Estudo de Harmônicos e Qualidade de Energia

O Estudo de Harmônicos é fundamental para garantir a estabilidade e a qualidade de energia nas redes elétricas industriais e comerciais. Com a crescente inserção de cargas não lineares, como inversores de frequência e fontes chaveadas, a distorção da onda senoidal de tensão e corrente tornou-se um problema frequente.

O que é o Estudo de Harmônicos?

Este estudo técnico analisa as frequências múltiplas da frequência fundamental (60 Hz) que surgem na rede devido à operação de equipamentos modernos. Além disso, a modelagem matemática quantifica os índices de Distorção Harmônica Total (THD) e identifica as fontes geradoras de distorção na planta. Portanto, é possível propor soluções sob medida para mitigar esses efeitos indesejados.

Por que realizar um Estudo de Harmônicos?

A distorção harmônica elevada acarreta diversos problemas operacionais e perdas financeiras. Consequentemente, a realização periódica do estudo previne riscos críticos nas instalações elétricas de média e baixa tensão.

Sintomas comuns de distorção harmônica

• Sobreaquecimento inexplicável em transformadores, condutores e motores elétricos.
• Queima prematura de bancos de capacitores e placas eletrônicas sensíveis.
• Atuação indevida de disjuntores e relés de proteção de sobrecorrente.
• Perdas de energia por efeito Joule e multas por violação dos limites do PRODIST da ANEEL.

Metodologia para o Estudo de Harmônicos

Para realizar a análise com precisão, a IFELL Engenharia segue um rigoroso padrão de engenharia diagnóstica:

• Medição de Campo: primeiramente, instalamos analisadores de qualidade de energia de classe A nos pontos de acoplamento comum (PAC) e barramentos críticos.
• Modelagem Digital: em seguida, modelamos o sistema elétrico nos softwares ETAP ou DIgSILENT PowerFactory para simular os fluxos de harmônicos.
• Dimensionamento de Filtros: se os limites da norma IEEE 519 forem superados, dimensionamos filtros de harmônicos passivos ou ativos.

Portanto, o Estudo de Harmônicos assegura que sua empresa opere em total conformidade técnica e sem desperdícios de energia.

Estudos e serviços relacionados

• Análise da qualidade de energia;
• Correção do fator de potência;
• Instalação de banco de capacitores;
• Estudo de fluxo de carga;
• Medição de energia elétrica.

Perguntas Frequentes

O que é um estudo de harmônicos?

O estudo de harmônicos é a análise técnica das distorções na onda senoidal de tensão e corrente (60 Hz) provocadas por cargas não lineares, como inversores de frequência e fontes chaveadas. Por meio de medição em campo e modelagem digital, são quantificados os índices de Distorção Harmônica Total (THD) e identificadas as fontes geradoras de distorção na instalação.

Quando o estudo de harmônicos é obrigatório?

O estudo torna-se necessário sempre que os limites de distorção harmônica do PRODIST (Módulo 8) da ANEEL ou da norma IEEE 519 são ultrapassados no ponto de acoplamento comum. Em São Paulo, ele costuma ser exigido pela concessionária na conexão de novas cargas industriais, plantas com muitos inversores e geração distribuída solar, evitando multas e recusas de parecer de acesso.

Qual a diferença entre THD de tensão e THD de corrente?

O THD de tensão mede a distorção da forma de onda de tensão e impacta toda a rede no ponto de acoplamento comum, enquanto o THD de corrente refere-se às correntes harmônicas injetadas por uma carga específica. O PRODIST limita a distorção de tensão (geralmente até 8% em baixa tensão), e a IEEE 519 estabelece limites de corrente conforme a relação de curto-circuito da instalação.

Como reduzir a distorção harmônica na instalação?

A distorção harmônica é reduzida principalmente pela instalação de filtros de harmônicos passivos ou ativos dimensionados a partir do estudo. Complementarmente, são empregadas reatâncias de linha, transformadores defasadores e a redistribuição de cargas não lineares. A IFELL Engenharia simula o sistema em softwares como ETAP e DIgSILENT PowerFactory para definir a solução mais eficiente para cada planta em São Paulo.