BRPI0905302A2 - Harmonic, Reactive Power and Voltage Leak Suppressor - Google Patents

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BRPI0905302A2
BRPI0905302A2 BRPI0905302A BRPI0905302A2 BR PI0905302 A2 BRPI0905302 A2 BR PI0905302A2 BR PI0905302 A BRPI0905302 A BR PI0905302A BR PI0905302 A2 BRPI0905302 A2 BR PI0905302A2
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Rodrigues Amilton Souza
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Realiza Incorporacao E Participacoes Ltda
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Abstract

<B>SUPRESSOI{DEHARMÈNICASVDEENERGIAREATIVAEE DE VAZAMENTO DE TENSãO<D> constituído por memórias (65), (66) e (67) diodos (50) a (53)e (55) a (57), diodo túnel (54) e varistor (83), que promovem aeliminação de distorções harmónicas, energia reativa e vazamentos de tensão da rede elétrica resulta em melhoria da qualidade e grande economia de energia elétrica. Esse conjunto, composto por supressor de distorções harmónicas da 3¬ à 15¬ de energia reativa e de vazamento de tensão que é instalado em paralelo à rede elétrica intema é capaz de estabilizar a frequência em 60hz entre a rede elétrica e o aterramento, eliminar da rede as distorções harmónicas nela induzidas; os vazamentos de tensão elétrica e desvia a energia reativa a uma haste terra quando na presença de tensão diferenciada, garante a qualidade da energia nos sistemas e redução no consumo. Ainda atende aos equipamentos indutores, capacitores e resistores e às necessidades dos setores elétricos dos grupos a e b, de pequeno, médio e grande porte, em instalações monofásicas, bifásicas e trifásicas, podendo ser utilizado nas redes de média e baixa tensão.<B> SUPRESSOI {DEHARMÈNICASVDEENERGIAREATIVAEE VOLTAGE LEAK <D> consisting of memories (65), (66) and (67) diodes (50) to (53) and (55) to (57), tunnel diode (54) and varistor (83), which promote the elimination of harmonic distortions, reactive energy and voltage leaks from the power grid results in improved quality and great energy savings. This set, consisting of a suppressor of harmonic distortions from 3 ¬ to 15 de of reactive energy and voltage leakage that is installed in parallel to the internal electrical network is capable of stabilizing the frequency at 60 Hz between the electrical network and the ground, eliminating network the harmonic distortions induced therein; electrical voltage leaks and diverts reactive energy to a ground rod when in the presence of different voltage, guarantees the quality of energy in the systems and reduction in consumption. It also serves inductive equipment, capacitors and resistors and the needs of the electrical sectors of groups a and b, small, medium and large, in single-phase, two-phase and three-phase installations, and can be used in medium and low voltage networks.

Description

"SUPRESSOR DE HARMÔNICAS, DE ENERGIA REATIVA EDE VAZAMENTO DE TENSÃO"."HARMONIC, REACTIVE POWER AND VOLTAGE LEAKAGE SUPPRESSOR".

Refere-se o presente relatório a um supressor de harmônicas,de energia reativa e de vazamento de tensão e, mais especificamente, a umconjunto supressor de distorções harmônicas da 3a à 15a ordem da rede elétrica,que atende às necessidades dos setores elétricos dos Grupos A e B1 dePequeno, Médio e Grande Porte, em instalações Monofásicas, Bifásicas eTrifásicas. A presente invenção pode ser produzida de forma a atenderisoladamente as necessidades de Indutores, Capacitores e Resistores, sob aforma de peças menores, colocadas entre a tomada interna e o cabo dealimentação. Trata-se, portanto de uma tecnologia, comprovada com a utilizaçãode equipamentos de medição digital de alta precisão, que, instalada em paraleloà Rede Elétrica Interna, é capaz de suprimir desta as distorções harmônicas,com especial ênfase para aquelas que são da 3a À 15a ordem, motivo deespecial atenção e supervisionamento por parte das Concessionárias.This report refers to a harmonic, reactive power and voltage leak suppressor and, more specifically, a 3rd to 15th order harmonic distortion suppressor assembly that meets the needs of the Groups A power sectors and B1 de Small, Medium and Large, in Single Phase, Two Phase and Three Phase installations. The present invention can be produced to meet the needs of Inductors, Capacitors and Resistors in the form of smaller parts placed between the internal socket and the power cable. It is therefore a technology, proven with the use of high precision digital measuring equipment, which, installed in parallel to the Internal Power Grid, is capable of suppressing harmonic distortions, with special emphasis on those from 3rd to 15th. order, reason for special attention and supervision by the Concessionaires.

