Grupo: GDS

Tema: Qualidade da Energia Elétrica:

Título: Avaliação do Impacto de Cabos de Conexão no Desempenho de Filtros Harmônicos Passivos

Autores: Giordanni da Silva Troncha(1); Ivan Nunes Santos(1); Celso Rosa de Azevedo Junior(1); Hélder de Paula(1); Marco Leandro Bonelli(2); Evandro Marcos Vaciloto(2)

Instituições: UFU(1); GE GRID(2)

Resumo: Percebe-se, na atualidade, um grande aumento de cargas de natureza não linear em todo o sistema elétrico, seja em baixa, média ou alta tensão. Somado a isto, verifica-se um expressivo crescimento no número de plantas de geração de energia conectadas ao SIN (Sistema Interligado Nacional) via conversores eletrônicos de potência, provenientes, principalmente, da crescente inserção de parques eólicos, fazendas solares e geração distribuída fotovoltaica no sistema elétrico brasileiro. Neste cenário, torna-se imperativa a aplicação de medidas mitigatórias, haja vista que, conforme já constatado pelo ONS, muitos barramentos do sistema elétrico brasileiro encontram-se com medições dos níveis de distorções harmônicas próximas (ou acima) dos limites estabelecidos pelas normas nacionais. Como se sabe, a principal forma de mitigação das distorções harmônicas presentes num sistema elétrico ainda é, na atualidade, a instalação de filtros harmônicos passivos sintonizados em uma frequência. Tal escolha ocorre devido à simplicidade da solução, à sua robustez, e, principalmente, por conta de seu baixo custo quando comparada a outras tecnologias. Todavia, muito embora o fato de que a conexão destes filtros ocorra, via de regra, por meio de ligação direta no barramento de média ou baixa tensão, tem-se notado que, em algumas situações, mostra-se necessária a inserção de cabos entre o barramento e o arranjo de filtragem para a efetivação das mesmas, o qual, por vezes, pode apresentar extensões consideráveis. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar o impacto do cabo de conexão no desempenho de filtros passivos. Para tanto, foram realizados ensaios em campo, utilizando-se seis vias de cabos isolados (cabos blindados de 240,00 mm² / 1kV) de aproximadamente 130 metros cada uma, dispostas em diferentes configurações geométricas. Em cada um dos arranjos analisados, a impedância do cabo foi medida em diferentes frequências (60, 120, 180, 300, 420, 660, 780, 900 e 1020 Hz), de forma a caracterizar a resistência e a indutância inseridas em série com a do filtro e a sua influência na dissintonia do filtro e fator de qualidade, dentre outros aspectos. Além disso, esse informe técnico apresenta uma revisão dos aspectos teóricos sobre a formulação da matriz de impedância de um cabo isolado, incluindo os efeitos pelicular e proximidade, explanando também a influência do acoplamento magnético mútuo entre cabos de um mesmo arranjo na estimativa da impedância harmônica dos condutores, além do seu impacto no desempenho dos filtros passivos. Dessa forma, por meio desta proposta, pretende-se acrescer à literatura já existente certas peculiaridades que afetam o dimensionamento prático de filtros harmônicos passivos, seja em baixa, média ou alta tensão. Vale ressaltar que problemas de dimensionamento desses equipamentos são vivenciados diariamente por profissionais do meio, tais como queimas imprevistas e desempenho aquém do esperado.