Schneider: perturbações harmónicas geradas pela Iluminação

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Schneider Schneider Electric Electric Portugal Portugal

SCHNEIDER SCHNEIDER

{PERTURBAÇÕES {PERTURBAÇÕESHARMÓNICAS HARMÓNICASGERADAS GERADASPELA PELAILUMINAÇÃO} ILUMINAÇÃO}

Neste Neste documento, documento, são são especialmente especialmente interessantes interessantes osos fenómenos fenómenos dede harmónicos harmónicos gerados gerados por por iluminações iluminações específicas. específicas.AsAsharmónicas harmónicasperturbam perturbama ainstalação instalaçãocriando criando uma umasobrecarga sobrecarganonocondutor condutorneutro neutroe euma umaressonância ressonância que quedeteriora deterioraa afonte fonteauxiliar. auxiliar.

OO PROBLEMA PROBLEMA

Funcionamentos Funcionamentos defeituosos defeituosos localizados localizados Instalação Instalação eléctrica eléctrica Aparecem Aparecem dede duas duas formas: formas: UmUm posto posto dede transformação transformação alimenta, alimenta, mediante mediante uma uma linha linha aérea aérea dede › durante › durante o funcionamento o funcionamento emem grupo grupo electrogéneo, electrogéneo, o alternador o alternador 1212 km,km, umum posto posto MT/ MT/ BTBT 6363 kV/kV/ 415 415 V de V de uma uma exploração exploração hortícula. hortícula. deteriorou-se deteriorou-se Não Não existe existe nenhum nenhum outro outro utilizador utilizador alimentado. alimentado. › observou-se › observou-se umum aquecimento aquecimento anómalo anómalo nono cabo cabo dodo neutro neutro nono se-se› A› potência A potência nominal nominal pedida pedida é de é de 416 416 kVA. kVA. cundário cundário dodo transformador transformador dede 630 630 kVA kVA para para uma uma carga carga dede 400 400 kW.kW. › As› As cargas cargas dede BTBT sãosão principalmente principalmente lâmpadas lâmpadas dede descarga descarga (232 (232 lâmpadas lâmpadas dede vapor vapor dede mercúrio mercúrio e 632 e 632 lâmpadas lâmpadas dede vapor vapor dede sódio). sódio). A unidade A unidade dede controlo controlo Micrologic Micrologic 7.07.0 HH instalada instalada nono disjuntor disjuntor dede › A› variação A variação dada iluminação iluminação dada estufa estufa é realizada é realizada acendendo-se acendendo-se ouou entrada entrada Masterpact Masterpact NT08 NT08 N1N1 detectou detectou estes estes dois dois fenómenos: fenómenos: apagando-se apagando-se parte parte dasdas lâmpadas. lâmpadas. › a› circulação a circulação dede importantes importantes correntes correntes harmónicas, harmónicas, nomeadanomeada› A› compensação A compensação dodo coscos MM é realizada é realizada utilizando utilizando condensadores condensadores mente mente a de a de ordem ordem 3. 3.

Estas Estas harmónicas harmónicas sãosão originados originados pelas pelas dasdas dede 4545 μFμF distribuídos distribuídos nasnas lâmpadas. lâmpadas. lâmpadas lâmpadas dede vapor vapor dede sódio sódio e mercúrio e mercúrio › A› exploração A exploração dispõe dispõe dede umum grupo grupo electrogéneo electrogéneo dede 230 230 kVA kVA que que › ressonância › ressonância entre entre os os condensadores condensadores dasdas lâmpadas lâmpadas e ae indutâna indutânpermite permite o funcionamento o funcionamento dada instalação instalação a meia a meia carga. carga. ciacia dodo transformador transformador emem determinadas determinadas condições condições dede exploração exploração dada instalação. instalação.

Correntes Correntes harmónicas harmónicas produzidas produzidas pelas pelas lâmpadas lâmpadas

Ordem Ordem Ih Ih (%(% dede I1)I1) 3 3 2121 5 5 9 9 7 7 6 6 As As correntes correntes dasdas lâmpadas lâmpadas de de vapor vapor de de mercúrio mercúrio têmtêm aproximadamente aproximadamente a a mesma mesma amplitude amplitude

Numa Numa primeira primeira fase fase trata-se: trata-se: o problema o problema com com as as medições medições realizadas realizadas graças graças à Micrologic à Micrologic 7.07.0 H, H, que que permitiu permitiu obter obter umum primeiro primeiro diagnóstico. diagnóstico.

TalTal diagnóstico diagnóstico valivalidar-se-á dar-se-á com com o cálculo o cálculo dada frequência frequência dede ressonância. ressonância.

Desenho Desenho da da instalação instalação

AsAs medições medições efectuadas efectuadas num num tipo tipo dede lâmpadas lâmpadas dede vapor vapor dede sódio sódio semelhantes semelhantes às às utilizadas utilizadas nana instalação instalação proporcionam proporcionam as as injecções injecções dede correntes correntes harmónicas harmónicas que que se se indica indica emem seguida. seguida.

