Qualidade de energia elétrica desempenha um papel importante no fornecimento eficaz de eletricidade aos consumidores. À medida que a energia se torna um recurso mais essencial e valioso para todo o mundo, é importante manter sua qualidade em todos os níveis de uso para o funcionamento confiável do equipamento.
Devido ao uso de cargas não lineares e equipamentos eletrônicos de potência em setores de transmissão, distribuição e utilização de sistemas de potência, pode haver distorção nas formas de onda de tensão e corrente. Já estamos cientes do Distorção Harmônica Total por controle de fase e controle integral de energia CA.
Hoje em dia, as empresas de distribuição de energia estão mostrando uma natureza competitiva para melhorar a qualidade da energia, aumentando a preocupação com ela para obter a lucratividade e a satisfação do cliente.
O que é qualidade de energia elétrica?
Se a energia fornecida aos dispositivos ou equipamentos for deficiente, isso resultará em um desempenho ruim. A boa qualidade de energia faz com que o equipamento funcione corretamente sem afetar o desempenho ou a expectativa de vida.
Qualidade de energia elétrica
O padrão IEEE define a qualidade da energia elétrica como “o conceito de alimentar e aterrar equipamentos eletrônicos sensíveis de uma maneira adequada para o equipamento com sistema de fiação preciso e outros equipamentos conectados”. É o desvio de tensão e correntes das formas de onda ideais ou reais.
Desvio de formas de onda do real
Na figura, a energia fornecida pela rede elétrica é pura ondas senoidais de corrente e tensões. Enquanto a energia atinge a carga, ela não mantém mais sua forma devido aos dispositivos de chaveamento não linear.
Como observado, a forma ela desviou-se da forma ideal. Este desvio causa problemas graves em equipamentos elétricos, como oscilação da luz, mau funcionamento de vários dispositivos, baixa velocidade do motor em execução, etc.
Usando analisadores de qualidade de energia, podemos estimar ou analisar a forma de onda distorcida.
Problemas de qualidade de energia
A qualidade da energia é decidida pelos usuários finais. Se o equipamento de energia funcionar satisfatoriamente para determinada fonte, a energia está em boa qualidade. Se não funcionar bem ou não funcionar, a qualidade da energia está ruim. As razões para a má qualidade de energia ou problemas de qualidade de energia são discutidas abaixo.
1. Perturbações de frequência de energia
a. A tensão cai e aumenta
Quedas de tensão
A queda ou queda de tensão é a diminuição dos níveis de tensão a partir dos valores nominais na frequência energética. Tem a duração de cerca de meio ciclo a vários segundos. Baixas tensões são devidas a vários fatores, como motores elétricos, fornos a arco, problemas de utilidades, oscilação, etc.
Motores gostam de diferentes tipos de indução motores durante a partida recebem uma corrente muito grande, o que resulta em uma queda drástica de tensão.
Além disso, os fornos a arco inicialmente consomem grandes amperes para produzir altas temperaturas. As concessionárias reduzem as tensões devido a alguns fatores, como relâmpagos, contato de árvores, pássaros e animais com as linhas de fornecimento de energia, operações de comutação, falhas de isolamento, etc.
aumento de tensão
Aumentos de tensão ocorrem devido à transferência de cargas de uma fonte para outra, rejeição repentina e cargas de aplicação. Cintilação é um problema de baixa frequência que ocorre principalmente em condições de partida ou de baixa tensão.
A oscilação ocorre devido a baixas voltagens ou frequência que podem ser observadas pelo olho humano.
Quedas e aumentos de tensão resultam em mau funcionamento do equipamento, perda de eficiência dos motores, falhas de isolamento, flutuação da iluminação da luz, desligamento de relés e contratados, etc.
Perturbações de frequência de energia não são facilmente curadas se surgirem no nível da fonte porque lida com altas potências. No entanto, eles podem ser reduzidos se ocorrerem internamente devido às cargas, separando as cargas externas das cargas sensíveis.
b. Transientes elétricos
Transientes elétricos
Transientes são distúrbios do subciclo que duram menos de um ciclo de Formas de onda AC . Devido à resposta de frequência limitada ou taxa de amostragem, a detecção e medição de transientes são muito difíceis.
