aula 06 - redes com harmônicas_2015_2

7/24/2019 Aula 06 - Redes Com Harmnicas_2015_2

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AULA 06 Correo do FP em redes comHarmnicas29/09/2015


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INTRODUO

Com o avano da tecnologia e com o aumento das cargas no

lineares nas instalaes eltricas, a correo do fator de potncia

passa a exigir alguns cuidados especiais.

Correo do fator de potncia:


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Harmnicas so frequncias mltiplas da frequncia

fundamental (H2= 120Hz, H3= 180Hz, H4= 240Hz, etc)

Na prtica, observa-se uma nica forma de onda

distorcida.

A instalao de capacitores, por si s, no provoca osurgimento de distores, mas, pela interao entre estes

e as componentes harmnicas, pode-se agravar a

situao.

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Conceito


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Harmnicas

Figura 1 a Figura 1b


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Componentes harmnicas

Harmnicas

Comportamento tpico de cargasde informtica

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o efeito da deformidade total gerada pelas vriascomponentes harmnicas que, quando somadas, fazem acorrente (ou tenso) no ser mais uma senide.

um ndice que representa o percentual de potnciaharmnica contida na potncia aparente, junto com a

potncia ativa e reativa.

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DHT-Distoro Harmnica Total (ou THD)


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Origem das harmnicas

As harmnicas tm sua principal origem na instalao de cargas

no-lineares cuja forma de onda da corrente no acompanha a

forma de onda senoidal da tenso de alimentao. Trs categorias:

1: Equipamentos com caractersticas de arcos voltaicos (fornos, mquinas

de solda, lmpadas de descarga). No-linearidade do arco.

2: Equipamentos de ncleo magntico saturado (reatores e

transformadores). No linearidade do circuito magntico.

3: Equipamentos eletrnicos (inversores, retificadores, computadores, etc.).

No-linearidade dos componentes eletrnicos.


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O aumento de tenso na rede causado pela distoro

harmnica acelera a fadiga dos motores e as isolaes de

fios e cabos, o que pode ocasionar queimas, falhas e

desligamentos.

Adicionalmente, as harmnicas aumentam a corrente RMS

(devido a ressonncia srie), causando elevao nastemperaturas de operao de diversos equipamentos e

diminuio de sua vida til.

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Problemas Causados Pelas Harmnicas


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Aumentos das perdas em estatores e rotores de mquinas;

Aumento do valor RMS da corrente (aumento das perdas em

geral);

Desgaste precoce de isolao de transformadores;

Distoro das caractersticas de rels de proteo;

Aumento do erro de instrumentos de medio;

Interferncia;

Surgimento de ressonncias entre capacitores para correo do FP

e sistema.

Problemas Causados Pelas Harmnicas12


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Exemplo

Harmnicas e o FP13


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As componentes harmnicas no contribuem para a produo de

potncia ativa na carga

Contribuem apenas para aumento do valor RMS da corrente,aumentando o valor da potncia aparente drenada da rede e

com isso reduzindo o FP .

Quando h distoro harmnica na instalao eltrica, otringulodepotnciassofreumaalterao, recebendo uma terceira dimenso

provocada pela potncia aparente necessria para sustentar a

distoro da frequncia fundamental

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Concluso


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OFatordePotnciaReal leva em considerao a defasagem

entre a corrente e a tenso, os ngulos de defasagem de

cada harmnica e a Potncia Reativa para produzi-las. Seu valor sempre menor que o fator de potncia de

deslocamento (visto at ento) sendo que a correo dever

ser feita pelo fator de potncia real.

Obs: Estas medidas devero ser feitas por equipamentos

especiais (medidor de RMS true)

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Fator de Potncia Real


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O Fator de Potncia de Deslocamento considera apenas a

defasagem entre a corrente e a tenso na frequncia

fundamental.

Em regime permanente senoidal o fator de potncia

entendido como sendo um fator que representa o quanto da

potncia aparente transformada em potncia ativa (cobrado

pela concessionria)

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Fator de Potncia de deslocamento


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Determinao da distoro harmnicatotal THD


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Determinao da distoro harmnicatotal THD (V ou I).

ef

efn

I

ITHD

)1(

2

)(

2222DVarWS %100

S

DTHD

Onde: D = Fator de deformaoS = Potncia Aparente

1I


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Equao geral

Harmnicas e o FP

2

1

cos

THD

FP

ef

efn

I

ITHD

)1(

2

)(

20


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FP real


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1) Numa instalao industrial forma realizadas medies eltricas eobtidos os seguintes resultados;

Demanda aparente= 530 kVA

Demanda ativa= 424 kW

Corrente aparente=805 A (realizada com equipamento convencionalno true)

Corrente harmnica de 3 ordem=95 A

Corrente harmnica de 5 ordem=62 A Corrente harmnica de 7 ordem=16 A

Determinar o valor do FP verdadeiro (real) da instalao.

Resp. THD=14,2% Fp para freq fundamental=0,8 Fp real= 0,79

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Exerccio


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Os instrumentos convencionais, tipo bancada ou tipo alicate, so

projetados para medir formas de onda senoidal pura, ou seja, sem

nenhuma distoro.

Nestes casos os instrumentos de medidas devem indicar o valor RMS

verdadeiro (conhecidos como TRUE RMS), identificado no prprio

instrumento.

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Medies


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Exemplo de Medidor


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Exemplos de medies

Apostila Harmnicos nas Instalaes eltricas -Procobre


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Exemplo: Espectro de harmnicos


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Diferena entre FP e cos


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Diferena entre FP e cos


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Diferena entre FP e

Fig. 10-Forma de onda com diferena significativa entre fator de potncia e cos

cos

Fundamental

Sinal deformado

f


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Se pelo transformador circular uma corrente que contenha

harmnicas, ele sofrer um aquecimento adicional

O fator k um fator de desclassificao e indica quantose deve reduzir a potncia mxima de sada quando

existirem harmnicas.

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Fator de desclassificao Kparatransformadores


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A mxima potencia fornecida por um transformador dada por:

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Fator de desclassificao Kparatransformadores


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Normas sobre emisso deequipamentos


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AULA 07a Harmnicas x capacitores de correo

do FP29/09/2015


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RESSONNCIA

SETHD>5%

Ressonnciaparalela entrecapacitores e

as cargas

Ressonnciasrie entre o

trafo e os

capacitores


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Diagrama representando as ressonnciassrie e paralelo


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a condio na qual as reatncias capacitiva e indutiva de um circuito

RLC so iguais.

Quando isso ocorre,as reatncias se cancelam entre si e a impedncia

do circuito se torna igual a resistncia, a qual um valor muito pequeno.

Ocorre entre o transformador de fora e os capacitores ligados num

mesmo barramento. A ressonncia srie a responsvel porsobrecorrentes que danificam os

capacitores e os demais componentes do circuito.

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Ressonncia Srie


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Baseia-se na troca de energia entre um indutor e um

capacitor ligados em paralelo com uma fonte de tenso.

A tenso e a impedncia resultante assumem valores muito

elevados.

Obs: Quando se utilizam indutores anti-harmnicas,dispensa-se o uso de indutores anti-surto.

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Ressonncia Paralela


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Se houver ressonncia:

Usar indutores anti-harmnicas em srie com

capacitores.Usar capacitores comtenso reforada

Instalao de filtrosL-C em

derivao, localizados juntos fontes harmnicas e,sintonizados em sriena frequncia harmnicaperturbadora.


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Proteo contra harmnicas


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