Análise comparativa de retificadores trifásicos de sistema metroviário

Abstract

Retificadores de tração constituem equipamentos de eletrônica de potência que geram distorções harmônicas de corrente. Foi realizada uma análise comparativa entre dois retificadores considerando as distorções harmônicas e outras características fundamentais de um retificador como as suas proteções, assim como a facilidade de manutenção em cada tipo de retificador. No trabalho a seguir, está descrito o modo e as técnicas que foram utilizadas durante a análise comparativa dos retificadores trifásicos de doze pulsos, em operação hoje na Trensurb (Empresa de Trens Urbanos de Porto Alegre). Também estão detalhados os métodos de cálculos realizados, bem como a configuração do analisador de energia e a metodologia de análise das leituras de distorções harmônicas de corrente em relação à IEEE 519 (2014). Em suma, pode-se dizer que a análise central desse projeto está baseada em avaliar as distorções hormônicas de corrente para dois modelos de retificadores trifásicos de doze pulsos, para as faixas de corrente de 200 ampères e de 1280 ampères. Para essa avaliação realizou-se medições de corrente por 24 horas com um analisador de energia e usou-se o software Power Log para análise dos dados e geração dos gráficos. Ao final do trabalho, pôde-se concluir que não há diferenças relevantes em relação as distorções harmônicas entre os retificadores, mas que os retificadores atuam como filtro, atenuando as distorções harmônicas de corrente quando os mesmos estão sob carga. Verificase ainda que o retificador da Subestação(SE) Sapucaia reduz percentualmente mais as distorções harmônicas, quando está operando num pico de corrente se comparado com o retificador da SE Farrapos. Além disso, como sugestão de melhoria para o retificador da SE Farrapos, seria interessante adaptar rodinhas, nos retificadores, a fim de facilitar mudança de posição dos retificadores, no interior da SE, sem a necessidade de uma desmontagem completa. Essa sugestão é pertinente, pois os retificadores da SE Sapucaia já tem essa mesma funcionalidade, vinda de fábrica. Por fim, pode-se ressaltar que o retificador da SE Farrapos tem tecnologia mais robusta e mais simples de manipulação, fato que facilita os trabalhos, na maioria das intervenções corretivas no equipamento.

Traction rectifiers are power electronics equipment that generate current harmonic distortions. A comparative analysis was carried out between two rectifiers considering the harmonic distortions and other fundamental characteristics of a rectifier such as its protections, as well as the ease of maintenance in each type of rectifier. The following work describes the mode and techniques that were used during the comparative analysis of the twelve-pulse three-phase rectifiers, in operation today at Trensurb (Empresa de Trens Urbanos de Porto Alegre). Also detailed are the calculation methods performed, as well as the configuration of the energy analyzer and the methodology for analyzing the readings of current harmonic distortions in relation to IEEE 519 (2014). In summary, it can be said that the central analysis of this project is based on evaluating the current hormonal distortions for two models of twelve-pulse three-phase rectifiers, for the current ranges of 200 amperes and 1280 amperes. For this evaluation, current measurements were carried out for 24 hours with an energy analyzer and the Power Log software was used to analyze the data and generate the graphs. At the end of the work, it was concluded that there are no relevant differences in relation to harmonic distortions between the rectifiers, but that the rectifiers act as a filter, attenuating the current harmonic distortions when they are under load. It is also verified that the Sapucaia Substation (SE) rectifier reduces harmonic distortions in percentage more, when it is operating at a peak current compared to the SE Farrapos rectifier. Furthermore, as an improvement suggestion for the SE Farrapos rectifier, it would be interesting to adapt wheels on the rectifiers, in order to facilitate the change of position of the rectifiers, inside the SE, without the need for complete disassembly. This suggestion is pertinent, as the SE Sapucaia rectifiers already have this same functionality, coming from the factory. Finally, it can be noted that the SE Farrapos rectifier has more robust technology and is simpler to handle, a fact that facilitates the work in most corrective interventions in the equipment.