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Florianópolis, agosto de 2009.
Prof. Clóvis Antônio Petry.
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina
Departamento Acadêmico de Eletrônica
Condicionamento de Energia p/Sistemas Microc.
Qualidade da Energia Elétrica
Bibliografia para esta aula
Unicamp Unesp
Procobre
Schneider Electric UFPRwww.if.edu.br/~petry
Qualidade da energia elétrica:
1. Definições;
2. Principais fenômenos;
3. Harmônicas;
4. Fator de potência;
5. Fator de crista;
6. Medição de tensões;
7. Principais tipos de cargas;
8. Filtros de harmônicas.
Nesta aula
Qualidade de energia
Conceitos:
• Qualquer problema de energia manifestado na tensão,
corrente ou na freqüência que resulte em falha ou má
operação de equipamentos de consumidores;
• Qualidade de Energia é o grau de proximidade que a
tensão fornecida pela concessionária, tem com o caso
ideal, em termos de forma de onda, amplitude,
freqüência, distorção zero, confiabilidade, estabilidade e
fontes livres de distúrbios.
Qualidade de energia
Sistema de energia elétrica
Qualidade de energia
Do ponto de vista do usuário:
• Qualidade da energia significa confiabilidade de
fornecimento, com a mínima interação entre os vários
equipamentos conectados à rede.
Do ponto de vista do sistema de potência:
• Qualidade significa o quão próximo a tensão da rede de
energia elétrica está do caso ideal de estabilidade (forma
e freqüência), sem distorção, livre de distúrbios e
confiável .
Qualidade de energia
Tensão alternada senoidal:
• Vantagens na geração, transmissão e distribuição;
• Minimizar perdas;
• Alterar sua amplitude;
• Maior segurança para o usuário.
Qualidade de energia
Relembrando...
Valor de pico
Semiciclo
Período
Qualidade de energia
Relembrando...
Demo
Demo:
• Sinal senoidal;
• Valor de pico;
• Valor pico a pico;
• Período;
• Frequência;
• Fase.
Qualidade de energia
Sistema de
energia elétricaCargas
Filtros ativos
Restauradores dinâmicos
Condicionador de energia
Estabilizadores
Fluxo de energia
reativa e harmônica
Fluxo de energia
ativa e reativa
• Legislação do setor elétrico;
• Limitações de fornecimento;
• FACTs;
• Custom Power.
• Conversores CA-CA;
• Tecnologia usando tiristores;
• Norma NBR 14373.
• Geração de harmônicas;
• Cargas não-lineares;
• Cargas críticas.
Identificação do Problema
Qualidade de energia
Regulamentação :
• Aneel – Agência Nacional de Energia Elétrica;
• Resolução 676 de 19 de dezembro de 2003.
Qualidade de energia
Regulamentação : Aneel - Resolução 676 de 19 de dezembro de 2003.
Qualidade de energia
Regulamentação : Aneel - Resolução 676 de 19 de dezembro de 2003.
Principais fenômenos
Principais fenômenos
Perturbações na tensão
Principais fenômenos
Interrupção total da alimentação elétrica ocasionada
principalmente por curto-circuito
Principais fenômenos
Transientes resultando em um rápido e elevado sobre-sinal
na onda da tensão, tendo como causa descargas atmosféricas
e manobras da concessionária.
Principais fenômenos
Afundamentos/elevação na tensão de curta duração (de meio
ciclo a três segundos), também chamada por voltage sags/swell
ocasionada pela partida/queda de grandes equipamentos, de
curto-circuito, manobras da concessionária.
Principais fenômenos
Harmônicos gerando uma deformação no formato da onda
senoidal causadas por freqüências múltiplas da fundamental,
ocasionados pela crescente presença de cargas não-lineares
conectadas ao sistema, tais como: retificadores, inversores,
fontes chaveadas, reatores eletrônicos, entre outros.
Principais fenômenos
Variações de tensão de longa duração (acima de um minuto),
principalmente devido a equipamentos e condutores
sobrecarregados.
Principais fenômenos
Principais fenômenos
Principais fenômenos
Harmônicas
Definição:
• Uma tensão ou corrente harmônica pode ser definida
como um sinal senoidal cuja freqüência é múltiplo inteiro
da freqüência fundamental do sinal de alimentação.
Semiciclo
Período
Harmônicas
Demo
Demo:
• Sinal senoidal puro;
• Sinal distorcido;
• Análise harmônica.
Fator de potência
Potência aparente (VA)
Potência ativa ou eficaz (W)
Potência reativa (QVA)
co-seno de teta = fp
Fator de potência
Demo
Demo:
• Analisador de potência.
Fator de potência
Correção passiva de fator de potência:
• Introduzir elementos passivos (resistores, capacitores,
indutores) para aumentar o fator de potência;
• Se o fator de potência da carga mudar, o circuito
compensador projetado ser tornará ineficiente;
• Circuitos passivos são robustos, mas são volumosos e
pesados.
Correção ativa de fator de potência:
• Introduzir elementos ativos (conversores) para aumentar
o fator de potência;
• Se o fator de potência da carga mudar, o circuito
compensador poderá se ajustar e continuar eficiente;
• Circuitos ativos são menos robustos, mas são mais leves
e menos volumosos.
Fator de crista
Definição:
• Relação entre o valor de pico e eficaz de um sinal.
Medição de tensões
Instrumento:
• Convencional de medição de valor médio.
Medição de um sinal senoidal
Medição de tensões
Instrumento:
• Convencional de medição de valor médio.
Medição de um sinal com harmônicas
Medição de tensões
Instrumento:
• De medição de valor eficaz verdadeiro.
Medição de um sinal distorcido
Medição de tensões
Demo
Demo:
• Medições com multímetro
convencional e eficaz verdadeiro.
Próxima aula
Sistemas ininterruptos de energia
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