HARMÔNICA NA REDE ELÉTRICA

Específicos 3 4 JUSTIFICATIVA 3 5 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 4 6 METODOLOGIA 8 7 CRONOGRAMA 8 REFERÊNCIAS 9 1 TEMA Harmônicos na rede elétrica. PROBLEMÁTICA As empresas de energia elétrica estão sempre buscando aprimorar a qualidade de energia que é disponibilizada pelo sistema elétrico, em virtude da quantidade de energia reativa presente que podem ocasionar perdas desnecessárias da energia fornecida e de sua capacidade de fornecimento. O avanço da Eletrônica e das tecnologias de informação e comunicação (TIC) tem permitido que os clientes desfrutem de maior conforto quanto ao consumo energético, bem como o aparecimento de aparelhos que são mais eficientes e que aproveitam melhor a energia que consomem. No entanto, nem sempre eles possuem uma relação linear entre corrente e tensão, sendo chamados de cargas não lineares, produzindo harmônicos que serão enviados à rede elétrica.

Conforme levantamento bibliográfico realizado, sabe-se que os harmônicos produzem efeitos relevantes nos transformadores e na rede de distribuição, indicando a necessidade de normas que regulamentem os níveis dessas frequências, assim como o uso de filtro que possam colaborar com a redução da distorção harmônica na rede e, também, influenciando os aparelhos conectados a ela. As cargas ligadas ao sistema têm produzido componentes harmônicas que tem provocado distorções nos sistemas elétricos, levando a uma qualidade ruim de energia fornecida. Assim, se faz necessário medir a quantidade de harmônicos presentes e pensar em formas de diminuir ou acabar com esses problemas (TEIXEIRA, 2009). Até poucas décadas atrás, as instalações elétricas, geralmente, tinham contato somente com cargas de natureza linear, isto é, cargas que eram formadas por elementos resistivos, capacitivos e resistivos, podendo ser consideradas impedâncias praticamente constantes.

Essas cargas podem ser determinadas a partir da Lei de Ohm e são alimentadas com correntes proporcionais à tensão que lhes é fornecida, resultando em comportamento de formas de onda ajustadas entre elas, mesmo que haja defasamento entre os componentes reativos, o comportamento será linearizado. Exemplos de cargas que se comportam dessa maneira são os aquecedores resistivos e lâmpadas incandescentes (ISONI, 2001). Fourier. Ele propôs a chamada série de Fourier, um instrumento poderoso que possibilita que uma onde periódica distorcida seja representada como um somatório de componentes de corrente contínua e uma série de funções senoidais alternadas. Permite que o tratamento complicado que seria dado a funções distorcidas seja mais facilmente executável com formas de ondas mais simples e matematicamente mais fáceis de se resolver (ISONI, 2001).

A palavra harmônica é originária da física, do entendimento dos fenômenos ondulatórios. No momento em que uma onda se propaga repetidamente a partir de uma posição de equilíbrio, sendo matematicamente modelada por funções do tipo senoide ou cossenoide. Para análise das distorções, como já se sabe, usa-se a série de Fourier, que fala que as funções periódicas não senoidais podem ser decompostas em um somatório de expressões que possuem: - Uma senoidal na frequência fundamental; - Expressões senoidais que apresentam as frequências como múltiplos inteiros da fundamental; - Uma ocasional componente contínua (PORTELA; ROSA, 2016). As distorções já ocorrem há algum tempo. No entanto, apenas há vinte anos, os pesquisadores da área de Eletricidade têm dado uma atenção maior a esses efeitos, buscando uma abordagem mais sistêmica e ampla, pois, podem trazer muitos problemas para as instalações.

Nos EUA, o tema alcançou tanta visibilidade que foi criada a Power Quality, chamado por aqui, de qualidade de energia. A qualidade de energia propõe identificar, avaliar e reduzir diversos tipos de transtorno que se apresentam nas formas de corrente e de tensão, provocando erro ou uma falha permanente na rede elétrica ou em algum sistema ligado a ela. Constitui-se de objetivos para os projetos dos sistemas elétricos que contemplam cargas lineares ou não, determinando a qualidade de energia que deverá existir no ponto comum entre os dispositivos (CARVALHO, 2013). METODOLOGIA A metodologia utilizada no desenvolvimento do presente estudo se fundamenta na revisão bibliográfica, ou seja, por intermédio de explicações fundamentadas em trabalhos publicados sob a forma de livros, revistas, artigos, e toda publicações especializadas na questão e demais informações que abordem direta ou indiretamente o tema em análise (GIL, 2010).

A revisão bibliográfica é considerada uma etapa inicial para qualquer pesquisa científica. Desenvolvida com base em material já elaborado como livros, artigos e teses (WEBSTER; WATSON, 2002). Em relação aos resultados, destaca-se que após o levantamento bibliográfico realizado e selecionado os estudos, os mesmos foram analisados e interpretados. São Carlos, SP. GIL, A. Como elaborar projetos de pesquisa. Ed. Atlas: São Paulo, 2010. ROSA, J. S. Estudos dos efeitos dos harmônicos gerados pelas residências na rede de distribuição secundária. Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação, apresentado à disciplina de TCC2 do curso de Engenharia Elétrica do Departamento Acadêmico de Eletrotécnica (DAELT) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Eletricista.

Curitiba, PR. Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação de Engenharia Elétrica da UFMG, como parte dos requisitos para obtenção do Título de Mestre em Engenharia Elétrica. Belo Horizonte, MG. WEBSTER, J. WATSON, J. T.