A qualidade da energia elétrica é um aspeto fundamental para garantir o correto funcionamento das instalações. Qualquer perturbação elétrica em parâmetros como a magnitude, forma de onda ou frequência, entre outros, é considerada um problema de qualidade de energia.
Porque é que nos devemos preocupar com a qualidade da energia? Atualmente, 15% das instalações funcionam apesar de problemas de qualidade de energia, que podem causar danos nos equipamentos, paragens… 70% das perturbações têm origem no interior das instalações, causando 30-40% dos incidentes de paragem.
Um dos desafios mais importantes a este respeito são os harmónicos, fenómenos que podem causar perturbações e danos nos equipamentos se não forem devidamente controlados.
Energia reativa: o que é e como geri-la?
A energia reativa é uma componente inevitável em sistemas elétricos com motores, transformadores ou equipamentos com bobinas. Embora não seja transformada em trabalho útil, o seu excesso pode provocar sobrecargas na rede e aumentar a fatura da eletricidade.
Impacto da potência reativa nas instalações:
- Sobrecarga da rede elétrica, que obriga a um sobredimensionamento dos equipamentos.
- Quedas de tensão, que afetam a qualidade do fornecimento.
- Perdas de energia, reduzindo a eficiência global do sistema.
Soluções para compensação de potência reativa
A melhor estratégia para reduzir e acabar com esses efeitos é a instalação de bancos de condensadores, que melhoram o fator de potência e reduzem as penalidades por consumo reativo. Soluções como as baterias SAH VarSet Premium, capazes de otimizar o desempenho elétrico e reduzir os custos de exploração.
O que são os harmónicos?
Em primeiro lugar, devemos compreender que os harmónicos podem ocorrer em praticamente todas as instalações.
Segundo a norma UNE EN 50160, uma tensão harmónica é uma tensão sinusoidal cuja frequência é um múltiplo inteiro da frequência fundamental da tensão de alimentação.
Os harmónicos podem ser gerados por cargas não lineares presentes nas instalações, tais como equipamentos industriais, variadores de velocidade, UPS, dispositivos electrónicos, etc.
A presença de harmónicos pode ter consequências económicas e técnicas, incluindo o envelhecimento prematuro de equipamentos, sobrecargas na rede e problemas operacionais em cargas não lineares, levando a maiores custos de manutenção e substituição de equipamentos.
Para além disso, a sua presença pode provocar:
- Sobreaquecimento de equipamentos e cabos elétricos.
- Disparo intempestivo de proteções e falhas na rede.
- Aumento do consumo de energia, reduzindo a eficiência da instalação.
Por esse motivo, é essencial detetar e analisar os harmónicos para tomar medidas corretivas.
Como reduzir os harmónicos na instalação
Felizmente, a redução das distorções harmónicas para níveis aceitáveis é relativamente simples. As diretrizes do International Electrical and Electronics Engineers (IEEE) são frequentemente utilizadas para determinar o nível aceitável de harmónicos em vários sistemas.
Também estão disponíveis ferramentas e software para prever o nível de atividade harmónica e avaliar soluções para atenuar as harmónicas.
Para reduzir o impacto das harmónicas, existem diferentes tecnologias adaptadas a cada necessidade:
- Filtros passivos de dessintonização: Conjunto condensador + indutância que protege a instalação e os condensadores das harmónicas, como as baterias VarSet Premium SAH.
- Filtros ativos de harmónicos: Equipamentos que eliminam ou reduzem os harmónicos e compensam a energia reativa em tempo real, como os filtros ativos Acecusine.
- Filtros híbridos: Combinação de filtros passivos e ativos para uma solução completa.
Analizadores de red
Os analisadores de rede permitem ver o que se passa em termos de qualidade de energia, monitorizando parâmetros básicos de consumo como tensão, corrente, potência, harmónicos, etc., e fornecem informações para analisar em profundidade os problemas de uma instalação.
Um exemplo é a solução PowerLogic ION9000 da Schneider Electric, concebida para as aplicações mais exigentes. Graças às suas análises de qualidade de energia, não ignora qualquer perturbação ou incidente, mesmo os transientes de alta velocidade.
Variação de frequência
Embora a variação de frequência seja um dos factores que gera harmónicos, é indispensável para qualquer indústria e instalação com motores. A variação é fundamental para reduzir a fatura eléctrica, uma vez que melhora o consumo das instalações. Os variadores de velocidade como o Altivar Process, que integram a redução de harmónicas por conceção, com retificador de impulsos 12/24 ou filtros.
O variador regista e apresenta a curva da bomba centrífuga e o seu Best Efficient Point (BEP) monitoriza o seu estado de funcionamento e os alarmes em tempo real, fornecendo informações sobre o estado da instalação. Cada vez mais, estes conversores de frequência estão também a ser implementados com algoritmos de manutenção preditiva.
Filtros ativos
Os filtros são uma solução avançada e eficaz para atenuar os efeitos das harmónicas nas instalações eléctricas. Estes dispositivos funcionam detectando a corrente harmónica presente na rede e gerando uma corrente de igual magnitude, mas em fase oposta, que compensa e reduz a distorção harmónica.
Ao injetar esta corrente de compensação, os filtros ativos são capazes de manter um sinal elétrico mais limpo e estável, minimizando assim os problemas associados às harmónicas, como sobrecargas, sobreaquecimento de equipamentos e perturbações nos sistemas de telecomunicações.
Uma das principais vantagens dos filtros ativos é a sua capacidade de se adaptarem dinamicamente às alterações das condições da rede. Estes dispositivos podem ajustar o seu funcionamento em tempo real para compensar as variações da carga e das condições de funcionamento, assegurando assim uma correção contínua dos harmónicos. Além disso, os filtros ativos são altamente eficientes e podem fornecer uma correção precisa e eficaz mesmo em ambientes com elevados níveis de distorção harmónica.
É importante tratar os problemas de qualidade de energia com uma abordagem estruturada que envolve três etapas fundamentais: medição, análise e ação.
Este processo permite identificar eventos perturbadores, compreender o seu impacto e tomar medidas corretivas ou preventivas eficazes. A deteção precoce e a gestão proactiva dos problemas de qualidade da energia podem evitar danos dispendiosos no equipamento e otimizar a eficiência operacional das instalações.
Auditoria da qualidade da energia
Para além da compensação de potência reactiva, é essencial realizar uma auditoria de qualidade de energia para identificar e corrigir problemas como harmónicos, flutuações de tensão e outros.
A Schneider Electric oferece serviços de auditoria de qualidade de energia para ajudar a otimizar o desempenho da sua instalação.
Se precisar de ajuda especializada, contacte-nos através deste formulário e podemos dar-lhe mais informações sobre as nossas auditorias de qualidade de energia!
Adicione um comentário