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Sobrecarga Sobrecarga dosdos condutores condutores dede neutro neutro pelas pelas harmónicas harmónicas dede ordem ordem 33 Consideremos Consideremos umum sistema sistema formado formado porpor uma uma fonte fonte trifásica trifásica equilibrada equilibrada e uma e uma carga carga qualquer qualquer com com umum neutro neutro ligado. ligado. › No › Nocaso casodedeuma umacarga cargalinear linearequilibrada, equilibrada,as ascorrentes correntesconsconstituem tituem umum sistema sistema trifásico trifásico equilibrado. equilibrado.

A soma A soma dasdas correntes correntes dede fase fase é assim é assim nula, nula, assim assim como como a corrente a corrente dede neutro. neutro.

› No › No caso caso dosdos grupos grupos equilibrados equilibrados dede cargas cargas não não lineares lineares monomonofásicas, fásicas, as as correntes correntes dede fase fase não não sãosão sinusoidais sinusoidais e assim e assim contêm contêm harmónicas, harmónicas, emem particular particular dede ordem ordem múltiplas múltiplas dede 3. 3.

AsAs correntes correntes harmónicas harmónicas dede ordem ordem 3, por 3, por exemplo, exemplo, podem podem escreescrever-se ver-se dada seguinte seguinte forma: forma:

Harmónica Harmónica dede ordem ordem 3 3 AsAs correntes correntes harmónicas harmónicas dede ordem ordem 3 e3 múltiplos e múltiplos dede 3 são 3 são criadas criadas geralmente geralmente com com cargas cargas não não lineares, lineares, monofásicas monofásicas específicas específicas como como as as lâmpadas lâmpadas dede descarga descarga com com reactância, reactância, alimentação, alimentação, alimentação alimentação com com rectificadores, rectificadores, etc.. etc..

› no › nocaso casodedegrupos gruposdesequilibrados desequilibradosdedecargas cargasnão nãolineares lineares monofásicas, monofásicas, aoao contrário contrário dodo que que ocorre ocorre com com a corrente a corrente fundafundamental mentaldede5050Hz,Hz,os osdesequilíbrios desequilíbriosdadacorrente correnteH3H3nasnasfases fases suportam suportamuma umadiminuição diminuiçãodadacorrente correntededeharmónico harmónicoH3H3nono neutro. neutro.

AsAs correntes correntes harmónicas harmónicas dede ordem ordem 3 das 3 das 3 fases 3 fases são, são, assim, assim, iguais. iguais.

Visto Visto queque a corrente a corrente dodo neutro neutro é igual é igual à soma à soma dasdas correntes correntes dasdas fases, fases, a componente a componente dede ordem ordem 3 da 3 da corrente corrente neutra neutra é igual é igual à soma à soma dasdas comcomponentes ponentes dede ordem ordem 3, a3,saber: a saber: EmEm geral, geral, as as correntes correntes harmónicas harmónicas dede ordem ordem múltiplas múltiplas dede 3 estão 3 estão emem fase fase e somam-se e somam-se aritmeticamente aritmeticamente nono condutor condutor dede neutro, neutro, enquanto enquanto quequeos oscomponentes componentesfundamentais fundamentaise os e osharmónicos harmónicosdedenível nívelnãonão múltiplo múltiplo dede 3 anulam-se.

3 anulam-se.

O diagrama O diagrama anterior anterior indica, indica, emem função função dodo THDi THDi dada corrente corrente H3H3 nasnas fases, fases, o nível o nível dada corrente corrente H3H3 nono neutro neutro emem relação relação à corrente à corrente funfundamental damental dede fase fase nono caso caso dede uma uma rede rede fortemente fortemente desequilibrada desequilibrada (uma (uma fase fase emem 0).0).

Segundo Segundo este este diagrama, diagrama, a corrente a corrente máxima máxima nono condutor condutor neutro neutro é é obtida obtida para para as as cargas cargas não não lineares lineares simétricas. simétricas.

OO diagrama diagrama anterior anterior indica, indica, emem função função dodo THDi THDi dada corrente corrente H3H3 nasnas fases, fases, o nível o nível dada corrente corrente H3H3 nono neutro neutro emem relação relação à corrente à corrente fundafundamental mental dede fase. fase. para para mais mais informações: informações:

Esta Esta valorização valorização é linear é linear atéaté umum THDiH3 THDiH3 dede 6060 %.%.

Para Para valores valores elevaeleva- SCHNEIDER SCHNEIDER ELECTRIC ELECTRIC PORTUGAL PORTUGAL dosdos (85(85 %% e superiores) e superiores) permanece permanece constante constante emem 1,7.1,7.

Tel.Tel. +351 +351 217217 507507 100100 | Fax | Fax +351 +351 217217 507507 101101 www.schneiderelectric.pt www.schneiderelectric.pt