Validation

A ideia de caracterizar as cargas parte do princípio de se conhecer as cargas conectadas em um determinado PAC. A partir, então, das formas de onda medidas e parcelas de potência calculadas tenta-se identificar um modelo que represente essa caixa preta. Em um sistema puramente senoidal, se uma carga drena apenas potência ativa (fator de potência unitário), conhecendo tensão e corrente, pode-se chegar a uma condutância ou resistência elétrica relacionando esses parâmetros. Se, ainda a carga apresenta apenas defasagem da corrente em relação a tensão, conhecendo essas duas parcelas pode-se chegar a valores equivalentes de indutância ou capacitância (de acordo com o sinal do ângulo de fase) e resistência. Agora, quando as componentes de tensão e corrente são não senoidais o problema não é mais trivial. Peng em (PENG, 1998) introduziu os conceitos de cargas tipo fonte de tensão e tipo fonte de corrente. Ora, as do tipo fonte de tensão poderiam ser caracterizadas apenas por uma fonte de tensão harmônica, assim como a de corrente apenas por uma fonte de corrente harmônica.

Mantovani, em sua dissertação, buscou estudar a questão da caracterização de cargas não lineares através da utilização de redes neurais artificiais (MANTOVANI, 2011). O trabalho se baseou na aplicação de uma rede neural recorrente para o reconhecimento de cargas não lineares, simulando e estimando uma corrente harmônica gerada a partir da alimentação de um circuito genérico por uma tensão senoidal. O método apresentou, de modo geral, certa eficácia, mas estudos complementares foram considerados com a utilização de outras cargas não lineares (pois houve um cenário limitado de estudo). Ademais, a comparação dos resultados com outros estudos foi prejudicada, uma vez que os níveis de distorção considerados foram bem maiores que os limites harmônicos encontrados na literatura (MANTOVANI, 2011).

Costa, por sua vez, utilizou três metodologias existentes na literatura para caracterização de cargas visando à utilização das respostas no método da superposição para atribuição de responsabilidades (anteriormente descrito). As propostas denominadas de números 1 e 2 divergiram bastante dos valores equivalentes das grandezas desejadas (valores conhecidos). No método 3, entretanto, uma melhoria foi observada, porém quando houve a consideração de cargas não lineares o procedimento apresentou um aumento nas discrepâncias entre os valores obtidos e os de interesse. Por fim, foi observado que maiores estudos seriam necessários devido às inconsistências e dificuldades encontradas nos métodos escolhidos, que se explica pelo alto grau de dificuldade do assunto abordado (COSTA, 2009).

Já Fogaça, em seu trabalho (FOGAÇA, 2013), utilizou a Teoria de Potência Conservativa para estudar a questão da caracterização de cargas em circuitos elétricos de características residenciais. Através das decomposições de corrente (ativa, reativa e residual da CPT), pode-se relacionar a corrente ativa � com uma

condutância equivalente e a corrente reativa � com uma reatividade equivalente

(que pode ser entendida como o inverso da indutância, e não como susceptância) (PAREDES, 2011). Tendo essas duas parcelas e , juntamente com uma fonte de corrente representando a presença de corrente residual � (distorções

característica indutiva, esses componentes mencionados encontram-se todos em paralelo. Caso ele apresente característica capacitiva, calcula-se, então, uma resistência equivalente (corrente ativa), uma capacitância equivalente (corrente reativa) e uma fonte de tensão harmônica _ℎ (devido às distorções harmônicas). Nesse caso, todos os componentes são conectados em série. Caso a tensão seja não senoidal, os parâmetros da caraterização da carga (condutância, reatividade, capacitância) são obtidos mediante as componentes fundamentais de tensão e corrente.

A distinção entre característica indutiva ou capacitiva é realizada através de uma variável apresentada na CPT, a energia reativa �, que pode ser tanto negativa

(característica capacitiva), como nula (característica resistiva) ou positiva (característica indutiva). Os resultados teóricos e experimentais são bastante interessantes e inovadores, as cargas equivalentes resultantes podem ser caraterizadas por circuitos serie ou paralelo contendo bipolos elétricos com fontes harmônicas de tensão ou corrente, e não apenas por fontes de tensão e corrente harmônica como proposto por Peng.

Em (REIS, 2013), para avaliar a caracterização de cargas em um sistema composto por cargas lineares e não lineares, foram analisadas duas técnicas distintas utilizando a Teoria de Potência Conservativa como ferramenta. Além disso, avaliou-se o efeito da variação da impedância da linha no modelo, que associou valores considerados alto (10% de queda em relação ao PAC) e baixo (3% de queda em relação ao PAC). Ainda, a tensão de alimentação utilizada variava em senoidal (127V@60Hz) e não senoidal (com adição de 5% de 3ª. e 5ª. harmônicas (sobre o valor fundamental)). A primeira técnica consistia em obter as parcelas de condutância e reatividade equivalentes e fonte harmônica de corrente através da alimentação puramente senoidal do circuito. Para tanto, era realizada a separação da parcela fundamental da tensão. Com isso, as parcelas obtidas foram a condutância fundamental , a reatividade fundamental e a fonte de corrente harmônica . A segunda consistia em utilizar os próprios valores equivalentes da CPT. Entretanto, os métodos não abordavam a questão da estimação da impedância de linha, e como comentado, apenas aplicou-se a mudança dos valores

para avaliar essa variável de estudo. Enfim, como era de se esperar, a variação da impedância de linha mostrou efeito nas distorções harmônicas de tensão no PAC.

Esse trabalho visou avaliar os efeitos da impedância de linha no circuito. Entretanto, em um ambiente de baixo nível de curto circuito é bastante interessante o conhecimento dessa grandeza, uma vez que ela é parte do sistema elétrico e interfere diretamente na questão de atribuição de responsabilidades e geração de harmônicos no PAC. Ou seja, é de interesse uma técnica para se tentar estimar a impedância de linha (ou o equivalente de Thévenin da rede visto pelo PAC), pois assim torna-se possível expandir o horizonte da análise de atribuição de responsabilidades. A seguir é mostrada uma técnica de estimação da impedância de linha na qual se baseia a presente dissertação.