O que é Harmónico
Na indústria da iluminação, o termo "harmónica" refere-se a um componente de um sinal periódico distorcido ou não sinusoidal que tem uma frequência que é um múltiplo inteiro par diferente de zero da frequência fundamental do sinal. As harmónicas podem ocorrer em correntes ou tensões e são normalmente causadas por cargas não lineares no sistema elétrico.
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As harmónicas podem levar a vários problemas na indústria da iluminação. Um problema comum é a cintilação das luzes, que pode ocorrer quando há flutuações rápidas na corrente ou tensão de carga, particularmente em máquinas. Exemplos de máquinas que podem causar luzes intermitentes incluem motores de grandes dimensões durante o arranque, máquinas com cicloconversores, como unidades de laminagem e bobinadoras de minas, e máquinas que utilizam conversores de frequência estáticos, como motores CA e fornos de arco elétrico.
Outro problema causado pelas harmónicas é o sobreaquecimento dos transformadores e o disparo dos disjuntores. Isto ocorre quando as cargas não lineares consomem corrente em impulsos abruptos em vez de o fazerem de uma forma sinusoidal suave. As correntes harmónicas geradas por estas cargas não lineares podem fluir de volta para outras partes do sistema de energia, resultando no sobreaquecimento de transformadores e no disparo de disjuntores.
Para medir a presença de harmónicas, é frequentemente utilizada a Distorção Harmónica Total (THD). A THD é a soma de todos os efeitos harmónicos e é normalmente medida até ao 50º múltiplo da frequência fundamental (60 Hz nos EUA) ou a 3 kHz. Recomenda-se que os efeitos harmónicos da tensão sejam inferiores a 8 por cento relativamente à frequência fundamental e que os valores superiores a 8 por cento sejam objeto de uma investigação mais aprofundada.
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Perguntas mais frequentes
O que causa as harmónicas eléctricas
As harmónicas ocorrem quando existem cargas não lineares que convertem a tensão de linha CA em CC. Estas harmónicas entram no sistema elétrico devido à presença de dispositivos electrónicos de comutação não lineares, como variadores de frequência (VFD), fontes de alimentação de computadores e iluminação energeticamente eficiente.
A iluminação LED causa harmónicas
Com a instalação de iluminação LED, existe a possibilidade de surgirem distorções harmónicas na carga. Esta distorção pode levar à tensão do equipamento e da rede de distribuição eléctrica, resultando em maiores despesas de manutenção e tempo de inatividade. É importante notar que, por vezes, os efeitos da tensão harmónica podem não ser visíveis até haver uma falha completa do equipamento.
Como é que as harmónicas afectam a qualidade da energia
As correntes harmónicas têm um impacto negativo na qualidade da energia, provocando um aumento da corrente r.m.s. nos sistemas eléctricos. Isto, por sua vez, leva a uma deterioração da qualidade da tensão de alimentação. Além disso, as harmónicas colocam a rede eléctrica sob tensão e têm o potencial de danificar o equipamento. Podem também perturbar o funcionamento normal dos dispositivos e resultar em custos de funcionamento mais elevados.
Como verificar as harmónicas num sistema de energia
Medir a distorção harmónica total (THD) utilizando uma pinça amperimétrica que tenha a capacidade de indicar os harmónicos. Certifique-se de que a THD para a tensão não excede 5%, enquanto a THD para a corrente pode ser consideravelmente mais elevada. Para obter mais informações sobre a magnitude e o impacto de cada harmónica, utilize um analisador de qualidade de energia.
Os harmónicos afectam a tensão
As tensões harmónicas, que são produzidas quando as correntes harmónicas fluem contra a impedância da harmónica, podem resultar em sobretensões notáveis. Observou-se que estas sobretensões provocam o mau funcionamento de equipamentos, sendo os condensadores especialmente vulneráveis a estes efeitos.
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