Às vezes, também são chamados de picos, surtos, pulsos de energia, etc. Eles ocorrem devido a distúrbios atmosféricos, como iluminação e erupções solares, interrupções de corrente de falha, troca de cargas, troca de bancos de capacitores, troca de linhas de energia, etc.
Supressão de transientes elétricos
Alguns dos dispositivos são projetados com transientes em mente, mas a maioria dos dispositivos pode lidar com poucos transientes, dependendo da gravidade do transiente e da vida útil do equipamento. Esses transientes são limitados por supressores de proteção contra surtos, filtros e outros supressores de transientes, conforme mostrado na figura.
c. Harmônicos
A natureza harmônica da tensão e das correntes é o desvio das ondas senoidais originais ou puras. As frequências harmônicas são múltiplos integrais da frequência fundamental e são muito comuns em sistemas de energia elétrica.
A ordem dos harmônicos os diferencia em tipos pares (2, 4, 6, 8, 10) e ímpares (3, 5, 7, 9, 11). As principais cargas não lineares produzem harmônicos ímpares e harmônicos pares são produzidos devido a operações desiguais dos dispositivos elétricos, como correntes de magnetização do transformador que contêm componentes harmônicos pares.
Harmônicos
A frequência desses harmônicos depende da ordem dos harmônicos, pois a frequência do 2º harmônico é 2 vezes a frequência fundamental. Estes são gerados devido a cargas não lineares, fornos a arco, motores elétricos, sistemas UPS, diferentes tipos de bateria , equipamento de soldagem, etc.
A forma de onda fundamental é sobreposta por harmônicos ímpares, o que resulta em formas de onda distorcidas. Esses harmônicos têm efeitos graves em vários equipamentos elétricos, como superaquecimento de cabos e equipamentos, interferência em linhas de comunicação, erros ao indicar parâmetros elétricos, probabilidade de produzir condições ressonantes, etc.
Eles podem ser facilmente medidos por analisadores de harmônicos e reduzidos pelo uso de vários filtros de harmônicos, como tipos ativos e passivos.
2. Fator de potência
O fator de potência é outro fator importante que afeta a qualidade da energia elétrica. O baixo fator de potência causa vários problemas, como superaquecimento de motores e iluminação insuficiente. Também leva a que os usuários sejam penalizados para atender às demandas elétricas. O fator de potência é a relação entre a potência ativa e a potência aparente e determina a quantidade de utilização da energia elétrica.
Suponha que se o fator de potência for 0,8, ele indica que 80 por cento da potência é utilizada e a energia restante é desperdiçada como perdas. O baixo fator de potência é devido aos motores de indução, elementos de potência aparente na rede do sistema de energia elétrica, etc.
Melhoria do fator de potência por capacitor
O baixo fator de potência é aprimorado com o uso de dispositivos de correção de fatores de potência, como bancos de filtros de capacitores, condensadores síncronos e outros equipamentos de compensação.
Melhoria do fator de potência , com o uso de capacitores, resulta na redução da conta de luz. Aqui, a energia aparente retirada da fonte é reduzida por capacitores que oferecem energia líder na natureza.
3. Aterramento
A boa qualidade de energia inclui segurança para os aparelhos e também para os operadores. O aterramento fornece proteção ao sistema e também ao equipamento. Terra serve como potencial de referência constante com outro potencial que vai ser medido.
Se o corpo do equipamento não estiver devidamente aterrado, isso resultará em choque grave para as pessoas. O aterramento do sistema protege vários equipamentos contra condições de falha e outras condições anormais que ocorrem nos sistemas de energia elétrica.
Equipamentos e aterramentos do sistema
O aterramento de referência do sinal é totalmente diferente do aterramento normal, uma vez que não fornece nenhuma proteção ao equipamento ou aos indivíduos. Mas é necessário para o funcionamento adequado de componentes eletrônicos ou dispositivos para fornecer caminho ou referência de baixa impedância.
Esperamos que agora você tenha uma compreensão clara da qualidade da energia elétrica e suas causas. Agradecemos por gastar seu valioso tempo lendo este artigo.Por favor, escreva suas opiniões e sugestões sobre este artigo na seção de comentários abaixo.
Créditos fotográficos:
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Equipamentos e aterramentos do sistema por 2.bp
