Qualidade da Energia Eletrica _ Apostila
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DE P ART AME NT O DE ELE TR OT ÉCN IC A
QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA
P ro f. Jo aq ui m E lo ir R oc ha
CU RI TI BA
2 016
2
S U M ÁR I O
1 . INT RO DU ÇÃ O À QU AL IDA D E DA E NER GI A EL ÉT RI CA
1 .1. O qu e é qu al id ade d a en e rg ia el ét ri ca .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. . 3
1 .2. Im po rt ân ci a da Q ua lid ad e da E ne rg ia E lét r ica . .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. . 3
1 .3. Co n cei to de Ca rga n ão L in ea r .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. .. .. ... .. . 5
1 .4. P rob lem a s pi cos d e qu al id ad e de E ne rgi a .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. ... .. . 6
2 . HAR NI CO S
2 .1. De fi ni çã o e in tro du çã o ao co n ce ito . .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. ... .. 7
2 .2. In di ca do re s d e q ua li dad e ha rm ôn ic a .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. .. .. ... .. 8
2 .3. Ca r gas q ue p rod uz em h ar ni co s ... .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. ... 1 1
2 .4. Me di çã o da s co rre nt es e t en sõe s co m co n teú do h ar ni co .. . 1 3
3 . VA RIA ÇÕ ES D E TE NS ÃO
3 .1. In te rr up çõ es . .. ... .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. ... .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. 15
3 .2. Va ri õe s de te ns ão d e cu rt a du ra çã o . .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. 16
3 .3. S ist em as r es tau ra do re s de e ne rg ia .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. .. .. ... . 1 8
4 . FLU T UAÇ ÃO D E TE NS ÃO
4 .1. De fi ni çã o e in tro du çã o ao co n ce ito . .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. ... . 2 1
4 .2. So lu çõ es p ara a te n ua r a f lu tu ão d e te ns ão .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. 2 2
5 . T RA NS IT ÓR IO S
5 .1. Tr an si ri o im pu lsi vo . .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. 2 5
5 .2. Tr an si ri o os ci lat ó rio . .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. ... .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. 2 7
6 . DES EQ UI BR IO S DE T ENS Ã O
6 .1. Ca u sas d o de seq ui br io d e te ns ão .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. ... .. 29
6 .2. Co n seq nc ia s d o d es equ i líb ri o de t en o . .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. ... 30
7 . T EN O EM R EG IM E PE RM ANE NT E
7 .1. Re gu la çã o da t en o d e at en di me nt o . .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. ... .. .. 31
7 .2. to do s ap li ca do s na re gu la çã o da t en o . .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. 33
8 . FAT OR D E POT Ê NCI A
...... ....... ........ ........ ......... ...... ......... .......... .... 3 4
9 . VA RIA ÇÃ O DE F RE QUÊ N CIA .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. .. .. 3 6
3
1. INTRODUÇÃO À QU AL IDADE DA ENERGIA ELÉTRICA
1.1. O QUE É QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA
A q ua lid ad e da e ne r gia e tr ic a tem ri as d ef in õe s p a ra de sc re ve r o
me sm o co nj un to de f en ôme n os qu e a fe ta m a a mp li tu de e a for ma d e o nd a
d a te ns ão e c or ren te . Uma def in i ção é a f re qüê n cia e s ev er id ad e d os
d es vio s n a am pl i tud e e f o rma de o nd a d a t en são e d a co r ren te . O ut ra
d ef in içã o d iz que é qu a lqu er pr ob lem a na t en são , na co rr en te ou de s vio na
f re qüê n cia qu e re su l te em f a lh a o u p r ej ud iq ue a o pe raç ão d os
e qu ipa me nt os . Um a te rc ei ra d ef in i ção afi rm a qu e um si st em a e tr ic o co m
e xce le nt e qu a lid ad e da e ne rg ia e tr ic a é ca ra ct er iz ado p e lo f or ne cim en to de
e ne rg ia e m t en são co m f orm a d e o nd a se n oid a l pu ra , s em a lt er õe s em
am pl i tud e e f re ên ci a, co mo se em a na sse de u ma f on te d e po nc ia
in f in ita .
Q uan do se af ir ma qu e u m a in st a la ção e t ric a te m q ua lid a de d e
e ne rg ia p ob re , s ign if ic a que a on da da te ns ão e /ou a on da da co rre nt e
e tr ica t êm su fi cie nt es de s vio s d a s no rm as a po nt o d e pre ju d ica r o
f un cio na me nt o o u le va r à f alh a de e qui pa me nt os . Q ua nd o u ma i nst a laç ão
e tr ica tem bo a qu al ida de de e ne rg ia, si gni fi ca que o ve l do s de sv io s da s
n orm as é b ai xo e , po rta nt o, o s eq ui pam en to s fu nc io na m sem p ro bl em as .
Um a ve z q ue a s en sib i lid ad e va r ia de u m t ipo d e e qu ipa me nt o p ara
o ut ro, o q ue pod e ser co ns id er ad o qu a lid ad e de e ne rg ia bai xa pa ra um
e qu ipa me nt o pod e se r a cei ve l pa ra ou tro eq ui pam e nt o. A ind a as sim , a
co nf ia bi l ida de do s i ste ma de p ro du çã o é af et ad a se o s d e svi o s e m re l açã o
a os in di ca do re s da s re gu lam e nta çõ es n ão s ão s egu id os .
1.2. IMPORTÂNCIA DA QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA
O ut ro a spe ct o i mp or ta nte d a qu al id ad e d a en e rgi a el ét ri ca é o s eu
ef e ito n a e fi ci ên ci a e ne rg ét ica . P erm it i r qu e o s ist em a e l ét ri co te nh a um a lto
co n teú do ha rm ôn ic o c ar ac te ri za b ai xa qu al id ade d a e ne rg ia e p rov oc a
p erd a s a di ci ona i s n a d i str ib u içã o de ss a e n er gi a. A c irc ul ão d e h a rmô ni cos
p ro voc a p erd as p or ef e ito Jo u le no s co nd ut or es , tr an sf or mad o res e o ut ros
e qu ipa me nt os .