Análise das distorções harmônicas: estudo de caso de um sistema industrial
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
O trabalho apresenta uma revisão geral sobre os indicadores relacionados a harmônicos, equipamentos que geram estas distorções e equipamentos sensíveis a estes distúrbios na rede elétrica. São utilizados alguns documento referentes ao assunto de distorções harmônicas são tais como: as recomendações do IEEE 519-1992, osProcedimentos de Rede do ONS no seu submódulo 2.8 e o conjunto de normas IEC série 61000. Os filtros harmônicos são utilizados para reduzir as distorções causadas por equipamentos com comportamento não-linear. O projeto destes filtros, as definições existentes e a avaliação de cada tipo de filtro são apresentados juntamente com os critériospráticos de seleção. As medições no sistema elétrico de um grande consumidor industrial são realizadas com o intuito de identificar injeções harmônicas desta empresa na rede elétrica da concessionária. Os medidores de energia são instalados no secundário dos principaistransformadores da empresa e na entrada da subestação para obter estes dados. Após o trabalho de campo de coleta de dados, o sistema elétrico é modelado no Simulink/Matlab. A simulação incorpora um modelo simplificado da rede elétrica incluindo a alimentação proveniente da concessionária, as linhas de transmissão e distribuição, os principais transformadores, as cargas e os harmônicos presentes em cada um dos alimentadores. A partir da análise da situação da empresa busca-se propor melhorias para que a mesma possa operar sem prejudicar o sistema ao qual está conectada e atender os limites das distorções harmônicas de tensão presentes no submódulo 2.8 doOperador Nacional do Sistema e a melhoria do fator de potência.
Abstract
This work presents an overview about harmonics indicators, equipment that generate these distortions and sensitive equipment to these disturbances in the electrical system. Some standards on harmonics are discussed; among them IEEE 519 and the Network Procedures ONS were used as reference for evaluating the measured signals and check the conditions of the installation. The harmonic filters are used to reduce the distortions caused by non-linear actions equipment. The designs these filters, the existing definitions, and the evaluation each filtertypes are present together with practical criteria for selection. The measurements in the electrical system were taken in the large industrialconsumer in order to identify harmonic injections this company on the concessionaire network. The energy measurements were installed in the secondary of the main transformers of the company and entry substation to obtain these data. After the work data collection the electrical system was modeled on Simulink / Matlab. It simulation a simplified model of the electrical network including power from the concessionaire, transmission and distribution lines, the main transformers, loads and harmonics present in each of the feeders. From the analysis of the company seeks to propose improvements to enable to operate without harming the system that is connected and attend the limits of harmonic voltage distortion, recommended by the ONS and the power factor.
Assunto
Engenharia elétrica
Palavras-chave
Filtros, harmônicos, Qualidade de energia, Cargas não-lineares, Medição de distorções harmônicas