\nA resposta \u00e9 simples: n\u00e3o.<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n
- \n
- Existe ent\u00e3o algum erro ao ter escolhido esta frequ\u00eancia de 189 Hz como a padr\u00e3o?
\nA resposta volta a ser simples: n\u00e3o.<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n\u00a0<\/strong><\/p>\n
\n\n
\n \n Onde se radica ent\u00e3o a problem\u00e1tica?<\/strong><\/h3>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n
\nTipologia de redes el\u00e9tricas<\/h5>\n
A resposta a esta pergunta requer uma breve revis\u00e3o do princ\u00edpio de funcionamento dos filtros de rejei\u00e7\u00e3o. Observando o gr\u00e1fico de imped\u00e2ncia-frequ\u00eancia de um conjunto em s\u00e9rie de react\u00e2ncia-condensador com p = 7% (Fig. 1), vemos que oferece a maior imped\u00e2ncia a 189 Hz, e a imped\u00e2ncia aumenta paulatinamente para ambos os lados desta, com a particularidade de a imped\u00e2ncia ser de car\u00e1cter capacitivo em frequ\u00eancias inferiores a 189 Hz, e de car\u00e1cter indutivo, para frequ\u00eancias superiores.<\/p>\n
“\u00c9 precisamente esse car\u00e1cter indutivo face \u00e0s frequ\u00eancias harm\u00f3nicas de ordem 5 ou superior que evita a possibilidade de se reproduzir um fen\u00f3meno de resson\u00e2ncia em alguma dessas frequ\u00eancias.”<\/h5>\n
<\/p>\n
Mas tamb\u00e9m constitui um par\u00e2metro chave para o correto funcionamento do filtro de rejei\u00e7\u00e3o, o valor de dita imped\u00e2ncia nas diferentes frequ\u00eancias harm\u00f3nicas, bem como \u00e9 o valor da imped\u00e2ncia de curto-circuito no ponto de conex\u00e3o da bateria \u00e0 rede (Xcc em PCC).<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig1.jpg\")
<\/span>
\nFig. 1 Resposta em frequ\u00eancia de um filtro de rejei\u00e7\u00e3o com p = 7 % (189 Hz)<\/em><\/span><\/p>\nNuma rede equipada com um filtro de rejei\u00e7\u00e3o, com um diagrama unifiliar e um esquema equivalente como os refletidos na Fig. 2, o que acontece habitualmente \u00e9 que a imped\u00e2ncia de curto-circuito (Xcc) no ponto de conex\u00e3o da bateria \u00e0 rede (PCC) \u00e9 significativamente inferior \u00e0 imped\u00e2ncia de cada escal\u00e3o da bateria de condensadores, de forma a que a absor\u00e7\u00e3o por parte de cada escal\u00e3o das correntes harm\u00f3nicas circulantes pela rede, deve ser relativamente baixa comparada com a qual circula para a rede, dado que esse \u00e9 o caminho de menor imped\u00e2ncia.<\/p>\n
No entanto, a situa\u00e7\u00e3o pode mudar no caso de redes onde o valor Xcc seja alto, ou seja, em redes onde a pot\u00eancia de curto-circuito (Scc) no PCC seja baixa. Este tipo de redes tamb\u00e9m \u00e9 conhecido com a denomina\u00e7\u00e3o de redes brancas.<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig2.jpg\")
<\/p>\nFig. 2 Diagrama unifilar e Esquema equivalente de uma instala\u00e7\u00e3o equipada com um filtro de rejei\u00e7\u00e3o<\/em><\/span><\/p>\n
Instala\u00e7\u00f5es que podem ser suscet\u00edveis de apresentar esta situa\u00e7\u00e3o s\u00e3o aquelas em que a pot\u00eancia de curto-circuito na rede de distribui\u00e7\u00e3o de Alta Tens\u00e3o seja baixa no ponto de acoplagem da rede de baixa tens\u00e3o, ou quando s\u00e3o alimentadas por um transformador de pot\u00eancia com um valor de fator K (fator de sobrecarga de harm\u00f3nicos) n\u00e3o adequado, por defeito, ao conte\u00fado harm\u00f3nico das cargas que est\u00e1 a alimentar, ou se existirem ramais compridos de cabos entre a sa\u00edda do transformador e o PCC da bateria \u00e0 rede, implicando uma alta imped\u00e2ncia em dito ramal.<\/p>\n
