Harmônicas – Conceito

No artigo anterior, falamos de um dos distúrbios da energia elétrica mais comum, a Variação de Tensão. Neste artigo vamos conceituar outro distúrbio muito comum, o efeito das correntes e tensões harmônicas.

Para iniciar o conceito devemos classificá-lo como sendo um distúrbio que altera a forma de onda e que foi matematicamente descrito por Fourier*, um físico e matemático francês, que estudou a decomposição de funções periódicas em séries periódicas convergentes, criando a série de Fourier.

Por definição, podemos dizer que as correntes e tensões harmônicas são a deformação de uma senóide de uma determinada frequência, chamada de fundamental, pela composição com outras senóides com frequências múltiplas da frequência fundamental e amplitudes diferentes, divididas em ordem que são estabelecidas pela razão entre a frequência fundamental e a frequência da senóide harmônica em valores inteiros, ou seja, se a frequência fundamental for 60Hz, a segunda ordem será 120Hz, a terceira ordem será 180Hz e assim por diante.

Pois bem, se recorrermos ao Procedimento de Distribuição – PRODIST – um documento publicado pela ANEEL, em seu módulo 8 que trata de qualidade de energia, teremos a seguinte definição:

4.1 As distorções harmônicas são fenômenos associados com deformações nas formas de onda das tensões e correntes em relação à onda senoidal da frequência fundamental.

Há outras definições de harmônicas, mas quase todos se assemelham às definições acima.

As harmônicas também são classificadas ou divididas em “harmônicas pares” e “harmônicas impares”, classificação esta em função das suas ordens, que têm relação com a sua frequência, como vimos anteriormente. Esta divisão traz um aprendizado que pode ser usado em detecção de problemas e uma tendência a ser seguida na mitigação. Sabe-se que as harmônicas ímpares são causadas por “cargas não lineares” e, portanto, estão presentes em praticamente todos os circuitos elétricos. Outra dica é que as harmônicas pares são, normalmente, causadas por componentes contínuos, ou seja, na detecção de harmônicas pares, podemos começar a investigar os geradores de componentes contínua.

Há também as harmônicas de corrente e de tensão. De forma bem resumida, as harmônicas de corrente são geradas no consumo de corrente por equipamentos com componentes eletrônicos não lineares, que são semicondutores. Esta corrente consumida retorna de forma distorcida. Circulando por um circuito com impedância, há a distorção da tensão que alimenta as cargas e, então, uma bola de neve começa a acontecer. Mais ou menos como o efeito ‘Tostines’, que a tensão distorcida gera corrente distorcida que distorce a tensão.

Muito bem, as Harmônicas representam um dos distúrbios com mais informações a serem trabalhadas e, portanto, teremos muitos artigos pela frente. Então, até o próximo artigo, quando vamos dar exemplos de distorção harmônicas. Até lá!


Eng. Edson Martinho – Diretor da ABRACOPEL 

 

(*) Jean-Baptiste Joseph Fourier (1768 — 1830) foi um matemático e físico francês, celebrado por iniciar a investigação sobre a decomposição de funções periódicas em séries trigonométricas convergentes chamadas séries de Fourier e a sua aplicação aos problemas da condução do calor. A transformada de Fourier foi designada em sua homenagem. Fourier também é geralmente creditado pela descoberta do efeito estufa. Fonte: Wikipédia.


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