Fontes de distúrbios em redes elétricas

harmônicas

Harmônicos mais altos (múltiplos) são tensões ou correntes senoidais cuja frequência difere da frequência fundamental por um número inteiro de vezes.

Distorções harmônicas de tensões e correntes ocorrem devido à presença de elementos ou equipamentos em redes com característica corrente-tensão não linear. As principais fontes de interferência harmônica são conversores e retificadores, fornos de indução e arco, lâmpadas fluorescentes. As televisões são as fontes mais frequentes de interferência harmônica em equipamentos domésticos. Um certo nível de distúrbios harmônicos também pode ser criado pelos equipamentos do sistema de energia: máquinas rotativas, transformadores. Via de regra, porém, essas fontes não são as principais.

As principais fontes de múltiplos harmônicos são: conversores de frequência estáticos, cicloconversores, motores assíncronos, máquinas de solda, fornos a arco, sistemas de controle de corrente de frequência sobreposta.

Os conversores de frequência estáticos consistem em um retificador CA para CC e um conversor CC para CA com a frequência necessária.A tensão CC é modulada pela frequência de saída do conversor, resultando no aparecimento de múltiplos harmônicos na corrente de entrada.

Os conversores de frequência estáticos são usados ​​principalmente para motores de velocidade variável, cuja aplicação está se desenvolvendo rapidamente. Motores com capacidade de até várias dezenas de quilowatts são conectados diretamente a redes de baixa tensão, os mais potentes a redes de média tensão por meio de seus próprios transformadores. Existem vários esquemas de implementação de conversores de frequência estáticos com características diferentes. As frequências dos múltiplos harmônicos dependem da frequência de saída e da frequência de pulso do conversor. Conversores similares também são usados ​​para fornos operando em frequências médias.

Os cicloconversores são conversores trifásicos de alta potência (vários megawatts) que convertem a corrente trifásica da frequência original em corrente trifásica ou monofásica a uma frequência reduzida (normalmente inferior a 15 Hz), usada para alimentar motores de baixa velocidade , motores de alta potência. Eles consistem em dois retificadores controláveis ​​que conduzem corrente alternadamente em uma direção ou outra. Cicloconversores são usados ​​em casos muito raros. As correntes inter-harmônicas atingem 8-10% da corrente de frequência fundamental. Devido à alta potência dos cicloconversores, eles são conectados a redes com alta potência de curto-circuito, de modo que as tensões inter-harmônicas sejam baixas. Medições realizadas em duas dessas instalações na Suíça mostraram que seus valores em redes de 50 e 220 kV não ultrapassavam 0,1% da tensão nominal.

Os motores de indução podem em alguns casos gerar inter-harmônicos devido ao vão entre o estator e o rotor, principalmente quando combinado com a saturação do aço. Na velocidade normal do rotor, as frequências inter-harmônicas estão na faixa de 500-2.000 Hz, mas quando o motor é ligado, elas "passam" por toda a faixa de frequência até o valor do estado estacionário. A interferência de motores pode ser significativa quando instalada no final de uma longa linha de baixa tensão (mais de 1 km). Inter-harmônicos de até 1% foram medidos nesses casos.

Máquinas de solda e fornos elétricos a arco geram um amplo e contínuo espectro de harmônicos. frequências de harmônicos e inter-harmônicos gerados pelo equipamento conversor.

desvio de tensão

Os desvios de tensão são causados ​​por mudanças na carga do consumidor durante o dia e a operação correspondente de dispositivos reguladores de tensão (transformadores com interruptores de carga).

flutuações de tensão

As flutuações de tensão são uma série de mudanças aleatórias ou aleatórias. cíclico.

As flutuações de tensão são causadas pela operação de receptores elétricos com uma natureza fortemente variável de consumo de energia e ocorrem durante a operação dos seguintes equipamentos: máquinas de solda e solda a arco, laminadores, motores potentes com carga variável, fornos elétricos a arco para a produção de aço. Mudanças repentinas de tensão também podem ocorrer durante a comutação de cargas e equipamentos elétricos (por exemplo: bancos de capacitores).

Quedas de tensão de curto prazo

Quedas de tensão de curto prazo são quedas inesperadas de tensão com sua recuperação após um intervalo de tempo de vários períodos de frequência fundamental a vários graus elétricos.

As quedas de tensão de curta duração são causadas por processos de comutação em sistemas de energia associados a curtos-circuitos, bem como pela partida de motores potentes. Um certo número dessas falhas causadas pela operação da automação de sistemas de energia para eliminar curtos-circuitos não pode ser removido e os usuários devem levar esse fato em consideração.

pulsos de tensão

Fontes de pulsos de tensão são operações de comutação em redes, sistemas de energia e tempestades.

Desequilíbrio de um sistema de tensão trifásico

A assimetria de um sistema de tensão trifásico ocorre se as tensões de fase ou fase não forem iguais em amplitude ou o ângulo de deslocamento entre elas não for igual a 120 el. saudação.

A assimetria do sistema trifásico de tensão pode ser causada por três razões: a assimetria dos parâmetros das linhas aéreas devido à falta de transposição de fios ou ao uso de ciclos de transposição prolongados. Este fator se manifesta principalmente em linhas de alta tensão; desigualdade das cargas de fase devido à sua distribuição desigual entre as fases (assimetria do sistema) ou não simultaneidade de sua operação (assimetria de probabilidade); — modos sem fase de linhas de energia (após interrupção de uma das fases devido a danos).

O grau de desbalanceamento de tensão causado pela assimetria dos parâmetros da rede elétrica costuma ser pequeno (até 1%).A assimetria mais significativa ocorre quando as linhas de energia operam em modos de fase incompleta, mas esses modos são muito raros. Portanto, a principal causa mais comum de desequilíbrio é a carga da rede.

Nas redes industriais, as fontes de assimetria podem ser: cargas monofásicas potentes, fornos de fusão e aquecimento por indução, unidades de soldagem, fornos de fusão por eletroescória; receptores elétricos trifásicos operando em modo assimétrico por muito tempo, fornos elétricos de aço a arco.

desvio de frequência

Os desvios de frequência ocorrem devido a um descompasso entre a potência dos geradores que geram eletricidade e a carga consumida. Quando a potência do gerador excede a potência da carga, a velocidade do gerador aumenta e a frequência aumenta proporcionalmente. A potência consumida pela carga também aumenta; em um determinado valor de frequência, ocorre um equilíbrio entre a energia gerada e consumida. Um padrão semelhante de redução de frequência é observado se a potência da carga exceder a potência dos geradores.