Nestes casos, o efeito mais habitual que se apresenta \u00e9 o aumento das correntes harm\u00f3nicas absorvidas pelos escal\u00f5es da bateria de condensadores. Este aumento pode chegar a ser, em alguns casos, muito importante, sobrecarregando de forma grave os condensadores e as react\u00e2ncias que comp\u00f5em cada filtro de rejei\u00e7\u00e3o e acelerando, especialmente no caso de condensadores, a sua deteriora\u00e7\u00e3o, normalmente em forma de diminui\u00e7\u00e3o da sua capacidade. Essa diminui\u00e7\u00e3o da capacidade aumenta inclusivamente a absor\u00e7\u00e3o de correntes harm\u00f3nicas, tal como se pode deduzir da f\u00f3rmula que determina a frequ\u00eancia de resson\u00e2ncia (Fig. 1), uma diminui\u00e7\u00e3o da capacidade implica um aumento da frequ\u00eancia de sintonia, de forma a que esta se aproxime mais das frequ\u00eancias harm\u00f3nicas presentes na rede (lembremos que geralmente \u00e9 a de ordem 5 a predominante), reduzindo, assim, a imped\u00e2ncia a dita frequ\u00eancia e, por conseguinte, aumentando o consumo de correntes de dita ordem.<\/p>\n
Por outras palavras, o filtro dessintonizado passa a ter um comportamento mais similar ao de um filtro sintonizado ou filtro de absor\u00e7\u00e3o, mas ao n\u00e3o haver sido criado para dita utiliza\u00e7\u00e3o, se exceder a sua capacidade, provocando a sua deteriora\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
Se se somar a este efeito, o facto de que as redes com valores sob Scc, apresenta, no caso de ter havido uma circula\u00e7\u00e3o elevada de correntes harm\u00f3nicas, altos n\u00edveis de distor\u00e7\u00e3o harm\u00f3nica (THD(U)), o que pressup\u00f5e um elemento mais que contribui no aumento da corrente harm\u00f3nica absorvida pelos condensadores.<\/p>\n
Definitivamente, uma solu\u00e7\u00e3o adotada para impedir que a instala\u00e7\u00e3o de uma bateria de condensadores afete a rede e, por sua vez, se veja a mesma afetada, pela exist\u00eancia de harm\u00f3nicos na rede, pode n\u00e3o proporcionar os resultados esperados, com a conseguinte problem\u00e1tica, tanto a n\u00edvel t\u00e9cnico, como comercial que, sem d\u00favida, acarretar\u00e1.<\/p>\n
Solu\u00e7\u00f5es especiais a ser aplicadas<\/h5>\n
Que op\u00e7\u00e3o podemos considerar ent\u00e3o na hora de expor uma compensa\u00e7\u00e3o de reativa atrav\u00e9s de uma bateria com filtros de rejei\u00e7\u00e3o nesse tipo de instala\u00e7\u00f5es?<\/p>\n
O primeiro ponto seria obviamente determinar se a instala\u00e7\u00e3o a ser compensada pode, ou n\u00e3o, ser do tipo exposto, ou seja, uma rede flex\u00edvel. Infelizmente, n\u00e3o existe um m\u00e9todo infal\u00edvel e simples de o fazer, mas existe uma s\u00e9rie de condicionantes que nos podem ajudar a uma determina\u00e7\u00e3o com um grau razoavelmente alto de acerto. Os principais s\u00e3o os que se indicam em seguida:<\/p>\n
- \n
- Observa-se uma sens\u00edvel diminui\u00e7\u00e3o do valor da tens\u00e3o entre a condi\u00e7\u00e3o de vazio (sem carga) e de carga plana e o n\u00edvel de distor\u00e7\u00e3o harm\u00f3nica de corrente (THD(I)) \u00e9 superior a 15% em condi\u00e7\u00f5es de carga plena.<\/li>\n
- O n\u00edvel de distor\u00e7\u00e3o harm\u00f3nica em tens\u00e3o (THD(U)), no ponto onde se vai conectar a bateria de condensadores, \u00e9 de um valor superior a 3% em condi\u00e7\u00f5es de vazio da instala\u00e7\u00e3o.<\/li>\n
- O n\u00edvel de distor\u00e7\u00e3o harm\u00f3nica em tens\u00e3o (THD(U)), no ponto onde se vai conectar a bateria de condensadores, \u00e9 de um valor superior a 6 % em condi\u00e7\u00f5es de carga normal da instala\u00e7\u00e3o.<\/li>\n<\/ul>\n
