConstataçõesConstatações



TRANSFORMADORPRINCIPAL

FLUORESCENTESE REATORES

ELETRÔNICOS

INFORMÁTICAREGULADORES

DEVELOCIDADE

BANCOS DE CAPACITORES

PROTEÇÃO

Harmônicos em uma instalação genéricaHarmônicos em uma instalação genérica



Computadores Reguladoresde velocidade

Reatoreseletrônicos

Formas de correntes e instalações atuaisFormas de correntes e instalações atuais



Efeitos dos harmônicosEfeitos dos harmônicos

Corrente no Neutro > Corrente de FaseSobreaquecimento dos condutores de Neutro



! 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

Neutro

-150-100-50

050

100

150

I1I2I3

In = 0

i1 (H3)i2 (H3)i3 (H3)

in = 3.i H3

Harmônico 3ºHarmônico 3º

Fases

-100

-50

0

50

100Fases



Sobreaquecimento em condutores por correntesde alta frequência.





DisparosDisparos inesperadosinesperados nosnos interruptoresinterruptores e e diferenciaisdiferenciais



I

I

I

I

I

t

I

t

I

I

It

I

It

I

I

RST

I

t

A eletrônicaA eletrônica



Fechado

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

Aberto por disparo térmico

Disjuntor TermomagnéticoDisjuntor Termomagnético



IpIp

Is

Is

IpIp

Funcionamento de diferenciaisFuncionamento de diferenciais



ZONA DE DISPARO

ZONA DE NÃO DISPARO

ZONA DE INCERTEZA

00,015 0,03 0,5 1 2 3 5 10

In ( mA)

0,01

0,02

0,04

0,06

0,1

0,2

0,4T seg.

Curva de resposta de um diferencial de 30 mACurva de resposta de um diferencial de 30 mA



!TIPO AC Funcionamento correto com correntes perfeitamentesenoidais.

!TIPO A Idem. com correntes pulsantes com componente

continuo até 6 mA.!TIPO B Idem. com qualquer componente continuo.

Tipos de diferenciaisTipos de diferenciais



IpIp

Is

Is

IpIp

+ Is’

+ Is’

Efeito das altas frequênciasEfeito das altas frequências




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



f (Hz)0

z(Ω(Ω(Ω(Ω))))

Xc -jC w= ⋅

f (Hz)

z(Ω(Ω(Ω(Ω))))

Xred UScc= 2

X w L= ⋅

Efeito sobre os condensadoresEfeito sobre os condensadores




U=5 V

450 Hz

Os painés elétricosvibram com uma

Frequência audível- Tensão neutro-terra > 0

Acoplamento com a línha telefônica



$ Os capacitores não geram harmônicos$ A presença de capacitores podem amplificar os

harmônicos gerados por outras cargas.

Bancos de capacitores

~=

~=

TransformadorMT/BT

Geradores de harmônicos (Gh)

IHarmônicos

M

Efeito sobre os capacitoresEfeito sobre os capacitores



Efeito dos capacitoresEfeito dos capacitores



Sobreaquecimento dos enrolamentos pelas altas frequênciasSobreaquecimento do núcleo pelas correntes parasitas (≈ ≈ ≈ ≈ f2)

Perda de rendimento pelos harmônicos de sequência negativa





Fonte : esquema equivalente.

" As correntes harmônicas circulam pela instalação (impedância não nula) provocam quedas de tensões

" A fonte de alimentação da instalação nãoé ideal; tem uma impedância interna nãonula. Esta impedancia é atravessadapelas correntes harmônicas da instalação

" Estes efeitos combinados geram umadistorção na tensão de alimentação dos receptores na instalação.

Zs

e

Un

V

i

Distorção na tensão de alimentação



THDI das cargasinformáticas

de 70% a 100%

THDI de NO-BREAK

de 3% a 30%

THDITHDI

Os harmônicos geram a fonteOs harmônicos geram a fonte

THDUUm no-breaké um gerador

de tensão

THDIUm servidor, um variador

de velocidade, a iluminação…são os receptores geradores de

correntes harmônicas



% Observações superficiais realizadas nas instalações elétricascolocam 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.

SintomasSintomas



! As perdas em Joules : 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 perdaspor correntes de Foucault (prop. do quadrado de F). as perdas no entreferro.

