Export iten: EndNote BibTex

Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/6011
Tipo do documento: Dissertação
Title: Análise comparativa do desempenho de filtros de potência passivo e ativo para mitigação de distorções harmônicas em um precipitador eletrostático
Other Titles: Comparative analysis of the performance of passive and active power filters for mitigation of harmonic distortions in an eletrostatic precipitator
Autor: Mendes, Poliana Rockenbach 
Primeiro orientador: Ando Junior, Oswaldo Hideo
Primeiro coorientador: Silva, Mauren Pomalis Coelho da
Primeiro membro da banca: Motter, Daniel
Segundo membro da banca: Kassick, Enio Valmor
Resumo: A automatização dos processos industriais traz consigo o aparecimento da distorção harmônica no sistema elétrico, uma vez que essa automatização é obtida por meio do uso de dispositivos semicondutores, o que resulta na inserção de cargas não lineares no sistema de distribuição de energia elétrica. Essa distorção pode causar perdas de energia destinadas ao Sistema Interligado Brasileiro (SIN), devido à grande presença de distorção harmônica nos serviços auxiliares de uma usina geradora, impactando assim, no ganho e lucro da empresa. Em geral, as distorções harmônicas devem ser mitigadas somente quando ultrapassam os limites normatizados e o momento ideal para analisar estratégias de mitigação é durante o projeto de novas instalações ou na compra de novos equipamentos que serão inseridos no sistema. Existem várias soluções de mitigação, entretanto nem todas são adequadas para um determinado problema, o que traz a necessidade de um estudo específico para cada caso. Entre as opções mais comuns para mitigar harmônicas, está a inserção de filtros de potência no sistema, cujo principal objetivo é reduzir a amplitude de correntes de uma ou mais frequências harmônicas. Este trabalho apresenta o dimensionamento, modelagem e simulação de quatro filtros de potência passivo shunt sintonizados e um filtro de potência ativo shunt. A simulação da inserção destes filtros no ponto de conexão comum do precipitador eletrostático de uma Usina Termelétrica (UTE), é feita no software ATP Draw®, para os filtros passivos e no MATLAB® para o filtro ativo. Para os filtros passivos, escolheu-se implementar os filtros passa-banda de sintonia simples em paralelo para as três maiores harmônicas encontradas no sistema (ordens 2, 4 e 8), a fim de analisar o desempenho da topologia quanto à mitigação destas distorções. Para o filtro ativo escolheu-se a topologia de inversor VSI com três pernas, utilizando a teoria dq para obtenção das correntes de referência. Fica evidente o benefício do uso do filtro passivo para mitigar as harmônicas de ordem 2 e 4 nesse sistema, levando em consideração que a complexidade e custo de projeto são baixos, entretanto escolheu-se a topologia de filtro ativo como melhor resultado para correção de distorções harmônicas de corrente neste ponto, visto que causa menor impacto energético no sistema.
Abstract: The automation of industrial processes brings with it the appearance of harmonic distortion in the electrical system, since such automation is obtained through the use of semiconductor devices, resulting in insertion of non-linear loads in the electrical power distribution system. This distortion can cause energy losses destined for the Brazilian Interconnected System (SIN), due to the abundant presence of harmonic distortion in the auxiliary services of a power plant, which impacts the company's earnings and profits. In general, harmonic distortions should be mitigated only when they exceed standardized limits, and the ideal time to analyze mitigation strategies is during the design of new facilities or the purchase of new equipment that will be inserted into the system. Currently, there are several harmonic mitigation solutions, but they cannot be used in a generalized way, which brings the need for a specific study for each case. Among the most used options to mitigate harmonics is the insertion of power filters in the power system, whose main objective is to reduce the amplitude of currents of one or more harmonic frequencies. This paper presents the design, modeling and simulation of four tuned passive shunt power filters and one active shunt power filter. The simulation of the insertion of these filters in the common connection point of the electrostatic precipitator of auxiliary services in a Thermal Power Plant, is done in the ATP Draw® software, for the passive filters and in MATLAB® for the active filter. It was chosen to implement the single-tuned band-pass filters in parallel for the three highest harmonics found in the system (orders 2, 4 and 8), in order to analyze the performance of the topology regarding the mitigation of these distortions. For the active filter, the VSI inverter topology with three legs was chosen, using the dq theory to obtain the reference currents. The benefit of using a passive filter to mitigate order 2 and 4 harmonics in this system is evident, taking into account that the complexity and cost of the project are low, however, the active filter topology is considered as the best result for the correction of current harmonic distortions in this point, the active filter topology was chosen as the best result for distortion correction. current harmonics at this point, as it causes less energy impact on the system.
Keywords: Distorção Harmônica
Filtros de Potência
Qualidade de Energia Elétrica
Mitigação
MATLAB®
ATP Draw®
Harmonic Distortion
Power Filters
Electric Power Quality
Mitigation
MATLAB®
ATP Draw®
CNPq areas: ENGENHARIA ELETRICA::CIRCUITOS ELETRICOS, MAGNETICOS E ELETRONICOS
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Campun: Foz do Iguaçu
Citation: Mendes, Poliana Rockenbach. Análise comparativa do desempenho de filtros de potência passivo e ativo para mitigação de distorções harmônicas em um precipitador eletrostático. 2021. 112 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu-PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/6011
Issue Date: 21-Feb-2021
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Poliana_Rockenbach_Mendes_2022.pdfDocumento principal2.87 MBAdobe PDFView/Open Preview


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons