Proposição de novas metodologias para avaliação das medições de energia elétrica frente a condições não senoidais e de desequilíbrio.

Abstract

A comunidade científica tem buscado uma definição de potência aparente que seja aceita globalmente. Essa definição deve contemplar os efeitos da distorção das formas de ondas das correntes e das tensões bem como seus desequilíbrios. Nas últimas décadas, dois enfoques têm prevalecido: o enfoque americano, com base na norma IEEE Std 1459-2000 e o enfoque europeu, baseado nas teorias do professor Manfred Depenbrock. Essa tese de doutorado teve como um dos seus objetivos, o estudo minucioso destas duas teorias, buscando apresentá-las de forma organizada e didática. Procurou também preencher uma lacuna deixada pelas duas teorias, pois ambas têm sido trabalhadas no domínio da frequência, o que exige a obtenção das componentes harmônicas das tensões e das correntes. Desta forma, esta tese apresenta o desenvolvimento do equacionamento dessas duas teorias, porém no domínio do tempo. Para isso, são utilizadas as amostras das tensões e das correntes, que devem ser obtidas através de adequadas frequências de amostragem e resolução. Todo equacionamento está dividido em três diferentes tratamentos, a saber: (i) o tratamento Matricial, (ii) o tratamento por valores rms coletivos e, (iii) o tratamento por coordenadas polares. A teoria das coordenadas polares apresentada nesta tese mostrou-se simples e de fácil implementação computacional. No decorrer do trabalho, surgiu a idéia de apresentar uma nova proposição de formulação para a potência aparente, como alternativa às outras teorias já citadas, mas que fosse mais simples e de mais fácil aceitação. Deste modo surgiu a proposta da potência aparente do sistema com neutro, que apresenta algumas vantagens frente às demais. O desenvolvimento das expressões para os três enfoques para a potência aparente resultou em programas computacionais de fácil manipulação, que podem ser utilizados como protocolos para medidores de energia elétrica. As formulações desenvolvidas foram experimentadas através de exemplos de cálculo, através de simulações computacionais e através de medições em campo. Pôde-se concluir que as três teorias convergem para valores muito próximos, sendo que para os casos de sistemas trifásicos a três condutores, os valores são exatamente os mesmos.