! 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 = 0,91A potencia aparente do transformador estará limitada a 910 kVA !...

As correntes harmônicas tem a ver com os efeitos em :desclassificação !

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

P cu R I eficaz. . .= 2

Os transformadoresOs transformadores



Como medir nas

instalações

Como medir nas

instalações



TIPO

MÉDIO(AVG)

VERDADEIROVALOREFICAZ(TRMS)

OndaQuadrada

10 % elevado

Correto

OndaSenoidal

Correto

Correto

OndaDistorcida

40 % baixo

Correto(dentro da classe

especificada)

Equipamentos de medida para harmônicosEquipamentos de medida para harmônicos



0 450

220

Valor promedio

175

220 Vac

ac

dc

0 450

220

Valor medio

x 1,11

Sinal senoidalVeff/Vmedio 1/2 periodo = 1.11

CF = 1.414

Instrumentação de valor médioInstrumentação de valor médio



220 Vac

x 1,11ac

dc

0 450

220

Valor medio

175

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

Instrumentação de valor medioInstrumentação de valor medio



220 Vac+-

+V

-V

Detector de verdadeiro AC

0 450

220

Valor TRMSVac Vdc

R R

Vrms: Tensão que varia produz a mesma potência dissipada em umaresistência que uma tensão Vdc contínua.

Instrumentação de verdadeiro valor eficazInstrumentação de verdadeiro valor eficaz



Verdadero Valor Eficaz Valor medio

Factor de forma (Veff/Vmedio)

Factor de cresta (CF) Error

Señal 1 22,0 A 22, 0 A 1,11 1,41 0%Señal 3 21,3 A 19,5 A 1,21 1,46 9%Señal 6 16,8 A 12,4 A 1,5 1,86 26%

Señal 1

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

0,00100,00200,00300,00400,00

Señal 3

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

0,00100,00200,00300,00400,00

Sinal 6

-400,00

-200,00

0,00

200,00

400,0040 A

0 A

- 40 A


Factor de forma (Veff/Vmedio)

Factor de cresta (CF) Error

Señal 1 22,0 A 22, 0 A 1,11 1,41 0%Señal 3 21,3 A 19,5 A 1,21 1,46 9%Señal 6 16,8 A 12,4 A 1,5 1,86 26%


Fator de forma (Veff/Vmedio)

Fator de crista (CF) Erro

Sinal 1 22,0 A 22, 0 A 1,11 1,41 0%Sinal 3 21,3 A 19,5 A 1,21 1,46 9%Sinal 6 16,8 A 12,4 A 1,5 1,86 26%

Valor eficaz / Valor medioValor eficaz / Valor medio



Erro na medida de valor eficazErro na medida de valor eficaz



Soluçõeseletrotécnicas

Soluçõeseletrotécnicas



Fontes

Transformadores comdiferentes acoplamentos

2 Confinamento h3 e múltiplos.

p1 = p2

h5, h7

D

d y3

D

y

Y

y

p1 = p24

L

5

Selfsanti - hn.

L

6

1

D

yn

h3 h9

2

3 4y Atenuação das

Classes h5 e h7 (exafásicos).

Filtrossonoros

5 Tratamento hn. dafrequência dos sonoros.

6 Atenuação THD(i).

Sobredimensionamentode fontes, cabos ...

- Não elimina os harmônicos.

1

As soluções eletrotécnicasAs soluções eletrotécnicas



Cargas monofásicas com alto conteúdo de harmônicos3º, 5º, 7º, 9º, 11º e 13º grande intensidade pelo neutro

