Harmónicos em Instalações Eléctricas. Causas, efeitos e normalização

Jean Baptiste Joseph, barão de Fourier, publicou em Paris no ano de 1822 a sua ópera magna “Théorie Analytique de la Chaleur”. Nesta obra Fourier demonstrava que a condução do calor nos corpos sólidos podia ser descrita através de uma série infinita de senos e co‐senos. O trabalho estimulou investigações nos mais variados campos da ciência e da técnica, tendo ressaltado que o tipo de formulação matemática empregada por Fourier era um pré‐requisito para a solução de fenómenos que exibiam natureza periódica. O método de exprimir funções periódicas em termos de somas de senos e co‐senos recebe o nome de Análise Harmónica. O princípio de Fourier é basicamente o seguinte: sendo dado um sinal (função) periódico representá‐lo como série de senos e co‐senos. Obviamente que se o sinal já for um seno ou co‐seno nada mais haverá para dizer (eventualmente, um termo médio não‐nulo); mas o nosso intuito é o de extrair informação de onde a haja, i.e., de funções não‐sinusoidais. Aos vários termos da série de Fourier, cada um deles de argumento múltiplo inteiro do período da função original, dá‐se‐lhes o nome de harmónicos, sendo a ordem destes precisamente o valor desse múltiplo

Fases de realização e tipos de projectos de instalações eléctricas

A realização do projecto eléctrico de uma instalação requer, além do domínio técnico dos assuntos particulares que a esta digam respeito, sistematização na sua abordagem e programação, necessária tanto no faseamento da sua concepção como na elaboração processual dos seus documentos. Neste sentido a publicação da portaria nº 701‐H/2008, de 29 de Julho, através do seu anexo I ‐ Instruções para a Elaboração de Projectos de Obras ‐ representa um salto qualitativo significativo no processo de realização do projecto, visando uma concepção de mais elevada qualidade do mesmo, ao definir a metodologia a seguir na sua elaboração, com discriminação das suas fases, seus conteúdos e objectivos. Embora a portaria se destine expressamente a projectos de obras públicas e uma vez que a caracterização das obras particulares se rege, de um modo geral, pelas regras das obras públicas, a transposição dos seus princípios para aquele tipo de obras representa uma mais‐valia significativa para o projectista e para a consequente melhoria do projecto electrotécnico. Este artigo faz uma ligeira incursão nos aspectos das Instruções para a Elaboração e revêem‐se alguns princípios formais da estruturação do projecto de licenciamento

O aquecimento dos condutores na situação de curto-circuito

As Regras Técnicas das Instalações Eléctricas em Baixa Tensão, RTIEBT, apresentam no parágrafo 434.3.2 uma expressão que determina o tempo máximo de exposição de um condutor a uma corrente de curto-circuito, expressão esta conhecida por curva de fadiga térmica da canalização, função de diversas grandezas entre as quais a variável K por sua vez dependente da natureza da alma condutora e do isolamento

Instalações elétricas de baixa tensão. Dimensionamento de condutas

O dimensionamento das condutas deverá ter em consideração o número de condutores isolados ou cabos que poderão ser colocados nessa mesma conduta, tendo por base as suas características, o modo de instalação das canalizações e o diâmetro útil (interior) da própria conduta. Nas Regras Técnicas de Instalações Eléctricas de Baixa Tensão, com exceção, das instalações coletivas e entradas, não é definido um valor máximo de ocupação da secção reta interior das condutas pelos condutores isolados e cabos, sendo o único requisito a garantir, que as condutas permitam o fácil enfiamento e desenfiamento dos condutores isolados e cabos. No entanto, as mesmas regras recomendam uma ocupação da conduta não superior a um terço da sua secção reta interna, de forma a garantir, nomeadamente, o fácil enfiamento (e desenfiamento) dos condutores isolados e dos cabos

Quedas de tensão em instalações eléctricas de baixa tensão

Numa instalação eléctrica, por motivos técnicos e funcionais, a tensão aplicada aos terminais das cargas, isto é, dos equipamentos de utilização, deve manter-se dentro de determinados limites. Cada equipamento possui uma tensão estipulada, fixada pela norma respectiva. A aplicação de tensões abaixo dos limites definidos, pode prejudicar o desempenho desses equipamentos, podendo reduzir a sua vida útil ou mesmo impedir o seu funcionamento. As quedas de tensão nas instalações devem ser calculadas durante a fase de projecto, devendo ser cumpridos os limites máximos fixados pelos respectivos regulamentos aplicáveis

Projecto de instalações eléctricas. Secção técnica Vs secção económica de canalizações eléctricas

