Análise das distorções harmônicas causadas por uma carga não linear e sua mitigação

Abstract

Este projeto analisa a inserção de uma carga não linear numa rede de distribuição. No estudo de caso simula-se a injeção de harmônicas em um sistema desequilibrado, o qual possui subestação de alimentação, cargas industriais e residenciais. Fontes de corrente são utilizadas para modelar as correntes harmônicas injetadas, essas correntes fazem com que o sistema tenha distorções harmônicas. Para a mitigação da distorção harmônica é projetado o filtro passivo em sintonia única, instalados em paralelo com as cargas não lineares, e simulada a operação dos filtros de 3ª, 5ª, 7ª, 11ª, 13ª e 17ª ordem interligadas paralelamente nas três fases do sistema. As simulações são feitas no programa ATPDrawTM devido ao seu fácil manuseio e por ser altamente didático. O valor da distorção total da demanda resultou ser 4,42%, abaixo dos 5% recomendado pela IEEE 519/2014. Todas as harmônicas individuais ficaram dentro do seu limite conforme as recomendações da IEEE 519/2014, tendo somente a 3ª harmônica acima dos 4% recomendado na norma da IEEE 519/2014. O filtro também contribuiu a melhorar o fator de potência devido a sua característica capacitiva para a frequência nominal no barramento onde foi conectado o filtro, o fator de potência passou de 0,80 para 0,95.

This project analyzes the insertion of a nonlinear load into a distribution networks. The injection of harmonics in an unbalanced system is simulated in the case study. Current sources are used to model the harmonic currents injected by inverters, these currents can cause voltage distortions in the system. For the mitigation of harmonic distortion is designed a tuned passive filter, installed in parallel with the nonlinear load, and simulated the operation of filter from 3th, 5th, 7th, 11th, 13th and 17th order linked in parallel in three phases of the system. The simulation is made in the program ATPDrawTM due to its easy handling and for being highly didactic. The value of the total demand distortion turned out to be 4.42%, below the 5% recommended by IEEE 519/2014. All individual harmonics were within their recommended limits, with only the 3rd harmonic above the 4% recommended in the IEEE 519/2014.The filter also helped to improve the power factor due to its capacitive characteristic for the rated frequency on the bus where it was connected the filter, the power factor has increased from 0.80 to 0.95.