Transformadores SPTrafo

Quando da instalação de capacitores para correção do fator de potência, enfrentamos problemas para lidar com harmônicas. Temos que levá-las em conta quando projetamos o sistema com o objetivo de prevenir condição de ressonância série e paralela que danificariam todo o sistema elétrico.

Quando conectamos capacitores para corrigir o fator de potência, a indutância do transformador junto com a do capacitor fazem um circuito ressonante que pode ser excitado por uma corrente harmônica gerada pela carga. Este circuito ressonante tem uma freqüência de ressonância, e se a corrente harmônica desta freqüência (ou próxima) estiver presente, esta levará o circuito a uma condição de ressonância onde uma alta corrente fluirá pelos ramos do circuito (L: transformador e C: banco de capacitores), sobrecarregando-os, elevando a tensão sobre estes e sobre todo o sistema elétrico que está conectado em paralelo. A filtragem desintonisada para PFC (correção do fator de potência) é uma técnica usada para evitar o risco da condição de ressonância. Esta é feita pelo deslocamento da freqüência de ressonância a valores menores onde correntes harmônicas não estão presentes.

Isso é alcançado através da modificação do circuito LC básico composto pelo transformador e banco de capacitores, introduzindo um filtro (reator) em série como capacitores. Assim fazemos um filtro ressonante mais complexo, mas com a característica desejada de ter uma freqüência abaixo da primeira harmônica existente. Dessa maneira é evitada uma condição de ressonância.
Além deste principal objetivo, o reator conectado em série com os capacitores, faz um circuito ressonante em série com uma determinada freqüência de sintonia para qual o sistema oferecerá um caminho de baixa impedância.

Componentes para filtros desintonizados para PFC devem ser cuidadosamente selecionados de acordo com o propósito de correção do fator de potência desejado, de acordo com as harmônicas presentes no sistema, de acordo com algumas características do sistema (potência de curto circuito e impedância), de acordo com o efeito de filtragem desejado e características do circuito ressonante configurado.
Por exemplo, referente aos capacitores, a voltagem sobre estes será maior que a voltagem nominal da rede quando eles tiverem um reator conectado em série. Os reatores devem ser selecionados tomando em conta o valor de indutância para obter a desejada freqüência de sintonia e capacidade de corrente alta, suficiente para a absorção de corrente harmônica que possa ser esperada.

A freqüência de sintonia é normalmente referida de forma indireta ao fator de desintonia p e expresso em percentagem. Filtragem desintonizada para PFC é uma especialidade da engenharia, necessita de know-how experiente para implementação de uma maneira satisfatória e segura. A próxima página mostra algumas considerações para desenvolvimento e seleção de componentes para filtragem desintonizada em PFC.

Fundamentos de Correção do Fator de Potência Filtragem Desintonizada (PFC-DF)

08 principais considerações para alto desempenho em Filtragem desintonizada para PFC.

1- Determinar a potência efetiva necessária (kVAr) do banco de capacitores como objetivo de obter o fator de potência desejado.

2- Projetar os steps de capacitores de modo que a sensibilidade dos bancos fique em torno de 15-20% do total da potência disponível. Não é usual ter um banco mais sensível, que reaja com 5 a 10% da potência total, isso poderia levar o banco a um número elevado de manobras, desperdiçando o equipamento desnecessariamente quando o real objetivo é ter um fator de potência alto.

3- Tentar desenvolver o banco com valores padrão de potência efetiva (kVAr) de passos, preferencialmente múltiplos de 25 kVAr.

4- Medir a presença de harmônicas de corrente no principal cabo alimentador do sistema sem capacitores, em todas possíveis condições de carga. Determinar freqüência e máxima amplitude para cada harmônica que possa existir Calcular a Distorção Harmônica Total de Corrente.

5- Medir a presença de harmônicas de tensão que possam vir de fora do seu sistema, se possível medir em alta voltagem. Calcular a Distorção Harmônica Total de Tensão.

6- Existem Harmônicas, THD-IR > 10% ou THD-V > 3% (medido sem capacitores).
Se SIM -> Usar filtro desintonizado e vá para a consideração 7
Se NÃO -> Usar PFC padrão e pular considerações 7, 8 e 9.

7- Existem conteúdo da 3ª harmônica, I3 > 0,2 * I5?

Se SIM -> Usar filtro desintonizado com p = 14% e pule consideração 8
Se NÃO -> Usar filtro desintonizado com p = 7% ou p = 5.67% e vá para consideração 8

8- THD – V é: 3-7% -> Use filtro desintonizado com p = 7% absorção harmônica padrão > 7% -> Use filtro desintonizado com p = 5.67% para alta absorção harmônica > 10% -> Requer projeto de filtro especial

Esta potência será a potência efetiva real de todo o conjunto LC na freqüência fundamental. Capacitores para filtragem desintonizada em PFC devem ser selecionados para uma voltagem maior que a tensão da rede, isto se deve a sobre tensão causada pela ligação em série com o reator.