Gestion des donn´ ees - Rapport final de stage. ScatterTangram. Damien Sendner. Sous la directi

A análise foi efetuada no circuito de alimentação da informática, para avaliar a contribuição das distorções harmônicas no sistema elétrico.

Os resultados das medições de tensão realizadas no ponto tomadas são apresentados a partir da Figura 39 para as tensões trifásicas de ordem ímpar.

Figura 39 – DHT de tensão trifásica da informática.

...

Fonte: Autoria Própria.

Os resultados das medições de corrente realizadas no ponto são apresentados a partir da Figura 40 para as correntes trifásicas de ordem ímpar.

Figura 40 – DHT de corrente trifásica da informática.

...

Fonte: Autoria Própria.

Conforme Quadro 14, os valores medidos encontrados para as tensões e correntes e os respectivos valores de DHT no circuito são encontrados para posterior análise dos mesmos.

De posse dos valores apresentados no Quadro 14, pode-se concluir que o sistema elétrico possui fator de potência de nível adequado, estando dentro das normas exigidas pela ANEEL através dos CODI.

Quadro 14 – Valores de tensão, corrente e DHT (Informática) Tensão Corrente V1 V2 V3 I1 I2 I3 Média 224,7 V 226,7 V 223,7 V 5,28 A 0 A 0 A DHT 6,16% 5,62% 5,82% 20,11% 0% 0% FP 0,932

Com relação as harmônicas de tensão, considerando os valores de distorção considerados pelo PRODIST, que considera as distorções harmônicas totais com limites de até 10% o sistema estaria dentro dos limites estabelecidos pela norma. Comparando os mesmos valores com a norma estabelecida pelo ONS o valor de DHT de tensão limitado a 6%, o sistema estaria ligeiramente acima do limite da norma, com DHT de 6,16% na fase A. Para a norma IEC que considera a DHT de tensão máxima em 8%, o sistema elétrico estaria a níveis adequados de distorção harmônica. Considerando a norma IEEE, que limita a DHT em 5%, na fase A, com valor de DHT de 6,16%, na fase B, com DHT de 5,62% e na fase C, com DHT de 5,82%, o consumidor está ultrapassando o limite previsto pela norma e deve imediatamente instalar filtros para a compensação das taxas de harmônicas de tensão presentes na rede elétrica.

Percebe-se ao avaliar a DHT de corrente, que as cargas não estão de acordo com a norma IEEE com relação ao conteúdo de distorção harmônica de corrente. Conforme a IEEE, o valor limítrofe para a distorção de corrente total é de 5% para a relação entre a corrente de curto circuito e a corrente fundamental. A DHT total encontrada na fase A é superior ao limite definido pela IEEE. Os limites individuais de corrente estabelecidos pela IEC conforme Tabela 6 são facilmente ultrapassados neste circuito. O mesmo não está de acordo com as normas consideradas e seu conteúdo harmônico deve ser filtrado.

Basicamente utiliza-se neste circuito equipamentos de informática, alimentados por dispo- sitivo de UPS cuja topologia inclui a Ponte de Graetz.

Forma de onda de corrente trifásica no circuito analisado.

Figura 41 – Forma de onda de corrente no circuito analisado.

Os efeitos frenquentemente encontrados relacionados a ocorrência da 3a_{harmônica está}

relacionado ao aquecimento, consumo excessivo, desgaste nas placas eletrônicas e queima em componentes eletrônicos e motores.

A 5a harmônica faz com que motores trabalhem fazendo força contra essas harmônicas, provocando assim aquecimento de cabos, dos motores e pode chegar a danificar o sistema elétrico por queima.

A 7a_{harmônica, encontrada em alguns circuitos, causa aquecimento do núcleo dos motores,}

podendo romper a isolação dos mesmos, levando os mesmos a entrar em curto-circuito, pode ocasionar fugas de tensão, perdas por efeito Joule e queimas.

5 CONCLUSÕES

O presente trabalho procurou caracterizar o sistema elétrico existente no Supermercado Condor da Cotripal Agropecuária Cooperativa. Seu enfoque principal foi a avaliação da situação atual deste consumidor com relação às distorções harmônicas de tensão e de corrente.

