Análise de distorções harmônicas na estação de recalque de água tratada do bairro Centro de Itajaí

Abstract

Neste trabalho é apresentado um estudo de caso realizado na Estação de Recalque de Água Tratada Central (ERAT Centro) da autarquia responsável pela captação, tratamento e distribuição de água na cidade de Itajaí, em Santa Catarina, com a intenção de medir e quantificar a distorção harmônica presente nas instalações elétricas desta unidade. Este trabalho apresenta inicialmente os conceitos sobre harmônicas, suas origens e os problemas associados às distorções harmônicas nas ondas de tensão e de corrente, bem como formas de mitigar estes sinais indesejados. O método de medição e de análise utilizado é baseado no manual de Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST), documento regulamentado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). No local de estudo, realizou-se a instalação de um analisador de energia, modelo RE7000, produzido pela Embrasul Indústria Eletrônica. Desta forma, foi possível realizar as medições, conforme estabelecido no PRODIST, em um intervalo válido, sendo feito o estudo das distorções harmônicas nas amostras coletadas pelo instrumento de medição. O índice máximo de distorção harmônica total nas tensões das fases A, B e C apresentaram valores de 7,36%, de 7,14% e de 7,42%, respectivamente, demonstrando conformidade com o limite regulamentado. A legislação da ANEEL não regulamenta os índices de distorção harmônica de corrente; desta forma, utilizou-se como parâmetro dados fornecidos pelo fabricante do inversor de frequência presente na instalação elétrica em questão, apresentando resultados dentro do valor esperado, com exceção da harmônica de quinta ordem. Sendo assim, aconselhou-se ser instalado um filtro passivo na entrada de cada inversor de frequência, como indicado pelo próprio fabricante.This work presents a case study carried out at the Central Treated Water Repression Station of the municipality responsible for the collection, treatment and distribution of water in the city of Itajaí, in Santa Catarina, with the intention of measuring and quantifying the harmonic distortion present in the electrical installations of this unit. This work initially presents the concepts of harmonics, their origins and the problems associated with harmonic distortions in voltage and current waves, as well as ways to mitigate these unwanted signals. The measurement and analysis method used is based on the Electricity Distribution Procedures in the National Electric System (PRODIST) manual, a document regulated by the National Electric Energy Agency (ANEEL). At the study location, an energy analyzer, model RE7000, produced by Embrasul Indústria Eletrônica was installed. In this way, it was possible to carry out the measurements, as established in PRODIST, in a valid interval, being made the study of the harmonic distortions in the samples collected by the measuring instrument. The maximum index of total harmonic distortion in the voltages of phases A, B and C showed values of 7.36%, 7.14% and 7.42%, respectively, demonstrating compliance with the regulated limit. ANEEL legislation doesn’t regulate current harmonic distortion rates; therefore, the data provided by the manufacturer of the frequency inverter present in the electrical installation in question was used as a parameter, presenting results within the expected value, with the exception of the fifth order harmonic. Therefore, it was advisable to install a passive filter at the entrance of each frequency inverter, as indicated by the manufacturer.