1 transformador principal y medidor de consumo fluorescentes e balastos electrÓnicos ofimatica...
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1
TRANSFORMADORPRINCIPAL Y
MEDIDORDE
CONSUMO
FLUORESCENTESE BALASTOS
ELECTRÓNICOS
OFIMATICAREGULADORES
DE VELOCIDADE
CONDENSADORES PARA MELHORAR O FACTOR DE
POTÊNCIA
PROTECÇÕES
2
Sinais na indústria moderna
Este tipo de sinais requer instrumentação TrueRMS
3
Tipo de Perturbações (II)
Perturbações na forma de onda
sinusoidal não sinusoidal
Harmónicos (THD da tensão <5%)
5
Efeitos e consequências dos harmónicos
6
O que são os harmónicos?
7
O que são os harmónicos?
+ =
Lei de Fourier: Qualquer sinal que pode decompor-se é a soma de sinais sinusoidais cuja frequência é múltiplo da frequência fundamental.
8
Por que é que existem?
HARMÓNICOS
TensãoSinusoidal
CorrenteSinusoidal
Carga composta sópor elementos
“lineares”
Cargas lineares
Motor de indução:
L
IR IL
R L
IT
9
Máquinas de escritório
Variadores de velocidade
Balastros electrónicos
TensãoSinusoidal
CorrenteNão Sinusoidal
Carga com elementos “lineares” e “não lineares”
Cargas não lineares
Por que é que existem?
HARMÓNICOS
10
Fundamental(50 Hz)
3º harmónico(150 Hz)
Forma de Ondadistorcida
Formas de OndaEléctricas
O que são os harmónicos?
HARMÓNICOS
11
Conceitos relacionados com os harmónicos
• 1. Ordem do harmónico• 2.- Espectro harmónico• 3.- Valor Eficaz • 4.- Factor de cresta• 5.- Distorção harmónica• 6.- Factor de potência• 7.- Cos
12
Sequência Rotação Efeitos (Efeito Skin, Correntes parasitas)
Positiva Directa SobreaquecimentosNegativa Inversa Sobreaquecimentos e menor rendimento
Zero Nenhuma Somam-se no neutro em sistemas trifásicos
HARMÓNICOS
Nome
Freq. (Hz)
Sequência
Fund 2º 3º 4º 5º 6º 7º 8º 9º
50 100 150 200 250 300 350 400 450
+ - 0 + - 0 + - 0
Classificação
Efeitos dos harmónicos
13
• Espectro harmónico é o gráfico de barras que mostra os distintos harmónicos que formam o sinal, indicando a ordem e a percentagem de cada harmónico no sinal.
• As normas já falam de analisar até à 41ª ... Nós determinamos até à 51ª.
Medida tomada con un Fluke 43
Espectro harmónico
14
FORMAS DE ONDA
Tensão Sinusoidal Só componente fundamental
Corrente Distorcida Fundamental + HarmónicosGráficos efectuados com um Fluke 41B
16
Cargas não lineares
Factor de CRESTA
Factor de Cresta (Indica a distorção) IeficazIpico
17
Cargas não linearesFactor de Cresta
C.F. = 1.431 C.F. = 2.394 C.F. = 4.684
19
Efeitos e consequências dos harmónicos
21
Corrente no Neutro > Corrente de Fase Sobreaquecimento dos condutores de Neutro
EFEITOS DOS HARMÓNICOS (I)
25
Sobreaquecimentos em condutores por correntesde alta frequência. Efeito Skin
EFEITOS DOS HARMÓNICOS (II)EFEITOS DOS HARMÓNICOS (II)
26
EFEITO PELICULAR EFEITO PELICULAR efeito Skinefeito Skin
isolante
Núcleo doCondutor
Coroa condutorapara correntes
de alta frequência
32
Sobreaquecimentonos
transformadoresREGULADORES DE VELOCIDAD
LOCALIZAÇÃO DOS HARMÓNICOS NUMA INSTALAÇÃO
Disparo intempestivodas protecções Sobreaquecimento
do neutro
Sobrequecimmentodos condensadores
Sobreaquecimentodos motores
33
Efeitos dos harmónicos. Resumo
• Os efeitos dos harmónicos numa instalação eléctrica são: – Ruídos e vibrações de quadros e elementos electromagnéticos
(transformadores, motores, etc.)– Aquecimento excessivo dos transformadores, alternadores, baterias de
condensadores.– Aquecimento dos condutores de fases e neutro– Mau funcionamento de equipamentos sensíveis– Disparos intempestivos de certas protecções.– Oscilações na iluminação, monitores (vídeo, informática...).– Diminuição do factor de potência.
34
Consequências dos harmónicos. Resumo
• Presença de correntes harmónicas importantes.• Falta de qualidade da energia• Desclassificação de transformadores (um de 1000KVA que dispara a 700KVA)• Envelhecimento prematuro dos elementos da instalação• Consumo desnecessário de mais potência• Perder dados nos computadores• Paragens das máquinas - Perdas de dinheiro• Etc.
