Navegando por Assunto "Harmonics"

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Acesso aberto (Open Access)
Análise do comportamento de motores premium (IR3) e super premium (IR4) submetidos a tensões desequilibradas
(Universidade Federal do Pará, 2025-06-18) FERREIRA, Isaias; TABORA, Jonathan Muñoz; http://lattes.cnpq.br/8521717077335761; ******; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; ******; NUNES, Marcus Vinnícius Alves; SOARES, Thiago Mota; CARVALHO, Carminda Célia Moura de Moura; http://lattes.cnpq.br/9533143193581447; http://lattes.cnpq.br/0156338796116154; http://lattes.cnpq.br/1778332169942633; https://orcid.org/0000-0001-5079-4126; ******; https://orcid.org/0000-0001-8554-2076
Esta dissertação de mestrado investiga a importância dos motores de indução trifásicos no contexto das políticas de eficiência energética, enfatizando sua contribuição substancial para a redução do consumo de energia no setor industrial. O estudo examina a evolução das regulamentações brasileiras, destacando medidas como a exigência da classe IR3 como padrão mínimo de fabricação no país, uma iniciativa que busca elevar a eficiência desses motores e, consequentemente, reduzir os custos operacionais. Por meio de uma revisão de literatura abrangente, foi possível mapear a produção científica relacionada a motores elétricos e identificar tendências emergentes na área. A análise bibliométrica realizada evidencia que países como Índia, Estados Unidos e Brasil lideram as publicações nesse campo, fornecendo uma perspectiva global sobre os avanços tecnológicos e as práticas voltadas à eficiência energética. Além disso, o trabalho aborda o desafio representado pelo desequilíbrio de tensão, um fenômeno que prejudica o desempenho dos motores. Os resultados obtidos a partir de testes empíricos realizados com motores premium (IR3) e super premium (IR4) sob condições de desequilíbrio de tensão são particularmente reveladores. Eles mostram que os motores de ímã permanente super premium tendem a apresentar maior consumo energético em situações de desequilíbrio, especialmente quando operam com cargas abaixo de sua capacidade nominal. Esses achados ressaltam a importância de considerar variáveis relacionadas ao desequilíbrio na seleção de motores para aplicações industriais, oferecendo subsídios valiosos para a escolha de tecnologias mais eficientes. Conclui-se que a adoção de motores mais eficientes é fundamental para promover a sustentabilidade energética em escala global. Nesse sentido, as regulamentações devem continuar evoluindo para incentivar a substituição de motores antigos por tecnologias mais avançadas, mitigando os impactos de distúrbios, como o desequilíbrio de tensão. Com uma abordagem detalhada e sólida, esta dissertação oferece contribuições relevantes para o campo da eficiência energética, estimulando pesquisadores e profissionais da área a adotarem práticas mais inovadoras e sustentáveis.
Acesso aberto (Open Access)
Análise dos impactos harmônicos na qualidade da energia elétrica utilizando kdd – estudo de caso na Universidade Federal do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-18) SILVA, Waterloo Ferreira da; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
O presente trabalho apresenta uma análise de dados relacionados a Qualidade da Energia Elétrica (QEE), a crescente utilização de cargas não lineares, equipamentos baseados na eletrônica de potência nas instalações residenciais, comerciais e industriais estão contribuindo para o aumento significativo dos níveis de distorção harmônica de corrente e, consequentemente de tensão, conforme observado no sistema brasileiro de distribuição de energia elétrica. Foi desenvolvido no Brasil, os procedimentos de distribuição no sistema elétrico nacional (PRODIST), criado e desenvolvido pela Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). O PRODIST tem o objetivo de normatizar e padronizar as atividades relacionadas à distribuição de energia, incluindo os padrões de qualidade do produto. Com objetivo de monitorar a qualidade do produto “energia elétrica” através do conteúdo harmônico gerado pela rede elétrica da instituição, propõe-se uma metodologia para as analise utilizando técnicas de inteligência computacional (IC) e mineração de dados para análise dos dados coletados por medidores de qualidade de energia instalados nos principais setores desta instituição, e no ponto de acoplamento comum do consumidor e consequentemente estabelecer a relação entre as correntes harmônicas das cargas não lineares com a distorção harmônica no ponto de acoplamento comum. Aplicou-se o processo do KDD, incluindo coleta, seleção, limpeza, integração, transformação e redução, mineração, interpretação e avaliação dos dados, com objetivo de monitorar a qualidade do produto “energia elétrica” através do conteúdo harmônico gerado pela rede elétrica da instituição de ensino. Na fase de mineração de dados “Data Mining”, utilizou-se o classificador Naive Bayes. Os resultados obtidos evidenciaram que o processo KDD possui aplicabilidade na análise da Distorção Harmônica Total de Tensão no Ponto de Acoplamento Comum podendo ser aplicado em qualquer área comercial, residencial e industrial.
