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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-1170-6300
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Teoria da potência conservativa aplicada ao compartilhamento de responsabilidades sobre as distorções harmônicas de tensão
Alternate title (s): Conservative power theory applied to sharing responsibility for harmonic voltage distortions
Author: Menezes, Luciano Jorge
First Advisor: Santos, Ivan Nunes
First member of the Committee: Bonaldo, Jakson Paulo
Second member of the Committee: Gomes, Luciano Coutinho
Summary: Nas últimas décadas tem-se verificado um aumento contínuo das distorções harmônicas de tensão no sistema elétrico, seja nos níveis de geração, transmissão ou distribuição da energia elétrica. Esse fato ocorre, principalmente pela inserção de cargas não lineares em diversos pontos do sistema elétrico. Como destaques positivos da aplicação de equipamentos elétricos que geram correntes distorcidas, podem ser elencados o avanço tecnológico e o aumento da produtividade. Contudo, essas mesmas cargas, na maioria dos casos, são sensíveis às próprias perturbações por elas geradas. Neste contexto, quando os limites de distorções harmônicas estão acima do máximo permitido por normativas, surge a preocupação de responsabilizar quem contribui para a deterioração da qualidade de energia elétrica, indicando aqueles que deverão arcar financeiramente com possíveis ações mitigatórias, que, em geral, podem ser a implantação de filtros passivos sintonizados, filtros ativos ou filtros híbridos. No entanto, tais correções são onerosas em termos financeiro. Como consequência disso, surge a temática do compartilhamento de responsabilidades sobre as distorções harmônicas, a qual busca determinar a origem do distúrbio, uma vez que a distorção harmônica é resultado da interação entre diversas fontes de perturbação. Para a determinação dos percentuais de responsabilidades, várias metodologias foram desenvolvidas, contudo ainda se carece de procedimentos capazes de aliar precisão matemática e aplicação prática. Alguns métodos possuem forte consistência matemática, porém são de difícil implementação em campo (Superposição das Tensões), enquanto outras metodologias apresentam facilidades de aplicação em campo e consistência matemática, porém são consideradas invasivas (Impedância Dominante, Chaveamento de Capacitores e Injeção de Correntes Harmônicas), podendo causar perturbações à rede elétrica. Buscando aliar as ideias de ser um método não invasivo e preciso no cálculo dos percentuais de responsabilidades, surge a proposta da Teoria da Potência Conservativa (CPT) aplicada ao compartilhamento de responsabilidades sobre as distorções harmônicas de tensão. Visto que a CPT ainda necessita de investigações para a referida aplicação, a presente dissertação torna-se relevante. Por isso, neste trabalho, são avaliados oito distintos estudo de casos, utilizando o software MATLAB/Simulink e comparando a CPT com as principais metodologias de compartilhamento de responsabilidade.
Abstract: In the last decades a continuous increase in harmonic voltage distortions in the electrical system has been verified, whether in the generation, transmission or distribution levels. This fact occurs mainly due to the insertion of non-linear loads in several points of the electrical system. As positive highlights of the application of electrical equipment that generate distorted currents, the technological advance and the increase in productivity can be mentioned. However, these same loads, in most cases, are sensitive to the disturbances they generate. In this context, when the harmonic distortion limits are above the maximum allowed by the normative, there is the concern to hold responsible those who contribute to the deterioration of the power quality, indicating those who should financially pay for possible mitigating actions, which, in general, can be the implementation of tuned passive filters, active filters or hybrid filters. However, such corrections are costly in financial terms. As a consequence of this, the issue of sharing responsibility for harmonic distortions arises, which seeks to determine the origin of the disturbance, since harmonic distortion is the result of the interaction between several sources of disturbance. For the determination of the responsibility percentages, several methodologies have been developed, however, procedures capable of combining mathematical precision and practical application are still lacking. Some methods have strong mathematical consistency, but are difficult to implement in the field (Voltage Superposition), while other methodologies present easy field application and mathematical consistency, but are considered invasive (Dominant Impedance, Capacitor Switching and Harmonic Current Injection), and can cause disturbances in the electrical grid. Seeking to combine the ideas of being a non-invasive and precise method to calculate the percentages of responsibilities, the Conservative Power Theory (CPT) proposal, applied to the sharing of responsibilities over the harmonic voltage distortions, arises. Since CPT still needs further investigation for such application, this dissertation becomes relevant. Therefore, in this work, eight distinct case studies are evaluated, using the MATLAB/Simulink software and comparing CPT with the main responsibility sharing methodologies.
Keywords: Teoria da Potência Conservativa
Compartilhamento de Responsabilidades
Distorções Harmônicas
Cargas Não Lineares
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::TRANSMISSAO DA ENERGIA ELETRICA, DISTRIBUICAO DA ENERGIA ELETRICA
Subject: Engenharia Elétrica
Sistemas de energia elétrica
Energia elétrica - Transmissão
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: MENEZES, Luciano Jorge. Teoria da potência conservativa aplicada ao compartilhamento de responsabilidades sobre as distorções harmônicas de tensão. 2022. 103f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.389
Document identifier: https://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.389
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35313
Date of defense: 22-Jul-2022
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Elétrica

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