Como é de conhecimento dos técnicos no assunto, aocorrência de distorções harmônicas nas redes elétricas é fenômenocontemporâneo, sendo sua incidência a partir dos anos 90, com a proliferaçãodos eletrônicos.As is well known to those skilled in the art, the occurrence of harmonic distortions in power grids is a contemporary phenomenon, and its incidence since the 1990s, with the proliferation of electronic devices.

Atualmente as soluções conhecidas para atenuar asharmônicas são definidas em três naturezas, a saber:Currently known solutions to attenuate asharmonics are defined in three natures, namely:

- adaptações da instalação;- installation adaptations;

- utilização de dispositivos particulares na alimentação(indutâncias, transformadores especiais);- use of particular devices in the supply (inductances, special transformers);

- filtragem.- filtration.

Conforme se pode ver abaixo, no excelente trabalhoapresentado por Schneider/Procobre - Qualidade de Energia — Harmônicastemos soluções atenuantes, o que faz pioneiro o supressor de harmônicas, deenergia reativa e de vazamento de tensão, objeto da presente invenção, porapresentaruma solução definitiva.As can be seen below, in the excellent work presented by Schneider / Procobre - Power Quality - Harmonics we have attenuating solutions, which is pioneering the harmonic suppressor, reactive energy and voltage leak suppressor, object of the present invention, as presenting a definitive solution.

Schneider/Procobre, em sua obra - Qualidade de Energia -Harmônicas, apresenta:Schneider / Procobre, in his work - Energy Quality - Harmonics, presents:

1. Soluções de base: para limitar a propagação dasharmônicas na rede, disposições podem ser levados em conta, e estão àobservarem particular no caso de uma nova instalação1. Base solutions: To limit the spread of harmonics on the network, provisions can be taken into account, and are particularly observing in case of a new installation.

1.1 Posicionar as cargas poluentes a montante da rede1.1 Positioning the pollutant loads upstream of the network

A perturbação hamiônica global criada quando a potência decurto-circuito diminui.The global hamionic disturbance created when the short circuit power decreases.

Fora de toda consideração econômica, é então preferívelconectar as cargas poluentes a montante possível.Out of all economic considerations, it is therefore preferable to connect pollutant loads upstream as possible.

1.2 Reagruparas cargas poluentesQuando estabelecemos o esquema unifilar, encontraremospara separar os equipamentos perturbadores: na prática, alimentaremos cargaspoluentes e não poluentes por jogos de barras diferentes. Assim, reagrupando ascargas poluentes, aumentaremos a possibilidade de aumentar o volume angular.A soma vetorial das correntes harmônicas é mais fraca que sua soma algébrica.1.2 Regrouping Pollutant Loads When we establish the one-line scheme, we will find to separate the disturbing equipment: in practice, we will feed polluting and non-polluting loads by different bar sets. Thus, by regrouping the polluting charges, we increase the possibility of increasing the angular volume. The vector sum of harmonic currents is weaker than their algebraic sum.

Evitaremos igualmente que as correntes harmônicas nãopercorram os cabos, este que limitam as quedas de tensão e os aquecimentosnos cabos.We will also prevent harmonic currents from reaching the cables, which limit voltage drops and heating in the cables.

1.3 Separaras fontes1.3 Separate sources

Na luta contra as harmônicas, um melhoramento suplementaré obtido realizando uma alimentação pelo transformador separado.In the fight against harmonics, a further improvement is obtained by performing a separate transformer power supply.

1.4 Utilizar transformadores em conjugados isolados1.4 Using Transformers in Isolated Conjugates

O efeito de conjugado de transformadores permite asupressão de certas ordens de harmônicas.The transformer conjugate effect allows the suppression of certain harmonic orders.

1.5 Inserir indutâncias na instalaçãoNo caso da alimentação de inversores de freqüência,podemos suavizar a corrente colocando indutâncias de linha. Aumentando aimpedância do circuito de alimentação, limitemos a corrente harmônica.1.5 Entering inductances in the installation In the case of supplying frequency inverters, we can smooth out the current by placing line inductances. By increasing the impedance of the supply circuit, let's limit the harmonic current.

