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NOTA TÉCNICA

ondas harmónicas nos circuitos elétricos* Com o avanço tecnológico, têm chegado ao mercado uma gama cada vez maior de aparelhos compactos, muito úteis, mas com muita eletrónica no seu interior. Citam-se a título de exemplo, os carregadores de telemóveis, os variadores de velocidade dos motores, os computadores com os seus carregadores e as fontes de alimentação internas, os fornos microondas, os balastros eletrónicas das lâmpadas de descarga, as lâmpadas fluorescentes compactas, entre outros. Com isso, novas perturbações apareceram em instalações ainda que bem projetadas e levadas a efeito com o rigor regulamentar exigido. A razão de tais anomalias explica-se maioritariamente pelo facto daqueles equipamentos constituírem cargas não lineares, ou seja, cujo funcionamento se afasta do padrão linear das cargas óhmicas, indutivas ou capacitivas, e que não são analisáveis com recurso aos normais aparelhos de medida que nos permitem medir a tensão, a corrente e as potências ativa, reativa e aparente. A presença de componentes “não convencionais” veio complicar muitos dos conceitos simplistas de análise de circuitos que anteriormente se usavam. O que há então de “não convencional” nas instalações elétricas motivado pelos equipamentos não lineares? As cargas não lineares absorvem uma corrente diferente da forma de onda da tensão que a alimenta, gerando uma perturbação na onda da corrente. Existem novas componentes elétricas, constituídas por ondas de corrente com frequências múltiplas da frequência fundamental (n vezes superiores aos 50 Hz) designadas por correntes harmónicas. Estas correntes acabam por dar origem, através das impedâncias das redes e dos circuitos, a tensões harmónicas cujas frequências se somam à onda de tensão fundamental distorcendo-a relativamente à sua forma sinusoidal inicial, originando a chamada “poluição harmónica”. Estima-se que 90% das cargas atualmente utilizadas no planeta, são não lineares. As componentes harmónicas que causam uma maior distorção na onda da corrente são geralmente as de ordem ímpar e quanto menor sua frequência, maior será a distorção. A distorção harmónica das tensões nos pontos de conexões depende fundamentalmente das harmónicas de corrente absorvida ou drenada para a rede, e da impedância da rede naquele ponto. Para além da distorção harmónica provocada nas corrente e tensão, a queda de tensão nas redes e nas instalações tende a aumentar exponencialmente

Josué Morais Diretor Técnico com a corrente que aumenta com as componentes harmónicas (U=R×I2), e com as canalizações a sofrer fenómenos anormais de aquecimento devido à “redução” da secção de condução pelo efeito pelicular que se faz sentir mais intensamente com as frequências elevadas das correntes harmónicas, originando uma condução mais á superfície do condutor. As correntes harmónica acarretam assim perdas suplementares de energia, causam danos nos equipamentos elétricos e na rede de distribuição. Desta forma, o sistema elétrico como um todo, fica prejudicado devido à soma de milhões de equipamentos “poluidores” da rede pública. Para controlar essas correntes, foram estabelecidas normas limitando a emissão de harmónicas por equipamentos elétricos e eletrónicos fabricados para os mais diversos setores. A norma europeia EN 50160, estabelece os limites percentuais de componentes hamónicas na tensão das redes de transporte e distribuição em AT, MT e BT. O Regulamento de Qualidade de Serviço, aprovado pela ERSE impõe também o cumprimento por parte dos operadores de rede, do preceituado na norma entre outras disposições. Entretanto também ao nível internacional foram estudadas e editadas normas que impõem limites de componentes harmónicas durante o funcionamento aos equipamentos elétricos não lineares, visando obviamente impor regras no fabrico dos mesmos para que sejam limitados os efeitos harmónicos sobre as redes a que são ligados. De entre essas normas da CEI e relativas à compatibilidade eletromagnética (CEM ou EMC), destacam-se a CEI 61000-3-3 (equipamentos com correntes absorvidas até 16 A), CEI 61000-3-12 (equipamentos com correntes absorvidas superiores a 16 A e até 75 A), entre outras. As harmónicas geradas por um aparelho não podem ultrapassar os níveis estipulados nas normas e devem funcionar normalmente na presença das perturbações iguais aos níveis normalizados. Os fabricantes e os organismos da normalização, elos importantes para o mercado e para o consumidor, devem assim caminhar “de mãos dadas” visando a defesa do consumidor final.

* Texto escrito de acordo com o Novo Acordo Ortográfico.

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Ondas harmónicas nos circuitos elétricos*  
Ondas harmónicas nos circuitos elétricos*  

Autor: Josué Morais; Revista: oelectricista/projecto nº38

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