Acesso aberto (Open Access)
Aplicação de filtro harmônico em sistemas elétricos de baixa tensão utilizando Lógica Fuzzy
(Universidade Federal do Pará, 2010-09-02) CIRINO, Weverson dos Santos; COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da; http://lattes.cnpq.br/6328549183075122
Em um sistema elétrico existem vários circuitos e equipamentos industriais que se comportam como dispositivos não-lineares. Esse comportamento geram sinais que causam distorções dentro desse sistema. Essas distorções são chamadas de Harmônicas, que calculada de forma ampla nos fornece o valor do THD (do inglês Total Harmonic Distortion ou Distorção Harmônica Total). Este trabalho apresenta uma das várias soluções para minimizar esse indicador através da detecção por um algoritmo computacional instalado no medidor de THD apropriado e pela utilização de filtros harmônicos passivos. Este algoritmo computacional detecta e calcula em quais frequências o valor do THD está elevado em comparação a um índice normativo definido utilizando para isso a Lógica Fuzzy. Uma vez definido a necessidade da aplicação do filtro harmônico esse será projetado pelo algoritmo computacional. O filtro harmônico entregado neste trabalho será o filtro passivo devido a sua fácil instalação e ao seu baixo custo. Dessa forma, o algoritmo computacional proposto funciona no início da medição do THD, no equipamento medidor, indicando uma faixa classificatória de THD medido, utilizando para isso a Lógica Fuzzy, identifica a necessidade ou não da instalação do filtro harmônico passivo e seu projeto, e finaliza efetuando um novo cálculo de THD.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação de algoritmos evolucionários multiobjetivo para o problema de alocação de bancos de capacitores na presença de harmônicos
(Universidade Federal do Pará, 2017-08-10) KATAOKA, Vitor da Silva; BEZERRA, Ubiratan Holanda; http://lattes.cnpq.br/6542769654042813; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
O crescimento dos grandes centros urbanos traz como consequência imediata o aumento das cargas nos sistemas de distribuição. Além disso, a crescente demanda implica em igual crescimento no consumo de reativos, que, como já se sabe, são sinônimos de perdas nos sistemas de potência, bem como de comprometimento de alguns de seus componentes. Dessa forma, é grande o desafio das concessionárias de distribuição de energia elétrica, uma vez que a dinâmica da carga imprime um maior esforço no que diz respeito ao planejamento da expansão e de melhorias no sistema. Como forma de mitigar os problemas gerados, a instalação de bancos de capacitores surge como solução prática, econômica e consolidada tecnicamente. Entretanto, há de se pensar no dimensionamento e posição de instalação dos bancos, de modo que alcancem o melhor desempenho possível. Paralelamente, o crescimento de cargas nos sistemas de distribuição introduz um novo paradigma, a presença de harmônicos provenientes de cargas não lineares. Uma das peculiaridades da presença simultânea de harmônicos e capacitores dentro de uma mesma rede elétrica é a possibilidade de ocorrência do fenômeno da ressonância, em que o valor das amplitudes de alguns componentes harmônicos ultrapassam os limites aceitáveis, produzindo diversos efeitos indesejados. Nesse contexto, este trabalho propõe a comparação entre duas técnicas evolucionárias de otimização multiobjetivo, o NSGA-II e o SPEA2, para a solução do Problema de Alocação e Dimensionamento de Bancos de Capacitores (PADBC) em redes de distribuição radiais, considerando os efeitos dos harmônicos na presença de cargas não lineares.
Acesso aberto (Open Access)
Experimental evaluation, diagnosis, and prediction of the impacts of power quality disturbances in IE2, IE3, and IE4 class efficiency motors
(Universidade Federal do Pará, 2024-03-20) MUÑOZ TABORA, Jonathan; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Os motores elétricos continuam a ser a maior carga de maior uso final de energia elétrica do mundo. Com os avanços tecnológicos, suas aplicações se expandiram para abranger novas categorias como ser os veículos elétricos, transporte, navegação, entre outros. A Europa iniciou o processo de transição para as classes de motores de eficiência IE4, diante disso, espera-se que outras regiões sigam a transição para classes de motores de maior eficiência. Em algumas regiões, a tensão operacional pode ser diferente da nominal, de acordo com a norma IEC 60038-2009, isto somado a outros distúrbios como ser o desequilíbrio e harmônicos de tensão pode resultar em impactos no desempenho dessas novas tecnologias. Nesse contexto, esforços significativos têm sido dedicados à manutenção preditiva, com o objetivo de aprimorar as técnicas existentes com novas propostas que aumentem sua eficácia no diagnóstico da saúde das máquinas rotativas na presença de diferentes distúrbios presentes nos SEP. Este trabalho avalia o impacto da variação de tensão, harmônicos de tensão e diferentes porcentagens de desequilíbrios com sub e sobretensão na temperatura e desempenho de motores elétricos de indução de baixa potência classes IE2, IE3 e IE4. O estudo incorpora uma análise técnica, econômica, estatística e térmica para obter indicadores importantes relacionados ao consumo de energia, à eficiência, ao fator de potência e à temperatura. Na busca por técnicas inovadoras e complementares, este estudo também apresenta um novo Indicador de Degradação de Motor Elétrico (EMDI) baseado na análise no domínio da frequência das formas de onda da corrente do motor elétrico para diagnosticar a integridade das máquinas rotativas. Os resultados mostram que em condições ideais de operação o motor de ímãs permanentes classe IE4 apresenta melhor desempenho em termos de consumo e temperatura, porém apresentando características não lineares. Logo na presença dos diferentes distúrbios o cenário muda ao apresentar um menor desempenho quando comparado com os motores de indução gaiola de esquilo nas mesmas condições de operação. A análise realizada permitirá estabelecer e quantificar os impactos dos diferentes distúrbios presentes nos sistemas elétricos de potência no desempenho das novas tecnologias de motores elétricos a serem introduzidos posteriormente. Com relação ao indicador de diagnóstico de saúde do motor proposto, os resultados apresentados apoiam fortemente a eficácia da abordagem proposta para facilitar a implementação de práticas de manutenção preditiva. Outra importante contribuição da presente tese, é que seus resultados serão base para a implementação de uma nova regulação para a introdução de requisitos mínimos de eficiência dos motores elétricos em Honduras.
