REATORES ELÉTRICOS, TIPOS DE REATORES, UTILIZAÇÃO, Slides de Máquinas Elétricas

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REATOR ELÉTRICO

Integrantes: Jailson Marques, Alyson Alves, Renato Costa,

Valdeir Dell

ENGENHARIA ELÉTRICA – 8° PERÍODO

PROFº MAX DANNYELL

O que é um Reator

É um equipamento auxiliar utilizado em conjunto com as lâmpadas de descarga (lâmpadas fluorescentes) que tem como principal objetivo limitar a corrente nas lâmpadas e com isso garantir as características elétricas adequadas. Este equipamento é composto por capacitores, indutores para alta frequência, resistores, circuitos integrados e outros componentes eletrônico, são feitos para operar em alta frequência (de 20 a 50kHz). Trabalhando nessas faixas de frequência o reator poderá proporcionar maior fluxo luminoso com menor consumo de potência. Ou seja, a utilização de reatores eletrônicos se traduz em economia e praticidade, garantindo ambientes de trabalho agradáveis e produtivos, bem como ambientes de lazer confortáveis e descontraídos. Se os reatores eletrônicos forem aplicados corretamente irão garantir melhor eficiência em projetos elétricos e luminotécnicos, contribuindo diretamente para o aumento da vida útil das lâmpadas e manutenção do fluxo luminoso.

Distorção Harmônica Total (THD – TOTAL HARMONIC DISTORTION)

• Trata se de correntes alternadas com

freqüências diferentes da fundamental

60Hz, correntes essas que causam

poluição ou interferências na rede

elétrica, elas são geradas por

equipamentos eletrônicos de alta

freqüência. Lembramos que essa poluição

ou interferência é gerada por harmônicas

de corrente e vários equipamentos

contribuem para

isso, como por exemplo: inversores de

freqüência, maquinas de solda, reatores

eletrônicos de baixa especificação, entre

Distorção Harmônica Total (THD – TOTAL HARMONIC DISTORTION) Na figura 01 podemos ver a forma de onda preta em 60Hz que representa a forma de onda de uma corrente de energia limpa, e outra em vermelho que representa a harmônica, sendo uma harmônica de 5° ordem, ou seja, a sua frequência é de 5 vezes a frequência de 60Hz , somando as duas temos a segunda figura, podemos ver claramente que a forma de onda fundamental deixa de ser perfeitamente senoidal com a presença de harmônicas. Na figura 02 temos a mesma situação, a linha preta é a fundamental 60Hz, e as outras linhas são harmônicas de outras ordens, são formas de onda múltiplas de 60Hz (120Hz, 180Hz, 240Hz, etc) Nota: Com o surgimento de harmônicas na rede, temos a necessidade de aumentarmos cada vez mais a dimensão dos condutores e dispositivos de proteção. (Isso é levando em conta os componentes harmônicos dos diversos circuitos de uma instalação elétrica). Os principais efeitos causados pela presença de harmônicas na instalação são: Aquecimento excessivo em equipamentos elétricos, disparo de dispositivos de proteção (disjuntores residuais), ressonância (causando a queima de banco de capacitores), redução no rendimento de motores elétricos, queda de tensão e redução do fator de potência da instalação, tensão

BANCO AUTOMÁTICO COM REATORES DESINTONIZADOS A tarefa de corrigir o fator de potência em uma rede elétrica com harmônicas é mais complexa, pois as harmônicas podem interagir com os capacitores causando fenômenos de ressonância. Quando se tem harmônicas presentes na rede elétrica acima dos valores pré-estabelecidos, corre-se o risco que ocorra ressonância entre o transformador e o capacitor ou ressonância paralela entre os mesmos e as cargas (motores, etc.). Por isso deve-se instalar Banco de Capacitores com reatores (filtros) desintonizados. O mesmo reduz a distorção harmônica e diminui o efeito perturbador na operação das cargas elétricas, evitando esta ressonância. São produzidas na operação de cargas com características NÃO LINEARES de tensão/ corrente (cargas que quando submetidas à tensão senoidais absorvem correntes não senoidais- DEFORMADAS. As harmônicas têm sua principal origem na instalação de cargas não lineares, cuja forma de onda da corrente não acompanha a forma de onda senoidal da tensão de alimentação. Nos transformadores de força, é conseqüência da relação não linear entre o fluxo de magnetização e a corrente de excitação

Harmônicas

Harmônicas são distorções de

corrente e tensão com frequência

elevada, múltiplas de 50 e 60 Hz.

