Qualidade de energia: definição, por que e como a medimos?
O que é qualidade de energia?
Definição
Qualidade de energia é um termo geral para representar os fenômenos que afetam o equipamento do usuário quando a energia CA excede um determinado limite. A Fig. 1 mostra a forma de onda da eletricidade que serve como indicação da qualidade de uma fonte de alimentação. Deve ser estável em termos de amplitude, continuidade, forma de onda e frequência.
- R: Amplitude
- Estabilidade no valor RMS da tensão
- B: Continuidade
- Sem interrupção da forma de onda
- C: forma de onda
- Forma limpa, não distorcida
- D: Frequência
- Estabilidade em termos de fornecer a mesma faixa de valores de frequência
Fig. 1 Exemplo de forma de onda de tensão
Suponha que, por algum motivo, a forma de onda mostrada na Fig. 1 exceda um determinado limite, resultando em baixa qualidade de energia. Então a forma de onda pode se parecer com a Fig. 2, representando um fenômeno chamado aumento de tensão (surge), no qual a tensão sobe momentaneamente. Um pico de tensão pode causar danos à fonte de alimentação do dispositivo ou reinicializar o dispositivo.
Fig. 2: Um exemplo de forma de onda de aumento de tensão (surto)
Por que medimos a qualidade da energia?
Fenômenos naturais, como raios, má distribuição de carga e problemas de fiação e aterramento, são alguns exemplos das causas de problemas de qualidade de energia. A tecnologia baseada em inversor tornou-se mais comum nos últimos anos, assim como os carregadores de veículos elétricos conectados à rede e as fontes de energia renovável vinculadas à rede, como energia solar e eólica. Isso torna a rede de energia mais complexa e tem um impacto negativo significativo na qualidade da energia.
A má qualidade de energia causa problemas no receptáculo/equipamento de transmissão e mau funcionamento de equipamentos eletrônicos. Por exemplo, sabe-se que harmônicos causam queima em reatores e geram ruído defeituoso em capacitores. Além disso, ruídos de impulso ou transitórios e quedas de tensão interrompem os sistemas de controle que dependem de computadores.
Problemas de rede de fornecimento de energia causados por má qualidade de energia são um problema comum para fornecedores e usuários de energia elétrica. No entanto, não é fácil identificar se a causa da má qualidade do fornecimento de energia está no sistema do fornecedor ou no sistema do usuário. Devido a esta situação, a medição da qualidade de energia é necessária para entender a causa real dos problemas de qualidade de energia, bem como para considerar e analisar contramedidas eficazes.
Como medimos a qualidade da energia
A qualidade da energia geralmente é medida com base em padrões. As normas servem como diretrizes para medir e avaliar a qualidade do fornecimento de energia elétrica. Eles garantem que as medições sejam consistentes, auxiliam na identificação de quais tipos de problemas de qualidade de energia existem e garantem que os sistemas de energia atendam a padrões específicos de qualidade e confiabilidade. Eles fornecem diretrizes para avaliar e melhorar a qualidade da energia elétrica. Aqui estão alguns exemplos de padrões internacionais de qualidade de energia.
- IEC 61000-4-30
- Um padrão internacional que estipula como a qualidade de energia deve ser medida. Ele classifica os métodos de medição e as capacidades dos instrumentos de medição em duas classes de A e S. A medição de qualidade de energia mais confiável é a Classe A. Os requisitos para a Classe A não são apenas estipulados em termos de funções e precisão, mas também incluem algoritmos de medição detalhados e precisão do relógio.
- IEC 61000-4-7
- Um padrão internacional que rege a medição de corrente harmônica e tensão harmônica em sistemas de alimentação, bem como corrente harmônica emitida pelo equipamento. O padrão especifica o desempenho de um instrumento de medição padrão.
- IEC 61000-4-15
- Um padrão que define técnicas de teste para flutuação de tensão e medição de cintilação, bem como requisitos de instrumentos de medição associados.
- EN 50160
- Um padrão europeu de qualidade de energia que define valores limite para tensão de alimentação e outras características.
- IEEE 1159
- Prática recomendada para monitorar a qualidade da energia.
- IEEE 519
- Padrão relacionado a harmônicos de tensão e harmônicos de corrente.
Um analisador de qualidade de energia é um instrumento usado ao realizar medições de qualidade de energia. Este instrumento é usado para medir e analisar vários aspectos de uma fonte de alimentação elétrica por longos períodos de tempo. Ele registra dados de tensão, corrente, frequência, harmônicos, transientes e outros parâmetros para analisar a qualidade da energia. Isso permite que os profissionais diagnostiquem problemas com a qualidade da energia, garantam a conformidade com os padrões e otimizem o desempenho dos sistemas elétricos.
Soluções da Hioki
Na HIOKI, fornecemos alguns tipos de analisadores de qualidade de energia e registradores de energia que podem ser usados para medição de energia de linha comercial.
| Modelo do produto | PQ3198 | PQ3100 | PW3360-21 | PW3365 |
|---|---|---|---|---|
| Gravação de potência e harmônicos | Sim | Sim | Sim *1 | Sim *2 |
| Medição de qualidade de energia | Sim | Sim | Não | Não |
| IEC 61000-4-30 | Classe A | Classe S | — | — |
| Medição EN 50160 | Compatível | Compatível | — | — |
| IEEE 519 | Compatível | Compatível | — | — |
| Melhor para | Quando você precisa examinar, diagnosticar e contramedir a condição da fonte de alimentação que causa problemas no equipamento | Quando você precisa realizar uma pesquisa de energia para entender o tamanho da carga em um sistema ou para entender a qualidade de energia em um sistema | Quando você precisa entender o consumo de energia de uma instalação ou sistema | Quando você precisa entender o consumo de energia de uma instalação ou sistema |
- *1: Até 40ª ordem
- *2: Até 13ª ordem
À medida que o mundo avança em direção à descarbonização e à sustentabilidade, o número de diversas soluções inovadoras conectadas à rede aumentará, assim como a complexidade das fontes de energia --- sem mencionar o crescimento da tecnologia de economia de energia alimentada por inversores. À medida que essas tendências se tornam mais prevalentes, é fundamental examinar como esses fatores afetam a qualidade da energia, tanto do lado do consumidor quanto do lado do fornecimento. O analisador de qualidade de energia HIOKI ajudará você a entender melhor sua qualidade de energia.
