Harmônicas são componentes sinusoidais de uma tensão ou corrente alternada com frequência igual ou múltipla inteira da frequência do sistema, no caso brasileiro, 60 Hz, sendo que a ordem da harmônica é contabilizada pelo número de vezes que a frequência da mesma é múltipla da fundamental.
Na rede elétrica, as correntes harmônicas se somam com a corrente fundamental causando distorções na forma de onda original da rede. São causadas por equipamento que têm carga não-linear (transistores, tiristores, diodos, etc). Exemplos: computadores, vídeo-games, eletrônicos, no-breaks, etc. Esta é algumas entre outras razões pelas quais a medição de harmônicas em instalações elétricas é tão importante.
O aparecimento das harmônicas é avaliado pela THD (Total Harmonic Distortion), que surgiu devido a necessidade de quantificar as harmônicas presentes no sistema.
Existem três aspectos que são considerados gerais se tratando de harmônicas, são eles:
- É um fenômeno de longa duração;
- Quanto maior a ordem da harmônica, menor sua intensidade;
- As harmônicas de ordem ímpar são mais frequentes, de maior intensidade, gerando mais problemas.
Além do aspecto negativo que as componentes harmônicas causam na qualidade da energia elétrica, elas também podem reduzir a vida útil de transformadores e equipamentos elétricos, colaboram para o aumento da temperatura em máquinas rotativas e aumento no aquecimento de condutores, causam interferência eletromagnética em equipamentos de comunicação, entre outros malefícios.
Elas existem em transformadores, motores e capacitores de fp.
Cargas monofásicas não lineares como computadores, reator eletrônico, TVs, VCRs tem mudado o caminhos do fluxo de corrente da fonte para a carga.
Cargas trifásicas não lineares como máq. de solda, aquecedores elétricos, Conversores CC, aquecedores de indução podem demandar altos picos de corrente da fonte .
Resumo dos problemas com harmônicos
- Corrente “rms” maior gerando mais perda por efeito joule (Aquecimento);
- Maior queda de tensão na instalação;
- Distorção da onda de tensão que é entregue a outras cargas;
- Piora do fator de potência real;
- Aumento da corrente no neutro – desbalanço de tensão entre neutro e terra;
- Disparo indevido de dispositivos de proteção por dimensionamento sem considerar as correntes harmonicas.
Como prevenir?
Primeiro passo é fazer uma analise de energia na instalação para verificar a qualidade da energia elétrica.
Uma das formas de reduzir a circulação destas correntes harmônicas é filtrá-las, evitando, assim, que as tensões dos barramentos sejam distorcidas pela alimentação das cargas não lineares.
O objetivo fundamental de um filtro harmônico consiste em reduzir a amplitude de uma ou mais correntes ou tensões harmônicas, em uma determinada parte do sistema. Todavia, já que as instalações que apresentam problemas de perturbações harmônicas normalmente também necessitam de compensação reativa, os filtros, conectados em paralelo com o sistema e próximos às fontes harmônicas, poderão também servir à tarefa adicional de prover potência reativa a frequência fundamental.
Naturalmente, outras possibilidades de redução das distorções de tensão são:
Distribuição de cargas em outras fontes: nesta situação, cargas não lineares são relocadas na instalação, de modo a reduzir os valores de distorção de tensão nos barramentos em que elas são conectadas;
Aumento da potência das fontes: o aumento da potência das fontes reduz a impedância de curto-circuito à montante da carga, reduzindo as distorções de tensão nos barramentos;
Uso adequado de transformadores defasadores;
Especificação de cargas com controle de emissão ou escolha de cargas com melhores características.
Caso sua empresa esteja com o custo alto de energia e queima prematura de equipamentos, pode ser problemas de harmonicas. Verifique sua instalação elétrica com profissionais habilitados.