Banco de reatores

Banco de reatores

Indicados para

compensação de linhas

de transmissões com

longas distâncias,

muito utilizado

atualmente em usinas

sucroalcooleiras.

Disponíveis em

diversas tensões e

potências

Alguns Tipos de

Reatores

Soluções de baixo custo, existe uma ampla gama de soluções econômicas: Reatores limitadores de corrente: limitam as correntes de falta a níveis compatíveis com os equipamentos de proteção/controle existentes, proporcionando uma solução extremamente econômica. Reatores de aterramento de neutro: são conectados entre o neutro de um sistema elétrico de potência e a terra, limitando a corrente entre fase e terra, no caso de um problema de aterramento do sistema elétrico de potência. Reatores de alisamento: reduzem as correntes harmônicas e sobrecorrentes transitórias (ripple) em sistemas DC Reatores de filtro de harmônicas: são utilizados juntamente com capacitores e resistores para reduzir o nível de distorção harmônica da rede elétrica, que causa maiores perdas, altas correntes de neutro e interferências em computadores e equipamentos de telecomunicações. Reatores derivância (shunt): compensam as correntes capacitivas de linhas de transmissão ou cabos, permitindo maior fluxo de energia ativa no sistema. Reatores de amortecimento: limitam as correntes de energização (inrush) e descarga (outrush) dos bancos de capacitores.

Por que utilizar reatores de derivação (shunt)?

Nas longas distâncias próprias aos

sistemas de transmissão de energia

elétrica, os efeitos

reativos/capacitivos são inerentes à

operação, e causam perdas

consideráveis desde a fonte geradora

até a fonte consumidora.

Para minimizar tais efeitos, e

controlar as tensões ao longo de toda

a linha de transmissão, utilizam-se

reatores em paralelo com o sistema.

Reatores Shunt

Em condições normais de operação, as cargas são indutivas; no entanto, as linhas de transmissão e os cabos possuem capacitância inerente, gerando uma carga capacitiva em condições de carga baixa. Esta carga capacitiva implica um aumento de tensão no fim da linha e geração de sensores capacitivos VAr, fenômeno denominado Efeito Ferranti. Com o uso de reatores Shunt, os sensores capacitivos VAr são compensados e o aumento de tensão no fim da linha também fica limitado, além do cumprimento do código de rede quando eles especificarem uma característica indutiva da usina de baixa geração.

Este reator é conectado entre barras ou em série com a linha de transmissão ou com o alimentador para limitar a corrente de curto-circuito aos níveis compatíveis com os equipamentos de proteção do circuito. Trata-se de uma solução muito econômica, uma vez que elimina a necessidade de aumentar a capacidade de todos os equipamentos de manobra e proteção quando a potência de curto-circuito do sistema é aumentada. Este reator é projetado para oferecer uma impedância especificada e suportar a corrente nominal e a de curto-circuito durante um período de tempo especificado. 1.1. Limitação da corrente

1.2. Aterramento de

neutro

Este reator é usado para aterrar o neutro de sistemas

trifásicos, a fim de limitar a corrente na eventual ocorrência

de uma falta entre fase e terra. Se o circuito estiver

perfeitamente balanceado, o fluxo de corrente pelo reator

será nulo e não haverá perdas. Quando conectado ao neutro

de reatores, contribui para a aceleração da extinção da

corrente de arco secundário, favorecendo o religamento

monopolar.

1.4. Filtragem

harmônica

As distorções harmônicas são introduzidas no sistema como

resultado da operação de dispositivos de eletrônica de potência,

grandes máquinas indutivas, etc. Estas correntes harmônicas

criam vários problemas de rede, como:

Maiores perdas

Mau funcionamento dos sistemas de controle

Altas correntes de neutro

Interferência em computadores

Interferência em equipamentos de telecomunicações

1.5. Derivação (shunt)

Estes reatores são utilizados para compensar as correntes

capacitivas de longas linhas ou cabos de transmissão. Assim, é

possível aumentar o fluxo de potência ativa nos ramos do sistema.

Em uma situação de baixa carga também são utilizados para

controlar o aumento da tensão devido à capacitância da linha de

transmissão, o que contribui para a redução das perdas por efeito

corona. Em muitas instalações, os reatores são conectados ao

terciário do transformador de alta tensão.