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Filtro Ativo de Potência Série-Paralelo
Apresentação de Protótipo DP1
PalestrantePalestrante: M: Máárcio Stefanellorcio StefanelloColaboradorColaborador: Rafael : Rafael ScapiniScapini
2
1�Definição de Filtros Ativos de Potência
“Filtro Ativo de Potência é um equipamento
composto de dispositivos eletrônicos de
potência utilizado para a compensação
de problemas de qualidade de energia qualidade de energia
eleléétricatrica”
2�Qualidade de Energia
4
Sistema Elétrico Típico
Subestação de TransmissãoDisjuntor Transformador
FontePrimária
Subestação de Transmissão
DisjuntorTransformador
Subestação de TransmissãoDisjuntor Transformador
Seccionadora
Subtransmissão 46kV-161kV
Transmissão 230kV-765kV
Fusível Transformador
Cargas residenciaisCargas conectadas em AT
Cargas AT
Distribuição 90V-400V
GERAÇÃOTRANSMISSÃO eSUBTRANSMISSÃO
DISTRIBUIÇÃO
UTILIZAÇÃO
5
Características desejadas do sistema
� Da rede →→ carga:
– Tensão senoidal;
– Amplitude e frequência fixas
� Da carga →→ rede:
– A corrente drenada é senoidal;
– Corrente reativa nula;
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Problemas de qualidade de energia
� Distorção das formas de onda →→ HARMÔNICOSHARMÔNICOS;
� Defasagem angular V x I →→ POT. REATIVAPOT. REATIVA;
� Variações de amplitude de tensão →→ SAGSAGss e e
SWELLsSWELLs;
� Ressonância paralela entre impedâncias →→
OSCILAOSCILAÇÇÕES de TENSÃOÕES de TENSÃO;
7
HARMÔNICOS (tensão e/ou corrente)
� Representam atualmente as principais fontes de
problemas de qualidade de energia;
Ex.: Forma de ondafundamental + sétimaharmônica te
nsão
[V]/
corr
ente
[A]
t [s]
8
Algumas causas de harmônicos
ELEMENTOS MAGNÉTICOS SATURADOS
“Primeiras fontes de Harmônicos de Corrente”
Curva de Histerese
corrente [A]
f~tensão [V]B [T]
H [A/ ]m
9
Algumas causas de harmônicos
CONVERSORES DE POTÊNCIA
“Principais fontes atuais de Harmônicos
de Corrente”
v(t)
i(t)
v(t) [V]
i(t) [A]
v(t)
i(t)
v(t) [V]
i(t) [A]
v(t) [V]
i(t) [A]
v(t)
i(t)
10
Algumas conseqüências
� CORRENTE DE NEUTRO
COM TERCEIRA
HARMÔNICA devido a
cargas monofásicas
retificadas
neutro i (t) [A]N
i (t)La
i (t)Lb
i (t)Lc
i (t) [A]La,b,c i (t) [A]N
t [s]
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Algumas conseqüências
� DISTORÇÃO DE TENSÃO devido as correntes
harmônicas drenadas pelas cargas não-lineares;
� DISTORÇÃO DE CORRENTE devido a tensões
distorcidas;
� RESSONÂNCIA PARALELA entre a linha e bancos
de capacitores
– “pior caso a medida que a frequência de ressonância se
aproxima da freqüência fundamental”
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REATIVOSREATIVOS
� Devido principalmente a cargas reativas
indutivas, lineares ou não;
� Diminuem o FP;
� Comprometem o rendimento do sistema;
3�Filtros de Potência
Tipos de Filtros
FILTROS
PASSIVOS ATIVOSHÍBRIDOS
(ATIVOS+ATIVOS)
Cfiltro passivo
pass
a-al
ta
sint
oniz
ado
filtro ativo
LL
LI
CI
LV F
I
PCV
Car
ga
Filtro Paralelo
SZ
CV
LV
FV
FiltroSérie C
arga
passa-altasintonizado
filtro passivo filtro ativo
+_
4�Filtros Ativos de Potência
(escopo da apresentação)
16
Implementação de Filtros Ativos
COMPONENTES PRINCIPAIS DE UM FILTRO
ATIVO
CONVERSOR DE POTÊNCIA
FILTROS DE SAÍDA
MALHAS DE CONTROLE
ALGORITMO DE GERAÇÃO DE REFERÊNCIA
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Geração de Referências e Controle
FV
+_LL
LI
CI
LV F
I
PCV
Car
ga SZ
PCV
CV
LV
Car
ga
ccv
ccv
FAP Paralelo FAP Série
Controle de vcc
Algoritmo degeração dereferências
CONTROLADOR
ME
DID
AS Referência
MODULAÇÃO MODULAÇÃO
MODULAÇÃO
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Acionamento do conversor
VCC
SINAIS DEMODULAÇÃO
+_
Portadora
Sinal a ser modulado
SINAIS DEMODULAÇÃO
FILTRO DE SAÍDA
FI
DCCccv
DCCccv
FV
+_
CONVERSOR
VSI VSI
5�Formas de Onda Típicas
Filtro Ativo Série
� Conectado em série na linha para compensação de cargas do tipo fonte de tensão (Ex.: retificador com filtro capacitivo);
Compensaçãode Desequilíbriode tensão
Filtro Ativo Paralelo
� Conectado em paralelo na linha para compensaçãode cargas do tipo fonte de corrente (Ex.: retificadorcom filtro indutivo);
Compensação de Harmônicos de corrente
6�Protótipo de um Filtro
Componentes de um FAP paralelo
CLP
Mediçãode tensão
Interface dostransdutores
de corrente
Fontes CC
UPS
DSP
OBRIGADO PELA ATENÇÃO
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