Análise de harmônicos em cargas não lineares

Abstract

Este projeto tem por objetivo descrever os conceitos, causas, efeitos e soluções acerca da presença de harmônicos na rede elétrica. Os harmônicos estão inseridos dentro do contexto de qualidade de energia, tema que é cada dia mais relevante devido ao crescimento tecnológico ao qual os dispositivos eletroeletrônicos estão submetidos. A presença de harmônicos na rede pode exercer influencia direta no comportamento destes dispositivos, como sobreaquecimento de motores e transformadores, desarme intempestivo de dispositivos de proteção, baixo fator de potência, aumento das correntes de neutro e outros. Para realizar a análise de harmônicos, são utilizados medidores de energia que utilizam a Transformada Tápida de Fourier (FFT) para decompor o sinal analisado em suas componentes de frequência, desta forma, propiciam informações necessárias para a elaboração de filtros destinados a mitigar estes componentes harmônicos. Outros métodos de mitigação de harmônicos também são abordados, como utilizar transformadores isoladores e utilizar o tipo de conexão de transformadores para isolar os harmônicos de sequência zero entre o primário e o secundário. Foram realizados testes em um painel de instalações elétricas composto por dispositivos não lineares que têm por natureza a predisposição de serem geradores de harmônicos. O principal gerador harmônico, entre os dispositivos instalados no painel, foi o inversor de frequência com entrada monofásica e saída trifásica, acionando um motor de indução. Foi detecta uma distorção harmônica total de corrente (DHTI) de aproximadamente 120%, que foi reduzida a 91% através da utilização de uma nova fonte de alimentação, composta por um transformador com entrada trifásica 380V e saída monofásica de 220V. As normas que regulamentam e orientam as instalações elétricas no que diz respeito a presença de harmônicos foram abordas ao longo deste trabalho.