A colocação de selfs anti-harmônicas sobre os bancos de capacitores permite aumentar a impedância do conjunto selfe capacitor, para ashamiônicas de freqüências elevadas.Placing anti-harmonic selfs on the capacitor banks allows the impedance of the selfe capacitor assembly to be increased for high frequency ashamionics.

1.6 Escolherum esquema de aterramento adaptado1.6 Choosing an adapted grounding scheme

■Caso do regime TNC■ Case of the TNC scheme

No caso do regime de neutro TNC, um único condutor (PEN) assegura a proteção em caso de defeito (terra) e assegura a circulação dascorrentes de desequilíbrio.In the case of the TNC neutral regime, a single conductor (PEN) ensures protection in the event of a fault (earth) and ensures the circulation of unbalanced currents.

Em regime permanente, as correntes hamiônicas circulam noPEN. Tem uma certa impedância, esta que implica em pequenas diferenças depotencial (de ordem de quaisquer volts) entre aparelhos, e pode ter como conseqüência o disfuncionamento dos equipamentos eletrônicos.In steady state, the haionic currents circulate in the Pen. It has a certain impedance, which implies small differences of potential (of any volts) between devices, and may result in the malfunctioning of electronic equipment.

O regime TNC deve então ser reservado a alimentação doscircuitos de potência, no início da instalação, e é prescrito no caso daalimentação de cargas sensíveis.The TNC regime must then be reserved for power supply at the beginning of the installation and is prescribed for sensitive loads.

■ Caso do regime TNS■ Case of the TNS scheme

É aconselhado no caso de presença de hamiônicas. Ocondutor de neutro e o condutor de proteção PE seriam completamenteseparados, o potencial da rede é muito melhor fixo.It is advised in case of presence of hamonics. Neutral conductor and PE protective conductor would be completely separate, the potential of the network is much better fixed.

2. Ações no caso de ultrapassagem dos valores limites2. Actions in case of exceeding the limit values

2.1 Filtropassivo ■Aplicações típicas:2.1 Passive Filtering ■ Typical Applications:

■instalações industriais com um conjunto de geradores deharmônicas de potência total superior a 200 kVA (inversores de freqüência,alimentações sem interrupções, retifícadores,...),■ instalação apresentando uma necessidade de compensaçãode energia reativa,■ industrial installations with a set of total power harmonic generators exceeding 200 kVA (frequency inverters, uninterruptible power supplies, rectifiers, ...), ■ installation with a need for reactive power compensation,

■ necessita de redução da taxa de distorção em tensão paraevitar a perturbação de receptores sensíveis,■ needs to reduce the voltage distortion rate to prevent disturbance of sensitive receivers,

■ necessita de redução da taxa de distorção em corrente paraevitar as sobrecargas.■ needs to reduce current distortion rate to avoid overloads.

■ Princípio de funcionamento:■ Working Principle:

Substituímos um circuito LC ajustado sobre cada freqüênciade harmônica a filtrar, em paralelo sobre o gerador de harmônicas.We replaced an adjusted LC circuit over each harmonic frequency to be filtered, parallel to the harmonic generator.

Este circuito de derivação absorve as harmônicas e evita queelas circulem na alimentação.This branch circuit absorbs harmonics and prevents them from circulating in the supply.

Em geral, o filtro passivo é ajustado sobre uma ordem deharmônica próxima da harmônica a eliminar. Várias ligações de filtros emparalelo podem ser utilizadas quando desejamos uma redução forte da taxa dedistorção sobre várias ordens.In general, the passive filter is adjusted over a nearharmonic order close to the harmonic to be eliminated. Several parallel filter connections can be used when we want a strong reduction of the distortion rate over several orders.

2.2 Filtro ativo (ou compensador ativo)2.2 Active Filter (or Active Compensator)

■ Aplicações típicas:■ Typical Applications:

■ instalações comerciais com geradores de harmônicas depotência total inferior a 200 kVA (inversores de freqüência, alimentações seminterrupções,...),■ commercial installations with harmonic generators with a total power rating of less than 200 kVA (frequency inverters, uninterruptible power supplies, ...),

■ necessita de redução da taxa de distorção em corrente paraevitar as sobrecargas.■ needs to reduce current distortion rate to avoid overloads.

