domingo, 18 de dezembro de 2011

Sugestões que te quero bem...

Se você tem alguma sugestao de post, matéria ou artigo, manda ver!!!! Pois como eu disse no primeiro Post desse blog, a ideia e a aspiração é minha, mas espero que seja coletiva!!
Ah, e não se preocupe, eu posto aqui com honoris causa, ou seja by fulano de tal!!!

Um abraço
Lanes


ERIT QUAESTIO SCIENTIUM NOSTRUM EST!!!

Sua dúvida será nosso conhecimento!!!!!

A inimiga n°1 dos projetistas de eletricidade: correntes harmônicas!


 Quando as harmônicas não constituíam a dor de cabeça que hoje representam, tudo era mais simples; no projeto de circuitos trifásicos, em especial, havia uma certa tranquilidade em  assumi-los equilibrados ou, de qualquer forma, supor que o neutro não seria percorrido por correntes de desequilíbrio altas o suficiente para nos impedir de usar a regra aceita em norma- seção do neutro igual a metade da seção fase. Transformadores fornecendo aparentemente cargas médias estão superaquecendo.Condutores neutros em circuitos balanceados estão superaquecendo por cargas excessivas. Interruptores de circuito estão disparando sem causa aparente. Ainda assim,a resolução de problemas mostra que tudo está normal. Então, qual problema? Em uma palavra - harmônicos.  
    Com uso cada vez mais generalizado de equipamentos eletrônicos, e neles os elementos retificadores ( diodos, tiristores, triacs e diacs), o coisa é outra...
Aquela senóide bonitinha, perfeitinha que você aprendeu lá no curso já está totalmente mudada, totalmente louca!!!
 Na verdade, não é  uma corrente ou tensão, são várias, e mudam o contorno da onda. 


Vamos lá...



O que são harmônicos?!?!?!?


 Harmônicos são correntes ou tensões com frequências múltiplas da frequência de energia fundamental. Por exemplo, se a frequência fundamental é 60 Hz, então a segunda harmônica é 120 Hz, a terceira é 180 Hz etc. Harmônicos são criados por cargas não lineares que extraem pulsos abruptamente ao invés da maneira senoidal estável. 

Estes pulsos causam aspectos de onda de corrente distorcidos que, por sua vez, geram correntes de harmônicos para fluir de volta em outras partes do sistema de energia.



Senoide fundamental e irregular (fonte: ew7.com.br)






Este fenômeno é especialmente predominante em equipamentos que possuem fontes de energia de entrada de capacitor-diodo, por exemplo,PCs, impressoras e equipamentos de teste médico. O que ocorre eletricamente? A tensão AC de entrada possui um diodo retificador e é usada, então, para carregar um capacitor grande. Depois de poucos ciclos, o capacitor é carregado para a tensão de pico da onda senoidal (por exemplo, 170V para uma linha ac de 120V). Então, o equipamento eletrônico extrai corrente a partir desta alta tensão DC para alimentar o resto do circuito. O equipamento pode extrair a corrente abaixo de um limite menor regulado. Geralmente, antes de atingir tal limite, o capacitor é recarregado para o pico no próximo semi-ciclo da onda senoidal. Este processo é repetido várias vezes. Basicamente, o capacitor extrai um pulso de corrente somente durante o pico da onda. Durante o resto da onda, quando a tensão está abaixo do restante do capacitor, o capacitor não extrai corrente. As fontes de energia encontradas no diodo/capacitor em equipamentos de escritório são tipicamente cargas monofásicas não lineares. Em fábricas industriais as causas mais comuns de correntes de harmônicos são cargas trifásicas não lineares que incluem controladores de motores eletrônicos(inversores e Soft-starters) e fontes de energia ininterruptas (UPS).



A diferença entre retificadores, como descreve a figura acima, é o tempo de flutuação da crista da senóide, influenciando mais na formação de tensões e correntes harmônicas, na retificação de meia onda.(fonte: eletrônica 24h)
                                                            Classificação de harmônicos
Cada harmônico possui um nome, frequência e sequência. A sequência refere-se à rotação fásica com respeito ao fundamental (F). Por exemplo, num motor de indução, um harmônico de sequência positiva gera um campo magnético que gira na mesma direção do fundamental. Um harmônico de sequência negativa gira na direção oposta. Os primeiros nove harmônicos junto com seus efeitos estão listados abaixo:



ORDEM
Frequência 60 120 180 240 300 360 420 480 540
Sequência + - 0 + - 0 + - 0


SEQUÊNCIA ROTAÇÃO EFEITO
Positiva (+) Adiante Aquecimento de Condutores, Dispositivos de seccionamento e proteção, etc.
Negativa(-) Reversa Aquecimento acima citado, além de problemas na rotação de motores.
0 Nenhuma Aquecimento acima citado, com agravamento no neutro em sistemas trifásicos.


A medida que vai aumentando, temos que Freq(Har)=n.60, onde:



  • Freq(Har) é o valor de frequência da onda harmônica;
  • n é a  ordem da harmônica
  • 60 é o valor da harmônica fundamental(60 Hz)




Efeitos dos Harmônicos

- Barra de Neutro 

  
 Barras de ligação neutras e suportes de conexão são dimensionados para transmitir o
valor completo da corrente de fase classificada. Eles podem tornar-se sobrecarregados quando neutros são sobrecarregados com a soma adicional de harmônicos triplen (ordens harmônicas múltiplas de 3: 3ª, 6ª, 9ª...).

