Harmônicas?
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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