O projecto das instalações eléctricas deve responder a critérios de ordem técnica, nomeadamente no que se refere a garantia da protecção das pessoas e instalações, mas contrapõem-se necessariamente os aspectos de ordem económica; resultara do compromisso entre estas duas posições contrastantes a definição daquela que será a solução mais acertada para uma dada instalação. No capitulo dos custos associados a uma instalação eléctrica tem um peso crucial a energia desperdiçada durante o funcionamento da mesma, duração esta que pode em media considerar-se compreendida entre 20 e 30 anos. Este desperdício tem duas origens: perdas excessivas por ineficiente concepção das instalações e selecção não criteriosa de equipamentos que utilizam a energia eléctrica e malbaratamento da energia eléctrica por funcionamento alem do necessário. Poe-se, portanto, também neste domínio a questão da eficiência energética. Assim, o responsável pela concepção de uma instalação eléctrica devera procurar não somente a solução técnica funcional da mesma mas preocupar-se que essa solução seja igualmente eficiente do ponto de vista energético. A abordagem dum projecto eléctrico eficiente sob o ponto de vista energético devera contemplar os seguintes pontos: a) Minimização de perdas no sistema de distribuição b) Redução das perdas devido ao desperdício na utilização do equipamento eléctrico c) Redução das perdas associadas aos problemas associados a qualidade da energia d) Prever as instalações para incorporarem aparelhagem de contagem e medida para fins de monitorização e de realização de auditorias eléctricas

Segurança contra intrusão habitação

O crescente aumento da criminalidade, com especial incidência nos crimes contra a propriedade, levou a um forte incremento na procura e instalação de Sistemas Automáticos de Detecção de Intrusão (SADI). A instalação de um SADI não pode ser analisada numa perspectiva exclusivamente monetária, ignorando-se uma série de outros aspectos, como por exemplo, o facto de, aquando de um assalto, além do roubo e/ou vandalismo de bens de elevado valor comercial, poder ocorrer também o roubo e/ou vandalismo de bens de baixo valor comercial, mas de elevado valor sentimental, além de que podem também ocorrer danos físicos e/ou psicológicos nos ocupantes das instalações. A instalação de um SADI torna-se, assim, fundamental como elemento de garantia do bem-estar e da segurança das pessoas, velando pela sua salvaguarda e pela salvaguarda dos seus bens, fazendo hoje (quase), obrigatoriamente, parte dos sistemas aplicados no sector da habitação, serviços, comércio e indústria. A instalação de sistemas automáticos de detecção de intrusão tornou-se, deste modo, hoje em dia, uma necessidade e um facto generalizado, em todos os sectores de actividade, desde o comércio, serviços, industria até á habitação, motivado, por um lado, pela necessidade de proceder à protecção de pessoas e bens, mas também, pela confiabilidade e baixo preço destes sistemas

Avaliação de diferentes técnicas de análise de sistemas eléctricos com formas de onda não-sinusoidais

Uma das áreas de grande prioridade no âmbito das redes eléctricas tem sido a da filtragem ou compensação de harmónicos. Para além das técnicas clássicas de compensação usando filtros passivos, o avanço dos dispositivos de estado sólido tem vindo a afirmar a utilização de filtros activos, série e paralelos. Este trabalho faz a análise e avaliação de alguns dos principais algoritmos – teoria p-q de Akagi, método FBD de Depenbrock, método do referencial síncrono ou da transformação de Park, método da tensão instantânea de Staudt, e método de decomposição de correntes de Czarnecki –, para análise de sistemas eléctricos com formas de onda não-sinusoidiais. Foram utilizados o Matlab/Simulink e Power System Blockset como ferramentas de simulação de sistemas eléctricos com um filtro activo controlado por esses métodos, fazendo-se a análise e comparação dos resultados obtidos

Active filters for power quality improvement

This paper deals with problems related with harmonics in power system networks. Several international standards issued to control power quality problems are briefly described and some important methods to analyse electrical circuits with non-sinusoidal waveforms are introduced and evaluated. One of these methods - the p-q theory - was used to implement the control algorithm of a shunt active filter, which is also described in this paper as an application example. The filter can compensate for harmonic currents, power factor and load unbalance. Both simulation and experimental results are presented, showing that good dynamic and steady state response can be achieved with this approach

MAC protocol for low-power real-time wireless sensing and actuation

This paper presents LPRT, a new medium access control (MAC) protocol for wireless sensing and actuation systems. Some of the characteristics of the proposed protocol are low power consumption, support for real-time and loss intolerant traffic through contention-free operation and a retransmission scheme, flexibility, and high throughput efficiency. The LPRT protocol was implemented it in the MICAz motes, a platform for the development of wireless sensor networks. We also briefly describe a wireless hydrotherapy application that benefits from the use of the proposed protocol. This paper also provides experimental results and comparison of the proposed protocol with the CSMA/CA protocol of IEEE 802.15.4.Agência de Inovação (ADI)Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT