Distúrbios de qualidade de energia são categorizados em queda de tensão, aumento de tensão, transitório, harmônico, entalhe de tensão e cintilação. A pesquisa de qualidade de energia é o estudo de vários fenômenos que causam perturbações na qualidade de energia e o desenvolvimento de estratégias de mitigação.
Distúrbios na qualidade de energia podem causar inúmeros problemas em instalações industriais. Embora a primeira inclinação do proprietário de uma instalação possa ser culpar sua concessionária de energia elétrica por tais problemas, é muito mais provável que a falha seja de seu próprio equipamento.
Instalações industriais são particularmente propensas a perturbações na qualidade de energia devido à densidade e complexidade dos equipamentos elétricos envolvidos em suas operações diárias. Este post identificará como vários tipos de equipamentos podem contribuir para distúrbios em toda a instalação. Também abordarei algumas opções que podem ajudar os engenheiros a solucionar e corrigir esses problemas.
O que é qualidade de energia elétrica
A qualidade da energia elétrica é uma medida do grau em que a tensão, a frequência e a forma de onda de um sistema de fornecimento de energia estão em conformidade com as especificações estabelecidas. A boa qualidade de energia pode ser definida como uma tensão de alimentação estável que permanece dentro da faixa prescrita, frequência CA estável próxima ao valor nominal e forma de onda da curva de tensão suave (semelhante a uma onda senoidal).
O que procurar pela qualidade de energia
Certamente, fiação inadequada, equipamentos defeituosos e erros de instalação ou operação desempenham um papel em tais distúrbios. No entanto, também existem dispositivos específicos comuns às plantas industriais que podem causar distúrbios na qualidade de energia apenas pelo seu uso diário.
Motores elétricos
Os motores elétricos estão por toda parte em muitas plantas industriais modernas, compreendendo até 80% da carga elétrica das instalações em algumas indústrias, e também podem ser a causa de vários tipos de distúrbios de qualidade de energia comumente vistos nessas operações. Esses problemas podem incluir:
- Afundamentos de tensão podem resultar em áreas locais ou adjacentes a partir da partida direta de grandes motores elétricos, individualmente ou em grupos.
- Harmônicos podem ser gerados pela saturação do núcleo magnético de motores elétricos.
- O baixo fator de potência – em taxas de 0,85 a 0,90 em plena carga, até 0,35 em vazio – pode ser criado pela energia reativa exigida pelos motores de indução.
Unidades de velocidade variável
Unidades de velocidade variável (VSDs) tornaram-se dispositivos essenciais para instalações que buscam melhorar a eficiência dos motores de indução. Aplicações comuns incluem ventiladores centrífugos de torque variável, transportadores de bombas e compressores.
Sistemas de iluminação
- A iluminação normalmente representa entre 5% e 8% da carga elétrica de uma instalação industrial. Os problemas de qualidade de energia associados a este equipamento podem incluir:
- Harmônicos, que podem ser causados por lâmpadas fluorescentes compactas (CFLs) energeticamente eficientes.
- Baixo fator de potência resultante de lâmpadas fluorescentes de descarga de alta intensidade e lâmpadas fluorescentes compactas.
- A distorção harmônica e um fator de potência inferior a 1 também podem ser causados pela iluminação LED de alta eficiência cada vez mais popular.
Transformadores
Os transformadores são equipamentos críticos em plantas industriais, dado o alto volume de energia elétrica que pode ser movimentado em tais instalações. Eles também podem comprometer a qualidade da energia através de problemas como:
- Baixo fator de potência, que pode decorrer da necessidade de energia reativa. A potência reativa absorvida por um transformador pode totalizar até 5% de sua classificação em plena carga.
- Harmônicos resultantes da saturação de seu núcleo magnético.
Capacitores
Embora eles próprios não criem harmônicos, os capacitores podem criar ressonância que pode amplificar as magnitudes das tensões e correntes harmônicas. Além disso, a comutação do banco de capacitores pode causar pequenos transientes de tensão, geralmente sem impacto no sistema.