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Localização de falhas em linhas de transmissão utilizando decomposição harmônica e redes neurais artificiais
(Universidade Federal do Pará, 2006-07-05) GOMES, Cristiane Ruiz; VIEIRA JÚNIOR, Petrônio; http://lattes.cnpq.br/1958791286192330
Este trabalho propõe a utilização de uma nova metodologia para a localização de falhas em linhas de transmissão (LT). Esta metodologia consiste na utilização da decomposição harmônica da corrente de fuga de uma linha e na aplicação de uma Rede Neural Artificial (RNA) capaz de distinguir padrões da condição normal de funcionamento e padrões de situações de falhas de uma LT. Foi utilizado um modelo Pi capaz de absorver dados reais de tensão e corrente de três fases e de alterar valores de R, L e C segundo modificações ambientais. Neste modelo foram geradas falhas em todas as torres com diferentes valores de capacitância. A saída fornecida pelo modelo é a decomposição da corrente de fuga do trecho considerado. Os dados de entrada e saída do modelo foram utilizados no treinamento da RNA desenvolvida. A aquisição de dados reais de tensão e corrente foi feita através de analisadores de parâmetros de qualidade de energia elétrica instalados nas extremidades de um trecho de LT, Guamá-Utinga, pertencente à Centrais Elétricas do Norte do Brasil ELETRONORTE. O cálculo dos parâmetros construtivos foi feito através do método matricial e melhorado através da utilização do Método de Elementos Finitos (MEF). A RNA foi desenvolvida com o auxílio do software Matlab. Para treinamento da RNA foi utilizado o algoritmo de Retropropagação Resiliente que apresentou um bom desempenho. A RNA foi treinada com dois conjuntos de dados de treinamento para analisar possíveis diferenças entre as saídas fornecidas pelos dois grupos. Nos dois casos apresentou resultados satisfatórios, possibilitando a localização de falhas no trecho considerado.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia para diagnosticar a qualidade de energia elétrica referente à distorção harmônica em sistema trifásico de baixa tensão utilizando lógica fuzzy
(Universidade Federal do Pará, 2010-09-02) GONÇALVES, Benevaldo Pereira; COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da; http://lattes.cnpq.br/6328549183075122
Este trabalho ressalta a importância de monitorar e diagnosticar a qualidade de energia elétrica sob a ótica das distorções harmônicas presente nas instalações elétricas em sistema trifásico de baixa tensão através de uma proposta metodológica para analisar e diagnosticar o nível dos distúrbios harmônico avaliando o indicador total de distorção harmônica (THD), apoiado por um sistema especialista baseado em um sistema de inferência Fuzzy.
Acesso aberto (Open Access)
Sistema inteligente de suporte a análise da qualidade da energia elétrica em regime permanente
(Universidade Federal do Pará, 2017-02-21) ROCHA, Gabriel Vianna Soares; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um software que fornece um ambiente computacional para que o usuário possa realizar análises de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) seguindo as normas estipuladas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) através dos Procedimentos de Distribuição (PRODIST). Também é possível realizar análises de contribuição de impactos causados pela injeção de harmônicos na rede elétrica, apontando as possíveis parcelas percentuais de contribuição de cada Unidade Consumidora (UC), através de módulos que realizam um estudo de sensibilidade por meio de técnicas de Inteligência Computacional (IC) como Redes Neurais Artificiais (RNA), Árvores de Regressão (AR) e Regressão Linear Simples (RL). Para construção dos modelos são utilizados dados de séries temporais de harmônicos de corrente e de tensão que foram obtidos através de campanhas de medição.