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

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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

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Características desejadas do sistema

� Da rede →→ carga:

– Tensão senoidal;

– Amplitude e frequência fixas

� Da carga →→ rede:

– A corrente drenada é senoidal;

– Corrente reativa nula;

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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;

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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]

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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”

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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)

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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

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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