Filtro de Harmônicas

Harmônicas: Entendendo e Lidando com Componentes Indesejados

As harmônicas são componentes sinusoidais de uma tensão ou corrente alternada cuja frequência é um múltiplo inteiro da frequência do sistema elétrico, que no caso do Brasil é de 60 Hz. A ordem da harmônica é determinada pelo número de vezes que sua frequência é múltipla da frequência fundamental. O surgimento das harmônicas está frequentemente associado a equipamentos com carga não-linear, como transistores, tiristores e diodos, presentes em dispositivos eletrônicos como computadores, videogames, no-breaks e muito mais.

Nas redes elétricas, as correntes harmônicas se somam à corrente fundamental, causando distorções na forma de onda original da rede. Essas distorções podem ter impactos significativos na qualidade da energia elétrica. É por isso que a medição de harmônicas em instalações elétricas é de extrema importância, não só para garantir um funcionamento adequado dos equipamentos, mas também para prevenir problemas mais graves.

A avaliação das harmônicas é feita através do índice THD (Total Harmonic Distortion), que quantifica as harmônicas presentes no sistema elétrico. Três aspectos gerais são considerados quando se trata de harmônicas:

1. Fenômeno de Longa Duração: Harmônicas são um fenômeno de longo prazo, capazes de afetar as instalações elétricas ao longo do tempo.

2. Intensidade x Ordem: Em geral, quanto maior a ordem da harmônica, menor sua intensidade. Isso significa que as harmônicas de ordem mais alta têm um impacto menor, enquanto as de ordem mais baixa podem causar mais problemas.

3. Impacto das Harmônicas Ímpares: Harmônicas de ordem ímpar tendem a ser mais frequentes e intensas, contribuindo para uma série de problemas elétricos.

Além dos impactos negativos na qualidade da energia elétrica, as harmônicas também podem reduzir a vida útil de transformadores e equipamentos elétricos, aumentar a temperatura em máquinas rotativas, causar aquecimento excessivo de condutores e interferir em equipamentos de comunicação, resultando em prejuízos financeiros e operacionais.

Uma forma de mitigar os efeitos prejudiciais das correntes harmônicas é por meio de filtragem. A aplicação de filtros ajuda a evitar distorções nas tensões dos barramentos causadas pelas cargas não-lineares. O objetivo principal de um filtro harmônico é reduzir a amplitude das correntes ou tensões harmônicas, contribuindo para uma operação mais estável e eficiente do sistema elétrico.

Além dos filtros, outras abordagens também podem ser adotadas para lidar com as harmônicas:

1. Distribuição de Cargas: Reposicionar cargas não-lineares na instalação pode diminuir a distorção de tensão nos barramentos.

2. Aumento de Potência: Aumentar a potência das fontes de energia pode reduzir as distorções de tensão.

3. Transformadores Defasadores: O uso de transformadores defasadores ajuda a mitigar os efeitos das harmônicas.

4. Escolha Inteligente de Cargas: Especificar equipamentos com controle de emissão harmônica ou escolher cargas com características mais adequadas pode reduzir os problemas causados pelas harmônicas.

Em resumo, o conhecimento sobre as harmônicas e suas implicações é essencial para manter um sistema elétrico confiável e eficiente. A adoção de medidas adequadas para mitigar os efeitos das harmônicas contribui para a preservação dos equipamentos, a redução de custos e a garantia de um fornecimento de energia mais estável e seguro.