Dimensionamento básico de Filtros Eletromagnéticos de sequência positiva e negativa.

Abstract

Esta dissertação apresenta considerações de projeto do filtro eletromagnético de sequência positiva e negativa. Este dispositivo é fundamentado no reator a núcleo saturado, e se trata de uma alternativa de redução de níveis harmônicos de correntes de sequência positiva e negativa em uma planta elétrica que apresenta, como carga, um retificador trifásico de seis pulsos não controlado, o qual possui conteúdo harmônico e ângulo de fase conhecidos. Este equipamento tem seu núcleo trifásico como o de um transformador, sem, no entanto, possuir o enrolamento no secundário. Outra diferença em relação aos transformadores está na definição de seu ponto de operação, sendo projetado para atuar na região saturada da curva BxH do material magnético do núcleo, pois deste modo obtêm-se níveis de harmônicos de quinta e sétima ordens compatíveis aos do retificador. Estas harmônicas, provenientes do filtro, têm seus ângulos de fase compatibilizados com auxílio de um elemento defasador resistivo, de forma a se obter a oposição de fase requerida. Essa estratégia resulta na eliminação parcial ou total das harmônicas de maior significância geradas pela carga, ou seja, ordens 5 e 7. Posteriormente, é apresentada a tática para se obter o projeto do filtro. A estratégia se baseia na obtenção das correntes medidas na carga não linear, relação entre essas correntes e as do filtro e por fim, os cálculos dos seus parâmetros. Esse estudo contempla o desenvolvimento de um equacionamento que resulta em um roteiro de projeto do dispositivo em questão. A validação do projeto é feita através de simulação na plataforma ATP – Alternative Transients Program. Paralelo a isso, utilizou-se de um protótipo do filtro e montou-se em laboratório um arranjo similar ao sistema simulado, e em ambos os casos, o filtro se mostrou eficaz na diminuição de correntes harmônicas de quinta e sétima ordem. Por fim, fez-se um estudo complementar entre os índices de qualidade da energia e eficiência energética.