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Harmônicas
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Ano XII Edição 124 Abril’16
Microgeração
distribuída
H
á muitos anos, a literatura de eletrotécnica e as normas técnicas relacionadas às instalações elétricas tratam do problema da presença de harmônicos, sendo este, portanto, um assunto bastante conhecido e antigo da engenharia elétrica. Para entendimento do fenômeno, consideremos uma analogia com um sistema hidráulico, constituído por um tanque de água na saída, do qual tenhamos uma válvula. É intuitivo que se esta válvula for linear e operada vagarosamente, o nível do vaso irá variar quase sem nenhuma perturbação, ainda que o mesmo suba ou desça. No entanto, se no lugar da válvula linear tivermos uma válvula de abertura e fechamento rápido, e esta válvula for operada em ciclos rápidos, aparecerão perturbações na lamina d’água, na forma de oscilações. Além disso, quanto maior for a válvula em relação à capacidade do vaso, maiores serão as perturbações observadas. No sistema elétrico ocorre algo bastante similar. Se somente estivéssemos alimentando cargas lineares como as cargas resistivas representadas por chuveiros e lâmpadas incandescentes, nossa tensão se manteria puramente senoidal. Mas as cargas resistivas estão se tornando pro-
Preocupação quanto às harmônicas em instalações elétricas prediais, com microgeração distribuída. porcionalmente menos representativas nas instalações. Com a proibição das lâmpadas incandescentes, a iluminação tende a ser feita com lâmpadas fluorescentes ou lâmpadas LED, que utilizam reatores e fontes de alimentação. Do mesmo modo, os eletrodomésticos como TVs, aparelhos de som, computadores, etc, incorporam fontes de alimentação embutidas. Como consequência, a tensão de alimentação é afetada e distorcida por estas cargas, deixando de ser senoidal. Do mesmo modo que na analogia hidráulica utilizada anteriormente, quanto maior a potência das cargas em relação à capacidade da fonte, maior será o nível das distorções. No sistema elétrico, a capacidade da fonte é avaliada em termos da sua potência de curto-circuito. Quanto mais a capacidade da fonte se aproximar do infinito, maior será sua potência de curto-circuito e, consequentemente, somente cargas expressivamente grandes conseguirão pro-
Effects of harmonics over the electrical systems of buildings with distributed microgeneration must be closely monitored and, where needed, preventive and corrective measures should be taken.
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duzir alguma perturbação na tensão de alimentação. A rede de distribuição elétrica tem uma capacidade de curto-circuito relativamente elevada, portanto, pequenas cargas consumidoras produzem pequenas distorções. De acordo com as bases matemáticas atribuídas a J.B.J. Fourier, qualquer sinal periódico pode ser decomposto na soma de senóides com frequências variadas. No sistema elétrico brasileiro, a onda senoidal de 60 Hz é denominada de onda fundamental. As senóides de frequências múltiplas inteiras da fundamental são denominadas de harmônicas, enquanto as senóides com frequências múltiplas não inteiras da fundamental são denominadas de Inter harmônicas. Portanto, a presença de harmônicas e inter harmônicas em uma instalação elétrica é uma consequência natural das cargas não lineares cada vez mais frequentes. No entanto esta presença é indesejável e prejudicial.
Efectos de los armónicos en instalaciones eléctricas de edificaciones con micro generación distribuida deben ser estrechamente monitorizados y, cuando necesario, deben ser tomadas medidas preventivas y correctivas.