Harmônicos 3º e múltiplos de3 não circulam para cima

h3 h9

h3 h9

TransformadoresTransformadores



h5 h7 h5 h7

h5 h7 h5 h7

Harmônicos 5º e 7º não circulam para cima

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

TransformadoresTransformadores



Filtro sintonizado

Fonte Carga

Filtro passivoFiltro passivo



+

-

THDI 60%

THDI 33%

THDI 6%

Filtro passivo + indutância sérieFiltro passivo + indutância série



1

1.1

63kVScc=200MVA

Sn=50MVAScc=330MVA

11kV

Gh=40MVA Q a calcular

cosϕϕϕϕ1=0,75cos ϕϕϕϕ2>0,9

P20MW

Antes do filtro

Taxa de distorçãoem tensão = 6,78%cos ϕ ϕ ϕ ϕ = 0,75

Depois do filtroTaxa de distorçãoem tensão = 0,87% cos ϕ ϕ ϕ ϕ = 0,98

40%

30%

20%

10%

Ih/I 1%

1 3 5 7 11 13 17 19

Filtros

F5 F7 F11




colocação de retificador

Classe571113

I %339,56,53,3

Fr = 5,1

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

20 kV, 250 MVA

Sn= 630 kVAUcc = 6 %

0,4 kV

Gh= 270 kW

Cosϕϕϕϕ1 = 0,9cos ϕϕϕϕ2 = 0,98

380 kvar

P

300 kW

Compensadorativo

Ic




'Filtro de correntes homopolares cargas monofásicas e/oudesequilibradas

'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

CleanWaveCleanWave



" 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

Corrente carga

I1 = II2 = 0I3 = 0

Corrente acima filtro

I1 = 2/4 II2 = 1/4 II3 = 1/4 I

Neutro : In = 0

Lo

Zo

CleanWaveCleanWave



Compensaçãoativa

Compensaçãoativa



! 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

Fontede potência

Carganão linear

CompensadorAtivo

De Harmônicos

Is Ich.

Ic.

O compensador ativo dos harmônicosO compensador ativo dos harmônicos



=

+

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

If. (fundamental)

IH. (harmônicos)

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

2

1,5

Compensadorativo

Ic

Fonte Carganão linear

Is Ich

I. compensador

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

2

1,5

I. fonte

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

I. carga

Princípio de funcionamentoPrincípio de funcionamento



" Argumentação da potência aparentee sobredimensionamiento das fontes

> Com cargas lineares, sem harmônicos :

• Cos phi = Fp =P/S

> Com cargas não lineares :

• Cos ϕ = P1/S1 componentes do sinal fundamental• Fator de potência = P/S

> S = Potência aparenteou consumida

P (W)

Q (var)φS (VA)

S (VA)

D armónica

P2 + Q2S =

P2 + Q2 + D2S =

Os efeitos das correntes harmônicasOs efeitos das correntes harmônicas



Corriente compensadaCorriente sin compensar

Corriente del compensador

Ensaio RealEnsaio Real



Corriente compensada

Corriente sin compensar

Armónicos compensados

Armónicos sin compensar

Corriente del compensador




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

A gama completaA gama completa



Ventilação :entrada de ar.

Ventilação :saida de ar.

versão seguro na parede versão integrado no armário

.

Instalação localizaçãoInstalação localização



1

Interface utilizador

2

Sinalização

Exploração :útil simples

e completos !

*compensador emfuncionamento*limitação de corrente

*compensador parado

(Informações disponíveisem contatos secos)

1

2

Exploração comunicaçãoExploração comunicação



! Parâmetros de entrada .% tensão : 3800 V , - 20 % + 15 %% fases : trifásico com ou sem neutro. Funcionamento com cargas

monofásicas desequilibradas e trifásicas % frequência : 50 Hz o 60 Hz , +/- 5 % com auto-configuração

! Compensação harmônicos .% classe harmônicos compensados : H 2 a H 25% tipo de compensação : harmônicos - cos ϕϕϕϕ - misto (Hn + cos ϕϕϕϕ)% modo de compensação (Hn) : global ou seletivo (escolha das classes)% taxa de atenuação : >10% a plena carga ( THDI)

% melhora do cos ϕϕϕϕ : possível até 1

! Regime dinâmico .% tempos de resposta : < a 20 ms com método global de tratamento

de corrente.

Prestação geralPrestação geral



I fase = 37 ATHDI = 88 %S = 8,2 kVAFator potência = 0.63Cos ϕϕϕϕ = 0.84

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

corrente na rede com SineWavetratamento misto (Hn + reativa)

I fase = 25A (-32%)THDI (tr = 9) = 9,5%S = 5,5 kVAFator de potência = 0.99Cos ϕϕϕϕ = 1

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

corrente na rede sem SineWave’

0

Ponte Graëtz 6 pulsosPonte Graëtz 6 pulsos



I fase = 48 ATHDI = 81 %I neutro = 42 AS = 10,6 kVAFator potência = 0.77Cos ϕϕϕϕ = 0.99