Foram apresentados os indicadores responsáveis pela análise das distorções harmônicas, e alguns equipamentos originadores de cargas não lineares em operação no sistema. A partir das recomendações das normas analisadas, foi possível avaliar a atual situação da empresa.

A empresa avaliada está em operação a aproximadamente seis anos e ainda não apresenta de forma visível nenhum tipo de problema atribuído à geração de harmônicos (isto se prova a partir da análise de algumas faturas de energia elétrica contidas no Anexo B). Estes problemas podem surgir com o tempo de uso e ainda não se têm noção sobre os impactos que irão provocar no sistema.

Apesar do sistema elétrico da empresa ainda não apresentar problemas de qualidade de energia elétrica, estas podem originar danos nas instalações e nos equipamentos, ou até mesmo fazer com que eles trabalhem de forma incorreta, levando a interrupção de processos com prejuízos avultados. Assim é fundamental que sejam identificadas suas causas e adotar medidas apropriadas para a correção das mesmas.

Conforme análise realizada no ponto de medição de energia elétrica da empresa, percebe-se que os níveis de distorção harmônica de tensão para as três fases medidas são aceitáveis pelas normas nacionais estudadas, não provocando portanto influência sobre o sistema de distribuição de energia elétrica.

A distorção harmônica de corrente, porém, indica que existem desequilíbrios do sistema devido a presença massiva de componentes harmônicas de 3a, 5a, 7a, 9aordens, considerando ainda a presença menos expressiva de componentes harmônicas de ordem ímpar superior.

Avaliando-se o fator de potência do sistema elétrico analisado, com medição de 0,95 indutivo, verifica-se que o mesmo se encontra em patamares que garantam a operação segura da planta, evitando multas por parte da concessionária.

Apesar do fator de potência medido na empresa estar de acordo com os valores recomenda- dos pela norma nacional, a interação do banco de capacitores com os sinais de tensão e corrente distorcidos pelas harmônicas pode ocasionar efeitos nocivos ou muitas vezes danosos a instalação, como o efeito da ressonância nos capacitores. A instalação de capacitores para a compensação reativa deve ser especificada considerando alguns cuidados, como a instalação de filtros harmônicos passivos tanto para a correção do fator de potência quanto para a mitigação harmônica.

nadores de distorções harmônicas em diferentes circuitos ligados em paralelo com a distribuição, minimizando assim o impacto dos circuitos com alta carga harmônica nos outros circuitos.

Pode-se avaliar por correlação através das formas de onda de corrente avaliadas durante o estudo, que o circuito que mais contribui para a distorção harmônica de corrente corresponde ao circuito das câmaras frias. Este, por sinal, corresponde ao circuito que mais consome corrente e onde estão instalados os motores com utilização de inversores dentro da empresa.

Sugere-se a instalação de capacitores individuais para os motores das câmaras frias, afim de compensar seu conteúdo reativo, melhorando assim o fator de potência do circuito e ao mesmo tempo, filtrar parte do conteúdo harmônico originado pelo mesmo.

Sugere-se ainda a implantação de filtros de harmônicas neste circuito e após efetuar uma nova avaliação do conteúdo harmônico no quadro da medição para avaliar os níveis de distorção após a compensação destas cargas.

Como sugestão clássica para a redução da contaminação harmônica de corrente nos sistemas elétricos, recomenda-se utilizar filtros sintonizados conectados em derivação no alimentador, funcionando como um divisor de corrente. Esta alternativa porém deverá ser avaliada após a instalação do filtro de harmônicas no circuito citado anteriormente.

Fica com sugestão para trabalhos futuros o levantamento individual de valores dos itens que compõe os circuitos e suas contribuições para a deformação dos níveis de tensão e corrente, afim de criar um modelo matemático para o sistema.

Ainda como sugestão, realizar a modelagem matemática do sistema analisado. Com esta modelagem torna-se mais prático a avaliação dos principais causadores de distorções harmônicas.

Como próxima sugestão, através do modelo matemático criado para este sistema, simular e avaliar os parâmetros necessários para a criação dos filtros a serem instalados no mesmo.

Como sugestão final, fica o projeto e execução da instalação dos filtros e nova avaliação da contribuição harmônica individual e total do projeto.

Referências Bibliográficas

ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica. Resolução ANEEL N 456. [S.l.], 2000. 57 p. CODI, Comite de Distribuição de Energia Elétrica. Manual de orientação aos consumidores - Energia reativa excedente. [S.l.], 2004. 13 p.

