filtro ativo série-paralelo

Filtro Ativo de Potência Série-Paralelo

Apresentação de Protótipo DP1

PalestrantePalestrante: M: Máárcio Stefanellorcio StefanelloColaboradorColaborador: Rafael : Rafael ScapiniScapini

2

1�Definição de Filtros Ativos de Potência

“Filtro Ativo de Potência é um equipamento

composto de dispositivos eletrônicos de

potência utilizado para a compensação

de problemas de qualidade de energia qualidade de energia

eleléétricatrica”

2�Qualidade de Energia

4

Sistema Elétrico Típico

Subestação de TransmissãoDisjuntor Transformador

FontePrimária

Subestação de Transmissão

DisjuntorTransformador

Subestação de TransmissãoDisjuntor Transformador

Seccionadora

Subtransmissão 46kV-161kV

Transmissão 230kV-765kV

Fusível Transformador

Cargas residenciaisCargas conectadas em AT

Cargas AT

Distribuição 90V-400V

GERAÇÃOTRANSMISSÃO eSUBTRANSMISSÃO

DISTRIBUIÇÃO

UTILIZAÇÃO

5

Características desejadas do sistema

� Da rede →→ carga:

– Tensão senoidal;

– Amplitude e frequência fixas

� Da carga →→ rede:

– A corrente drenada é senoidal;

– Corrente reativa nula;

6

Problemas de qualidade de energia

� Distorção das formas de onda →→ HARMÔNICOSHARMÔNICOS;

� Defasagem angular V x I →→ POT. REATIVAPOT. REATIVA;

� Variações de amplitude de tensão →→ SAGSAGss e e

SWELLsSWELLs;

� Ressonância paralela entre impedâncias →→

OSCILAOSCILAÇÇÕES de TENSÃOÕES de TENSÃO;

7

HARMÔNICOS (tensão e/ou corrente)

� Representam atualmente as principais fontes de

problemas de qualidade de energia;

Ex.: Forma de ondafundamental + sétimaharmônica te

nsão

[V]/

corr

ente

[A]

t [s]

8

Algumas causas de harmônicos

ELEMENTOS MAGNÉTICOS SATURADOS

“Primeiras fontes de Harmônicos de Corrente”

Curva de Histerese

corrente [A]

f~tensão [V]B [T]

H [A/ ]m

9

Algumas causas de harmônicos

CONVERSORES DE POTÊNCIA

“Principais fontes atuais de Harmônicos

de Corrente”

v(t)

i(t)

v(t) [V]

i(t) [A]

v(t)

i(t)

v(t) [V]

i(t) [A]

v(t) [V]

i(t) [A]

v(t)

i(t)

10

Algumas conseqüências

� CORRENTE DE NEUTRO

COM TERCEIRA

HARMÔNICA devido a

cargas monofásicas

retificadas

neutro i (t) [A]N

i (t)La

i (t)Lb

i (t)Lc

i (t) [A]La,b,c i (t) [A]N

t [s]

11

Algumas conseqüências

� DISTORÇÃO DE TENSÃO devido as correntes

harmônicas drenadas pelas cargas não-lineares;

� DISTORÇÃO DE CORRENTE devido a tensões

distorcidas;

� RESSONÂNCIA PARALELA entre a linha e bancos

de capacitores

– “pior caso a medida que a frequência de ressonância se

aproxima da freqüência fundamental”

12

REATIVOSREATIVOS

� Devido principalmente a cargas reativas

indutivas, lineares ou não;

� Diminuem o FP;

� Comprometem o rendimento do sistema;

3�Filtros de Potência

Tipos de Filtros

FILTROS

PASSIVOS ATIVOSHÍBRIDOS

(ATIVOS+ATIVOS)

Cfiltro passivo

pass

a-al

ta

sint

oniz

ado

filtro ativo

LL

LI

CI

LV F

I

PCV

Car

ga

Filtro Paralelo

SZ

CV

LV

FV

FiltroSérie C

arga

passa-altasintonizado

filtro passivo filtro ativo

+_

4�Filtros Ativos de Potência

(escopo da apresentação)

16

Implementação de Filtros Ativos

COMPONENTES PRINCIPAIS DE UM FILTRO

ATIVO

CONVERSOR DE POTÊNCIA

FILTROS DE SAÍDA

MALHAS DE CONTROLE

ALGORITMO DE GERAÇÃO DE REFERÊNCIA

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Geração de Referências e Controle

FV

+_LL

LI

CI

LV F

I

PCV

Car

ga SZ

PCV

CV

LV

Car

ga

ccv

ccv

FAP Paralelo FAP Série

Controle de vcc

Algoritmo degeração dereferências

CONTROLADOR

ME

DID

AS Referência

MODULAÇÃO MODULAÇÃO

MODULAÇÃO

18

Acionamento do conversor

VCC

SINAIS DEMODULAÇÃO

+_

Portadora

Sinal a ser modulado

SINAIS DEMODULAÇÃO

FILTRO DE SAÍDA

FI

DCCccv

DCCccv

FV

+_

CONVERSOR

VSI VSI

5�Formas de Onda Típicas

Filtro Ativo Série

� Conectado em série na linha para compensação de cargas do tipo fonte de tensão (Ex.: retificador com filtro capacitivo);

Compensaçãode Desequilíbriode tensão

Filtro Ativo Paralelo

� Conectado em paralelo na linha para compensaçãode cargas do tipo fonte de corrente (Ex.: retificadorcom filtro indutivo);

Compensação de Harmônicos de corrente

6�Protótipo de um Filtro

Componentes de um FAP paralelo

CLP

Mediçãode tensão

Interface dostransdutores

de corrente

Fontes CC

UPS

DSP

OBRIGADO PELA ATENÇÃO