No caso de se cumprir alguma ou v\u00e1rias das anteriores situa\u00e7\u00f5es, \u00e9 altamente aconselh\u00e1vel a prescri\u00e7\u00e3o de uma bateria de condensadores equipada com filtros de rejei\u00e7\u00e3o com uma sintonia diferente da padr\u00e3o de 189 Hz (sempre, naturalmente, na pressuposi\u00e7\u00e3o de que os harm\u00f3nicos presentes na rede sejam de ordem 5 ou superior).<\/p>\n
Que sintonia \u00e9 ent\u00e3o a aconselhada?<\/strong><\/p>\n
A CIRCUTOR prop\u00f5e para estes casos uma sintoniza\u00e7\u00e3o num valor de 170 Hz, corresponde a p = 8,7 %, que confere altos n\u00edveis de prote\u00e7\u00e3o da bateria de condensadores ao ser instalada em redes da tipologia mencionada.<\/p>\n
O que conseguimos com essa mudan\u00e7a de sintonia? <\/strong><\/p>\n
Relembrando o gr\u00e1fico da resposta em frequ\u00eancia de um filtro de rejei\u00e7\u00e3o (Fig. 1), observa-se que ao diminuir a frequ\u00eancia de resson\u00e2ncia, aumenta-se a imped\u00e2ncia que o filtro apresenta os harm\u00f3nicos de ordem 5 ou superior, portanto, reduzimos significativamente a possibilidade de altos consumos de ditas correntes harm\u00f3nicas. Al\u00e9m disso, esta mudan\u00e7a de sintonia \u00e9 acompanhada al\u00e9m disso da utiliza\u00e7\u00e3o de condensadores de tens\u00e3o nominal superior aos utilizados nos filtros padr\u00e3o de p = 7 %, e da utiliza\u00e7\u00e3o de react\u00e2ncias com um valor de indut\u00e2ncia (mH) tamb\u00e9m superior aos padr\u00e3o. Tudo isto resulta numa bateria de condensadores sensivelmente mais robusta do que a sua an\u00e1loga em pot\u00eancia com p = 7 %.<\/p>\n
Caso de estudo<\/h5>\n
Em seguida, descreve-se um caso real, onde a aplica\u00e7\u00e3o de duas baterias de filtros de rejei\u00e7\u00e3o, com manobra por tir\u00edstores, e conjuntos de react\u00e2ncia-condensador sintonizados para 170 Hz, permitiu conseguir uma perfeita compensa\u00e7\u00e3o da rede e, adicionalmente, melhorou ostensivamente a qualidade de fornecimento (qualidade da tens\u00e3o) em dita rede.<\/p>\n
A instala\u00e7\u00e3o corresponde a um funicular da cidade de Barcelona, cujo esquema unifilar simplificado \u00e9 o indicado na Fig. 3.<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig3.jpg\")
<\/span>
\nFig. 3 Esquema unifilar simplificado da instala\u00e7\u00e3o de um funicular da cidade de Barcelona<\/em><\/span><\/p>\n![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig4.jpg\")
<\/span>
\nFig. 4 Instala\u00e7\u00e3o do funicular. A bateria de condensadores observa-se \u00e0 esquerda da foto<\/em><\/span><\/p>\nEste tipo de instala\u00e7\u00f5es apresentam claramente uma sintomatologia similar \u00e0 exposta para determinar se s\u00e3o ou n\u00e3o suscet\u00edveis de apresentar problemas no caso de se instalar uma bateria de condensadores com filtros de rejei\u00e7\u00e3o convencional, uma vez que se situam longe da subesta\u00e7\u00e3o em alta tens\u00e3o que os alimenta, com uma dist\u00e2ncia entre o transformador MT\/BT e a carga principal, neste caso, o conversor de pot\u00eancia e o motor de acionamento, habitualmente de v\u00e1rios metros e, com a exist\u00eancia, precisamente, de um conversor de pot\u00eancia que faz com que o n\u00edvel de distor\u00e7\u00e3o harm\u00f3nica em corrente seja bastante elevado.<\/p>\n
Situa\u00e7\u00e3o anterior \u00e0 instala\u00e7\u00e3o da bateria de condensadores<\/h5>\n
A Fig. 5 indica-se a evolu\u00e7\u00e3o das pot\u00eancias ativas e reativa indutiva (per\u00edodo de integra\u00e7\u00e3o de 1 s) num dos dois transformadores da instala\u00e7\u00e3o. A bateria de condensadores, correspondente, \u00e9 um equipamento da CIRCUTOR, com manobra de tir\u00edstores, de 6 x 55 kvar \/ 500 V \/ 50 Hz \/ p = 8,7 %, est\u00e1 desconectada.<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig5.jpg\")
<\/span>