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

corrente na rede sem SineWave

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

2

1,5

corrente na rede com SineWave

I fase = 38A (-21%)THDI (tr = 24) = 3,4%I neutro = 2,6 AS = 8,4 kVAFator de potência = 1Cos ϕϕϕϕ = 1

Cargas R C DCargas R C D



THDI = 92.6%F.P = 0.73

2.9 %1.0

Correntes Harmônicas com SineWave

0

2040

60

80100

120

H1 H3 H5 H7 H9H11 H13 H15 H17 H19 H21

redução de 27 % de corrente eficaz na rede

Correntes Harmônicas sem SineWave

020

4060

80100

120

H1 H3 H5 H7 H9H11 H13 H15 H17 H19 H21

Carga informática R C DCarga informática R C D



020

4060

80100

120

H1 H3 H5 H7 H9H11 H13 H15 H17 H19 H21

Correntes de entrada Variador sem SineWave

THDI = 124.3 %

I eficaz = 35.1 A

Fator de potência = 0.71

13.4 %

24.7 A

0.91

Correntes de entrada Variador com SineWave

0

2040

60

80100

120

H1 H3 H5 H7 H9H11 H13 H15 H17 H19 H21

Variador de velocidadeVariador de velocidade



R1

Cf

Lf L1CT2

K1

C2

C3

ELECTRONICADE MANDO

Ih

Im

Udc

Sinal de mando

CONVERTIDORfonte

carga

extraçãodos

harmônicos

Regulaçãoe

controles

Geraçãodo sinal

de mando

CT1

X

X

DJ

Funcionamento internoFuncionamento interno



Indutânciadelínea

Filtro

Pre-CargaContator

Indutância

ACLínea

S4

S5

S6

S1

S2

S3DC Bus Condensadores

IGBT Módulo

Esquema de potênciaEsquema de potência



-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

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

-2,5-2

-1,5-1

-0,50

0,51

1,52

2,5

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

I.neutro = 31.6A

I cargas

I red

I.neutro= 5.8A

Ordenador de despachos

Posto de trabalho

impressora

Ord.portatil

TGBT

Quadroinformática

Modo de funcionamentoModo de funcionamento



C.B.T secundário

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

Cargas não lineares

captadorcomum

evoluçãoextensão

SW 1 SW 2

Modo de funcionamentoModo de funcionamento



Este modo de funcionamentopermite tratar :

- a despoluição " usuarios"da saida D2 (exemplo. H3)

com o SW2- a despoluição " global "

da saida D1 (ex. H5, H7H9 ...) com o SW1, mais o

complemento eventual de D2.

T.B.T secundário

captador 1captador 2

SW 2 SW 1

D1 D2

Cargasnão lineares

Funcionamento em cascataFuncionamento em cascata



M M M

Quadroterminal

Saidas S1 Saidas S2 Saidas S3

Quadrosecundário

Quadro generalBaixa tensão

CGBT

Saídas MS1 Saídas MS2 Saídas MSn

BT

! compensaçãolocal

! compensaçãoparcial

! compensaçãoglobal

A escolha do ponto de inserçãoserá função de critériostécnico-econômicos dependentes :- das medidas realizadas - do grau de despoluição desejado- da compensação da reativa

C R

C

B

A

Pontos de inserçãoPontos de inserção



Capacidade de compensação 20 A 30 A 45 A 60 A 90 A 120 A - em A. eff. / fase

- em A eff . Neutro (x3) 60 A 90 A 135 A 180 A 270 A 360 A

Calibre das proteções

Perda a evacuar 900 W 1300 W 1800 W 2400 W 3600 W 4800 W

Ruido acústico < 55 dBA < 55 dBA < 60 dBA < 60 dBA < 65 dBA < 65 dBA

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

Umidade relativa e 0 a 95 % sin condensaçãoAltitude de funcionamento < 1000 m

Normas (qq. referências)- construção e segurança EN 50091-1 (concepção CEI 146 - proteção IP 305 : CEI 529)- CEM 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 3Imunidade as ondas de choque CEI 801-4 y CEI 1000-4-4 nivel 4

CaracterísticasCaracterísticasSW 20 SW 30 SW 45 SW 60 SW 90 SW 120



Casos reais

Casos reais



Problemas reaisProblemas reais



Durante as Durante as provasprovas de de umum novo teleférico novo teleférico de de umauma importante importante estaçãoestação de esquí, se de esquí, se observaramobservaram váriosvários problemas.problemas.

