Dispositivos eletromagnéticos para confinamento de sequência zero: dimensionamento e projeto

Abstract

Com o aumento das cargas elétricas não lineares nas redes de distribuição, intensifica-se o nível de correntes harmônicas responsáveis por distorções nos sinais elétricos, o que compromete a qualidade da energia elétrica. O emprego de dispositivos eletromagnéticos constitui atualmente uma alternativa promissora para mitigação de correntes harmônicas de sequência zero. São dispositivos robustos que, quando utilizados isoladamente ou em conjunto com outros arranjos, podem ser técnica e economicamente atraentes. O filtro eletromagnético é um dispositivo inserido paralelamente ao sistema com baixa impedância de sequência zero e elevada impedância de sequência positiva e negativa. Logo, para um filtro ideal, tem-se o confinamento das correntes harmônicas “triplens” sem que o fluxo de potência do sistema seja comprometido. Buscando-se aperfeiçoar o divisor de corrente de sequência zero entre o sistema e o filtro, o bloqueador eletromagnético é inserido em série ao sistema, devido a sua elevada impedância de sequência zero e baixa impedância para as sequências positiva e negativa. Este trabalho, por meio da teoria das transmitâncias, desenvolve uma metodologia de auxílio no dimensionamento e projeto do filtro e bloqueador eletromagnéticos, em função do percentual de filtragem desejado para a corrente de sequência zero. Para isto, são apresentados os equacionamentos das resistências e reatâncias sequenciais do filtro e bloqueador. Inicialmente, o dimensionamento e projeto do filtro são elaborados sem a presença do bloqueador, inserido apenas quando os resultados alcançados não forem satisfatórios. Em síntese, o desempenho do sistema de filtragem dimensionado e projetado é analisado através do próprio método proposto e do PSIM® , programa bastante difundido e consagrado para o desenvolvimento de simulações que envolvem sistemas de potência. Deste modo, é apresentado, consequentemente, um diagnóstico de aderência para o modelo proposto.

With the increase of non-linear electrical loads in the distribution networks, intensifies the level of harmonic currents responsible for the distortions in electrical signals, compromising the quality of electricity. The use of electromagnetic devices is currently a promising alternative to mitigation of harmonic currents of zero sequence. They are robust devices that when used alone or in conjunction with other arrangements can be technically and economically attractive. The electromagnetic filter is a device inserted in parallel to the system with low zero sequence impedance and high positive and negative sequence impedance. Thus, for an ideal filter, there is the confinement of “Triplens” harmonic currents without the power flow is compromised. Seeking to improve the zero sequence current divider between the system and the filter, the electromagnetic blocker is inserted in series to the system because of their high zero sequence impedance and low impedance for the positive sequence and negative sequence. This work, using the method of transmittances, develops an aid methodology to measure and design the electromagnetics filter and blocker, depending on the percentage of desired filtering for zero sequence current. For this, the sequential resistance equation and sequential reactance equation are presented to the filter and blocker. Initially, the measure and design filter are made without the presence of the blocker, inserted only when the results achieved are not satisfactory. In short, the filtering system performance measured and designed is analyzed using the proposed method and the PSIM®, widespread and dedicated program for the development of simulations involving electrical circuits. Thus, it is shown, therefore, a diagnosis of tack for the proposed model.