\nFig. 5 Evolu\u00e7\u00e3o da Pot\u00eancia Trif\u00e1sica Ativa Gerada (vermelho), Pot\u00eancia Trif\u00e1sica Ativa Consumida (verde), e Pot\u00eancia Reativa Indutiva Consumida (roxo e azul)<\/em><\/span><\/p>\nA Fig. 6 denota com clareza a influ\u00eancia na tens\u00e3o da rede do valor da corrente que fornece o transformador, outro claro sintoma de rede flex\u00edvel.<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig6.jpg\")
<\/span>
\nFig. 6 Evolu\u00e7\u00e3o da Tens\u00e3o entre fases L1 e L2 (azul) e da Intensidade da Corrente em L1 (verde) no Ponto A<\/em><\/span><\/p>\nA Fig. 7 apresenta a evolu\u00e7\u00e3o dos n\u00edveis de distor\u00e7\u00e3o em tens\u00e3o THD(U), significativamente altos nos momentos de maior consumo de intensidade de corrente por parte do conversor de pot\u00eancia.<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig7.jpg\")
<\/span>
\nFig. 7 Evolu\u00e7\u00e3o da distor\u00e7\u00e3o harm\u00f3nica em tens\u00e3o por fase no Ponto A<\/em><\/span><\/p>\n![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig8.jpg\")
<\/span>
\nFig. 8 Formas de onda da tens\u00e3o e a corrente nos momentos de m\u00e1ximo consumo do conversor<\/em><\/span><\/p>\nSitua\u00e7\u00e3o atual, depois da instala\u00e7\u00e3o da bateria de condensadores<\/h5>\n
A Fig. 9 indica-se a evolu\u00e7\u00e3o das pot\u00eancias ativas e reativa indutiva (per\u00edodo de integra\u00e7\u00e3o de 1 s) num dos dois transformadores da instala\u00e7\u00e3o. A bateria de condensadores encontra-se j\u00e1 em funcionamento.<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig9.jpg\")
<\/span>
\nFig. 9 Evolu\u00e7\u00e3o da Pot\u00eancia Trif\u00e1sica Ativa Gerada (vermelho), Pot\u00eancia Trif\u00e1sica Ativa Consumida (verde), e Pot\u00eancia Reativa Indutiva Consumida (roxo e azul)<\/em><\/span><\/p>\nA Fig. 10 mostra como a redu\u00e7\u00e3o do valor da corrente que deve fornecer ao transformador reduz muito sensivelmente as varia\u00e7\u00f5es da tens\u00e3o na rede, melhorando a qualidade de fornecimento.<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig10.jpg\")
<\/span>
\nFig. 10 Evolu\u00e7\u00e3o da Tens\u00e3o entre fases L1 e L2 (azul) e da Intensidade da Corrente em L1 (verde) no Ponto A<\/em><\/span><\/p>\nA Fig. 11 apresenta a evolu\u00e7\u00e3o dos n\u00edveis de distor\u00e7\u00e3o em tens\u00e3o THD(U) quando o equipamento de compensa\u00e7\u00e3o de reativa est\u00e1 em funcionamento. Comparando ditos valores com os da Fig. 7, pode-se observar uma sens\u00edvel redu\u00e7\u00e3o das taxas de distor\u00e7\u00e3o harm\u00f3nica em tens\u00e3o (cerca de 40% para os valores m\u00e1ximos). A conex\u00e3o da bateria tem um duplo efeito redutor de ditas taxas, efeito causado tanto pela absor\u00e7\u00e3o de certa percentagem da corrente harm\u00f3nica gerada pelo conversor por parte dos condensadores (neste caso, sem pressupor risco nestes ao tratar-se de um equipamento refor\u00e7ado para dita situa\u00e7\u00e3o), como pela redu\u00e7\u00e3o da corrente que circula entre a sa\u00edda do transformador de pot\u00eancia e o PCC, o que diminui de forma importante a queda de tens\u00e3o harm\u00f3nica em dito cabo, assim como reduz as pr\u00f3prias perdas internas no transformador. Definitivamente, a qualidade da tens\u00e3o na rede, continua a apresentar n\u00edveis de distor\u00e7\u00e3o elevados, melhora at\u00e9 valores mais toler\u00e1veis, repercutindo numa sens\u00edvel melhoria da qualidade de fornecimento el\u00e9trico na instala\u00e7\u00e3o, minimizando assim o risco de avaria do equipamento.<\/p>\n
![\"Fig.](\"https:\/\/circutorweb.atic.blue\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/FD-reactiva-armonicos-fig11.jpg\")
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