Estudos Harmônicos

Estudo de harmônicos no sistema elétrico

O que são estudos harmônicos?

Os estudos harmônicos são fundamentais para determinar os níveis de dispersão harmônica e os requisitos de filtragem dentro de uma instalação, além de avaliar se as tensões e correntes harmônicas estão em níveis aceitáveis. Com o avanço tecnológico, há uma crescente presença de cargas não lineares nos sistemas de energia, o que gera problemas de qualidade energética devido à natureza não linear dessas cargas. Identificar, estudar e corrigir emissões harmônicas de equipamentos é crucial para economizar energia e atender aos padrões de inspeção de forma eficiente. Assim, os estudos de qualidade energética são essenciais para reduzir o tempo de inatividade e aumentar a produtividade da instalação.

Cargas não lineares em edifícios e indústrias requerem análise de harmônicos para prevenir danos e garantir a continuidade das operações.

Portanto, antes de fazer qualquer suposição, é crucial examinar os efeitos dos harmônicos na entrega de energia e nas cargas adjacentes. Essa precaução ajuda a preservar o equipamento e a garantir que a produção não seja afetada negativamente, promovendo um ambiente de operação estável e eficiente.

Objetivo dos estudos harmônicos

• Avaliar os níveis de dispersão harmônica e os requisitos de filtragem dentro de uma instalação, determinando se as correntes e tensões harmônicas estão em níveis aceitáveis;
• Investigar as causas básicas de um sistema com problemas relacionados a harmônicas, como falha de capacitores de correção do fator de potência, superaquecimento de cabos, transformadores e motores, além de mau funcionamento de relés de proteção ou dispositivos de controle.

Resultados do estudo de harmônicos

• De acordo com o IEEE 3002.8-2018, o resultado deste estudo é o projeto de uma nova instalação ou sistema de energia, no qual o fluxo de carga, a compensação do fator de potência e as análises harmônicas são consideradas como um estudo integrado para determinar como atender aos requisitos reais de demanda de energia e aos limites de desempenho harmônico;
• Nossa equipe conta com engenheiros profissionais certificados para analisar os harmônicos do sistema e fornecer soluções técnicas para diversos problemas. Trabalhamos em estreita colaboração com os clientes na análise harmônica e na recomendação de soluções para instalações industriais e comerciais.

Normas de referência

• IEEE 399-1997 – Práticas Recomendadas IEEE para Análise de Sistemas de Energia Industriais e Comerciais;
• IEEE Std 3002.8™-2018 – Prática recomendada para realização de estudos e análises harmônicas de sistemas de energia industriais e comerciais;
• IEEE 519-2014 – Práticas e Requisitos Recomendados pelo IEEE para Controle Harmônico em Sistemas Elétricos de Potência;
• IEC 61000-3-2:2018 – Compatibilidade eletromagnética (EMC) – Parte 3-2: Limites para emissões de corrente harmônica (corrente de entrada do equipamento ≤16 A por fase).

Perguntas Frequentes

O que é um estudo de harmônicos e para que serve?

Um estudo de harmônicos avalia as distorções de tensão e corrente geradas por cargas não lineares na instalação, determinando os níveis de distorção e os requisitos de filtragem. Ele identifica riscos como sobreaquecimento de cabos, transformadores e capacitores, garantindo conformidade com a norma IEEE 519-2014 e a continuidade operacional de plantas industriais e comerciais em São Paulo.

O que é distorção harmônica total (THD) e qual o limite aceitável?

A distorção harmônica total (THD) é o indicador que mede o desvio das formas de onda de tensão ou corrente em relação à senoide ideal. Pela IEEE 519-2014, a THD de tensão é geralmente limitada a 5% em sistemas de baixa e média tensão até 69 kV. O limite de distorção de corrente (TDD) varia conforme a relação de curto-circuito no ponto de conexão.

O que causa harmônicos no sistema elétrico?

Os harmônicos são causados por cargas não lineares, que distorcem a forma de onda senoidal ao drenar corrente de modo descontínuo. Os principais geradores são inversores de frequência, retificadores, fontes chaveadas, no-breaks (UPS), iluminação LED e fornos a arco. Quanto maior a presença dessas cargas, mais necessária se torna a análise harmônica conforme IEC 61000-3-2.

Como corrigir problemas de harmônicos em uma instalação?

A correção de harmônicos é feita por meio de filtros, que podem ser passivos (sintonizados em frequências específicas), ativos (compensação dinâmica em tempo real) ou híbridos. A solução adequada é definida a partir de medições em campo e do estudo conforme IEEE 3002.8-2018, que integra fluxo de carga, fator de potência e análise harmônica para projetar a filtragem ideal.

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