35
INSTRUMENTAÇÃO DE VALOR MÉDIOINSTRUMENTAÇÃO DE VALOR MÉDIO
0 450
220
Valor promedio
0 450
220
Valor promedio
0 450
220
Valor promedio
220 Vdc
220 Vac
198
Valor correcto
Valor incorrecto (sempre 0V)
Valor incorrecto(1.11 veces menor)
36
INSTRUMENTAÇÃO DE VALOR MÉDIOINSTRUMENTAÇÃO DE VALOR MÉDIO
220 Vac
x 1,11AC
dc
0 450
220
Valor promedio
37
INSTRUMENTAÇÃO DE VALOR MÉDIOINSTRUMENTAÇÃO DE VALOR MÉDIO
220 Vac
x 1,11AC
dc
0 450
220
Valor promedio
175
Formas de onda não sinusoidais podem provocar erros até 50%!
38
INSTRUMENTAÇÃO DE VERDADEIRO VALOR EFICAZ
(TRMS)
Confia nas medidas do seu multímetro?
39
Definições do valor eficaz
• Valor eficaz: Medida da energia do sinal
• Valor eficaz: Medida do aquecimento que se produz numa resistência quando nela passa uma corrente.
• Exemplo: 220V AC (rms) equivale a 220 V DC
Valor eficaz = valor de AC = valor de alterna
Corrente sinusoidal
Carga de elementos lineares
Tensão sinusoidal
40
INSTRUMENTAÇÃO DE VERDADEIRO VALOR EFICAZINSTRUMENTAÇÃO DE VERDADEIRO VALOR EFICAZ
220 Vac
Mede o valor da tensão AC a partir de uma tensão DC que provocao mesmo aquecimento sobre uma resistência R
+-
+V
-V
Detector de verdadeiro AC
0 450
220
Valor promedioVac Vdc
R R
42
Qual a diferença entre utilizar instrumentação de verdadeiro valor eficaz ou não?
• Valor do sinal com instrumentação convencional:– 1. Calcula o valor médio do sinal rectificado– 2. Multiplica o valor médio por 1,11– 3. Apresenta o resultado no display do medidor
• Com instrumentação trueRMS calculamos a energia.
43
Sinal 1
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 2
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 7
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 8
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 22 A22 A
Erro 0% Veff/Vmédio
1,11
44
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 21,96 A21,47 A
Erro 2 %
Señal 1
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Sinal 2
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 3
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 7
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 8
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 9
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,001,14 Veff/Vmédio
45
Señal 2
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Sinal 3
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 4
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 8
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 9
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Señal 10
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 21,32 A19,48 A
Erro 9 % Fe/m
1,21Veff/Vmédio
46
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 20,32 A17,46 A
Erro 14 %
Señal 3
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Sinal 4
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 5
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 9
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Señal 10
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Señal 11
-150,00
-100,00
-50,00
0,00
50,00
100,00
150,00
Fe/m
1,29 Veff/Vmédio
47
Señal 4
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Sinal 5
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 6
-400,00
-200,00
0,00
200,00
400,00
Señal 10
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Señal 11
-150,00
-100,00
-50,00
0,00
50,00
100,00
150,00
Señal 12
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 18,80 A15,04 A
Erro 20 % Fe/m
1,39 Veff/Vmédio
48
Señal 5
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Sinal 6
-400,00
-200,00
0,00
200,00
400,00
Señal 11
-150,00
-100,00
-50,00
0,00
50,00
100,00
150,00
Señal 12
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 16,76 A12,39 A
Erro 26 % Fe/m
1,50 Veff/Vmédio
49
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 14,27 A 9,61 A
Erro 33 %
Señal 1
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 2
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Sinal 7
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 8
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00Fe/m
1,65 Veff/Vmédio
50
Señal 1
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 2
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 3
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 7
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Sinal 8
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 9
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 11,45 A 6,94 A
Erro 39 % Fe/m
1,83 Veff/Vmédio
51
Señal 2
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 3
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 4
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 8
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Sinal 9
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Señal 10
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 8,47 A 4,52 A
Erro 47 % Fe/m
2,08Veff/Vmédio
52
Señal 3
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 4
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 5
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 9
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Sinal 10
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Señal 11
-150,00
-100,00
-50,00
0,00
50,00
100,00
150,00
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 5,53 A 2,51 A
Erro 55 % Fe/m
2,45 Veff/Vmédio
53
Señal 4
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 5
-400,00-300,00-200,00-100,00
0,00100,00200,00300,00400,00
Señal 6
-400,00
-200,00
0,00
200,00
400,00
Señal 10
-300,00
-200,00
-100,00
0,00
100,00
200,00
300,00
Sinal 11
-150,00
-100,00
-50,00
0,00
50,00
100,00
150,00
Señal 12
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
Comparação: Multímetro TrueRMS e Multímetro convencional
Convencional
TrueRMS 2,87 A 1,03 A
Erro 64 % Fe/m
3,10 Veff/Vmédio
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