CORREIA, Paulo Jorge de Figueiredo. O impacto dos problemas de qualidade da energia em instalações elétricas - O caso particular das perturbações harmônicas. Coimbra, Portugal: Dissertação - Faculdade de ciências e tecnologia - Universidade de Coimbra (FCTUC), 2007. 43 p. COTRIM, Ademaro Alberto Machado Bittencourt. Instalações elétricas. 5. ed. São Paulo: PEARSON - Prentice Hall, 2009. 486 p.

DUGAN, Roger C.; MCGRANAGHAN, Mark F.; SANTOSO, Surya; BEATY, H. Wayne. Eletrical power systems quality. 3. ed. New York, United States: McGraw-Hill Education - Europe, 2012. 580 p.

EPCOS, AG Corporate Center. Power factor correction - Power quality solutions. 08/2007. ed. [S.l.], 2007. 79 p.

GARCIA, Flávio Resende. Harmônicos em sistemas elétricos de potência. [S.l.]: IESA - Capacitores Inepar, s.d. 50 p.

IEC. International Electrotechnical Comission (IEC). s.d. Acesso em: 21 out. 2016. Disponível em:<http://www.iec.ch/>.

IEEE. Instutute of Electrical and Eletronics Engineers (IEEE). s.d. Acesso em: 21 out. 2016. Disponível em:<http://www.ieee.org/>.

IMS. IMS Power Quality. s.d. Acesso em: 27 out. 2016. Disponível em: <http://www.ims.ind. br/Uploads/Produto/2fa948ef-b853-4d87-801a-84c281c88ec4PowerNET_P600_G4_Cat%c3% a1logo_P.pdf/>.

LOPEZ, Ricardo Aldabó. Qualidade na energia elétrica - Efeitos dos distúrbios, diagnósticos e soluções. 2. ed. SÃ£o Paulo: Artliber Editora, 2013. 527 p.

MAMEDE FILHO, Joao. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. 908 p.

MORENO, Hilton. Harmônicas nas instalações elétricas. 1. ed. São Paulo: PROCOBRE - Instituto Brasileiro do Cobre, 2001. 65 p.

NASCIMENTO, A. A. Oliveira Júnior C. F. Compensation of the harmonic current generated by light dimmers. [S.l.: s.n.], 2004.

ONS. Operador Nacional do Sistema Elétrico Brasileiro (ONS). s.d. Acesso em: 20 out. 2016. Disponível em:<http://www.ons.org.br/>.

PAULILO, Gilson. Conceitos gerais sobre qualidade da energia. s.d. Acesso em: 21 out. 2016. Disponível em: <http://www.osetoreletrico.com.br/web/documentos/fasciculos/Ed84_fasc_ qualidade_energia_cap1.pdf/>.

PRODIST. Procedimentos de Distribuição (PRODIST) > Atribuições. s.d. Acesso em: 20 out. 2016. Disponível em:<http://www.aneel.gov.br/prodist/>.

SCHNEIDER, Electric. Workshop - Instalaçôes elétricas de baixa tensão: Qualidade de energia - Harmônicas. São Paulo: PROCOBRE - Instituto Brasileiro do Cobre, s.d. 19 p.

SILVA, Marcos Cesar Isoni. A moderna eficientização energética e seus possíveis efeitos sobre o desempenho operacional de equipamentos e instalações elétricas. Belo Horizonte: [s.n.], 2001.

. Correção do fator de potência de cargas industriais com dinâmica rápida. 7. ed. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais - Escola de Engenharia, 2009. 241 p.

TEIXEIRA, Douglas Ângelo. Dissertação de mestrado - Análise das distorções harmônicas - Estudo de caso de um sistema industrial. Belo Horizonte: [s.n.], 2009.

VIEIRA, Augusto César G. Correção do fator de potência. 2. ed. Rio de Janeiro: CNI, 1977. 56 p. WEG. Manual para correção do fator de potência. Jaraguá do Sul, SC, (s. d.). 40 p.

ANEXO A – Contribuições harmônicas individuais de tensão e corrente

Contribuição harmônica individual de tensão para as três fases do circuito câmaras frias.

...

Contribuição harmônica individual de corrente para as três fases do circuito câmaras frias.