O transformador de O transformador de alimentaçãoalimentaçãovibravavibrava e os cabos see os cabos se esquentavamesquentavam..

O teleférico O teleférico paravaparava..




UmUm teleférico é teleférico é basicamentebasicamente umumgrande motor grande motor elétricoelétrico comcom velocidadevelocidadevariávelvariável, mas o problema , mas o problema devedeve--se se aosaos

harmônicosharmônicos injetadosinjetados..




I rms 239,8 A

THD (I) 40,94 %

I harmônico 90,7 A

Problemas reaisProblemas reais ANTES



I rms 206,7 A

THD (I) 6,84 %

I hrmônico 14,1 A

Problemas reaisProblemas reais DEPOIS

-14%

-83%

-84%



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

Forma de onda compensadaForma de onda compensada



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

Espectro harmônico compensadoEspectro harmônico compensado



- Resultado final:

*Ausência de:

- vibração

- aquecimento

*Cliente (e usuários)

Satisfeitos!




UmaUma instalaçãoinstalação industrial industrial comcomumum transformador de 3.500 transformador de 3.500 kVAkVA, no , no qualqual podemos utilizar podemos utilizar somentesomente 2.200 kVA.2.200 kVA.

NãoNão admite admite maismais cargascargas

Transformador desclassificado




•• dos dos variadoresvariadores de 200 KW cada de 200 KW cada umum

As cargas consideradas deformantes As cargas consideradas deformantes sãosão::

•• doisdois fornosfornos de 100 KW cada de 100 KW cada umum•• outrooutro variadorvariador de 132 KWde 132 KW




Medidas preliminares (Medidas preliminares (emem umum cabo de 3 cabo de 3 emem paralelo):paralelo):

II 459A459A

IIharmônicoharmônico 124,6 A124,6 A

THD(I)THD(I) 32,24%32,24%




Medidas Medidas comcom doisdois filtros filtros ativosativos ligados (no ligados (no mesmomesmocabo):cabo):

II 421A421A

IIharmônicoharmônico 13,8 A13,8 A

THD(I)THD(I) 3,3%3,3%

Solução




"" submetidosubmetido a a umum alto alto nívelnível de de harmônicosharmônicos e sobree sobre--intensidadesintensidades

LembreLembre--se que se que qualquerqualquer quadroquadro pode incluir barras de pode incluir barras de conexãoconexão




AS REGRAS DE OUROAS REGRAS DE OURO• Evitar a redução da secção de neutros, que em certos casos

deverá duplicar-se

• Considerar a segregação de circuitos quando a maiorparte da carga é eletrônica

• Ter em conta o espectro harmônico dos equipamentosa instalar

• Prever filtros em casos pontuais



A QUALIDADE DA ONDAA QUALIDADE DA ONDA

MELHORAR TEM UM CUSTOMELHORAR TEM UM CUSTO

NÃO FAZÊRNÃO FAZÊR--LOLOPODE CUSTARPODE CUSTAR MUITOMUITO

CAROCARO



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%

Qualidade da ondaQualidade da onda



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

As normas sobre os produtosAs normas sobre os produtos

Compatível com todas as normas



O filtro THM (Compensador Ativo) é o único dispositivo emconformidade com as recomendações do guía CEI para todas as

classes Harmônicos

As normas sobre os produtosAs normas sobre os produtos

Compatível com todas as normasHk %H1

Limites da CEI 61000--3-4

Sem filtro Filtro LC Dupla ponte THM integrado

H3 21,6% - - - -H5 10,7% 32% 2,9% 2,8% 2,5%H7 7,2% 2,5% 1,9% 1,5% 1,5%H9 3,8% - - - -H11 3,1% 6,1% 3,8% 9,1% 2%H13 2,0% 2,7% 1,9% 7,1% 0,5%H17 1,2% 2,5% 1,1% 1% 1,1%H19 1,1% 1,6% 0,7% 0,7% 0,9%THDI 25% 33% 6% 12% 4%

A ameaça de harmônicos e suas solucoes

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