- Painéis Elétricos

 Harmônicos em painéis elétricos podem emitir um tom forte. Painéis designados para transmitir correntes de 60 Hz podem tornar-se mecanicamente ressonantes aos campos magnéticos gerados pelas correntes harmônicas de alta frequência. Quando isto ocorre, o painel vibra e emite um zumbido idêntico das frequências harmônicas, enfraquecendo mecanicamente conexões elétricas.


- Transformado

Prédios comerciais geralmente possuem um transformador de 220/127 V numa configuração delta-y. Estes transformadores geralmente alimentam receptáculos num prédio comercial. Cargas monofásicas não-lineares conectadas aos
receptáculos produzem harmônicos triplen que adicionam-se ao
neutro. Quando esta corrente neutra alcança o transformador, é
refletida no circuito primário delta, onde causa superaquecimento e falhas.



- Geradores

 Geradores de prontidão estão sujeitos ao mesmo tipo de problema de superaquecimento que os transformadores. Por fornecerem reserva emergencial
para cargas geradoras de harmônicos (como equipamentos
de processamento de dados), frequentemente são ainda mais vulneráveis. Além do superaquecimento, certos tipos de harmônicos produzem distorção
no cruzamento de zero da forma de onda da corrente, que causa interferência e instabilidade para os circuitos de controle dos geradores.



Á Procura de harmônicos

 Eis um modo simples de determinar a extensão de distorção harmônica causada por circuitos de entrada de carga linear monofásica:
Faça duas medições de corrente
separadas:
1. Utilizando um alicate de corrente ou
multímetro de resposta média com alicate
conectado.



2. Utilizando alicates de medição true-
rms.

 
 Divida os resultados da primeira medição pela segunda medição. Isto lhe dá a razão A/R. Uma razão de 1,0 indicaria pouca ou nenhuma distorção harmônica.
Uma razão de 0,50 indicaria distorção harmônica substancial. O método de
razão A/R não substitui o analisador de harmônico, mas é um modo prático e
simples de determinar se há algum problema em circuitos ramificados
monofásicos. Uma vez sabendo da existência de harmônicos, você pode
utilizar um analizador de energia para avaliar e quantificar os harmônicos presentes.

Resolvendo o problema

A seguir algumas sugestões de como lidar com alguns problemas
típicos de harmônicos. Antes de realizar quaisquer destas medições, você deve chamar um especialista em qualidade de energia para analisar o problema e
projetar um plano sob medida para sua situação específica.

- Em Neutros sobrecarregados

 Num sistema trifásico de 4 fios, a porção de 60 Hz da corrente de neutro pode ser minimizada balanceando-se as cargas em cada fase. A corrente de neutro harmônico triplen pode ser reduzida adicionando-se filtros harmônicos na carga. Se nenhuma destas soluções forem úteis, você pode instalar neutros extra – preferencialmente um neutro para cada fase - ou instalar um neutro grande compartilhado por três condutores de fase. Em construções modernas, fios sob carpetes e fios de divisões modulares de escritório devem ser marcados com neutros individuais e o chão isolado possivelmente separado da terra.

 

- Reduzindo transformadores

Um modo de proteger um transformador de harmônicos é limitar a quantidade de carga colocada nele. Isto é chamado “reduzir” o transformador.
O método de redução mais rigoroso é descrito no padrão ANSI/IEEE C57.110-1986. Este método é, de certa forma, pouco prático, pois
requer extensa consulta de dados junto ao fabricante do
transformador, além de um espectro harmônico completo da corrente de
carga. A Computer & Business Equipment Manufacturers Association (CBEMA), recomendou recentemente um segundo método que envolve diversas medições que você pode obter com equipamentos de teste comumente disponíveis. Ele
aparece para dar resultados razoáveis para transformadores de receptáculos
de 208/120 Y que fornecem harmônicos ímpares de baixa
frequência (3o, 5o, 7o) normalmente gerados por computadores e máquinas de escritório operando a partir de circuitos ramificados
monofásicos.
O equipamento de teste que você usa deve ser capaz de obter tanto a
corrente de fase true-rms quanto a corrente de fase de pico instantâneo
para cada fase do secundário.
 


Para quem quiser se aprofundar um pouco mais, vou por aqui um link de um manual em PDF da Schneider Eletric sobre qualidade de energia.

Guia de Qualidade de energia


 Erit quaestio scientiam nostram!!!!  
  (Sua dúvida será nosso conhecimento!!!!)

 

 

sábado, 17 de dezembro de 2011

Censo CONFEA/CREA 2011

Atenção Profissionais portadores de registro (CREA):

Termina dia 31/12 o prazo do censo 2011 de Profissionais de Engenharia no Brasil. Destinado a todos os profissionais registrados no sistema Crea/Confea - de nível superior, tecnológico e técnico-, o Censo tem por objetivo conhecer a realidade  como profissional da área tenológica para, assim, possibilitar a elaboração de politicas de valorização profissional.

Mais informações e Censo em http://www.confea.org.br/ .

terça-feira, 6 de dezembro de 2011

Let's get started...

Ola Pessoal!

Começo hoje este blog, cheio de aspiraçoes, anseios, etc... Mas com o tempo (espero) se tornem coletivas, e em ação concreta, pois criei este blog para compartilhar informação a todos os profissionais, estudantes e entusiastas desta área tão vasta, que é a eletrotécnica!

SEJAM BEM VINDOS!!!!!