■ Princípio de funcionamento.■ Principle of operation.

Estes são sistemas eletrônicos de potência instalados emsérie ou em paralelo com a carga não-linear, visando a compensar seja astensões harmônicas, seja as correntes harmônicas geradas pela carga.These are electronic power systems installed in series or in parallel with the nonlinear load, aiming to compensate for either harmonic voltages or the harmonic currents generated by the load.

O filtro ativo reinjetado em oposição de fases as harmônicasapresentam sobre a alimentação da carga, de tal sorte que a corrente de linha Isseja senoidal.The active filter reinjected as opposed to phase harmonics present on the load supply, such that the line current is sinusoidal.

2:3 Filtro híbrido2: 3 Hybrid Filter

Aplicações típicas:Typical Applications:

instalações industriais com um conjunto de geradores deharmônicas de potência total superior a 200 kVA (inversores de freqüência,alimentações sem intenvpções,...),industrial installations with a set of full-power deharmonic generators exceeding 200 kVA (frequency inverters, unintended power supplies, ...),

■instalação apresentando uma necessidade de compensaçãode energia reativa,■ installation presenting a need for reactive power compensation,

■necessita de redução da taxa de distorção em tensão paraevitar a perturbação de receptores sensíveis,■ needs to reduce the voltage distortion rate to prevent disturbance of sensitive receivers,

■necessita de redução da taxa de distorção em corrente paraevitar as sobrecargas,■ needs to reduce current distortion rate to avoid overloads,

■encontra conformidade a limites estritos de emissãoharmônica.■ meets compliance with strict harmonic emission limits.

■ Princípio de funcionamento.■ Principle of operation.

Os dois tipos de dispositivos anteriores podem ser associadosa um mesmo equipamento e constituir um filtro híbrido. Esta nova solução defiltragem permite acumular as vantagens das soluções existentes e de cobrir umlargo domínio de potência e de performances.Both types of previous devices may be associated with the same equipment and constitute a hybrid filter. This new filtering solution allows you to build on the advantages of existing solutions and to cover a wide range of power and performance.

2.4 Critérios de escolha2.4 Selection Criteria

■ O filtro passivo penmite (ao mesmo tempo):■ Passive filter allows (at the same time):

■ a compensação de energia reativa,■ reactive energy compensation,

■ uma grande capacidade de filtragem em consente.■ A large filtering capacity allows.

A instalação onde substituímos o filtro deve apresentar umaestabilidade suficiente, com pouco de flutuação da carga.The installation where we replaced the filter should be sufficiently stable with little load fluctuation.

Se a potência reativa fornecida é importante, ê aconselhadocolocar fora de tensão o filtro passivo durante os períodos de fraca carga.If the supplied reactive power is important, it is advisable to disconnect the passive filter during periods of low load.

O estudo de ligação de um filtro deve levar em conta apresença eventual de um banco de compensação e pode conduzir a suasupressão.A filter connection study shall take into account the eventual presence of a clearing bank and may lead to its suppression.

■ O compensador ativo permite a filtragem das harmônicassobre uma larga faixa de freqüência. Ele se adapta a não importa qual carga.■ Active compensator allows harmonic filtering over a wide frequency range. It fits no matter what load.

Entretanto, sua potência harmônica é limitada.However, its harmonic power is limited.

■ O filtro híbrido reuni o conjunto das performances dos filtrospassivos e ativos." (Schneider / Procobre - Qualidade de energia - Harmônicas -p. 16/17).■ The hybrid filter brings together the performance of passive and active filters. "(Schneider / Procobre - Power Quality - Harmonics -p. 16/17).

Apesar de atender parcialmente as necessidades, essassoluções apresentam inconveniente de devolver ao neutro as harmônicas.Despite partially meeting the needs, these solutions have the drawback of returning harmonics to neutral.

Nos últimos anos vem crescendo vertiginosamente o empregode equipamentos eletroeletrônicos cada vez mais sofisticados, nas instalaçõeselétricas prediais, comerciais e industriais em geral.In recent years, the use of increasingly sophisticated electro-electronic equipment in building, commercial and industrial electrical installations in general has been growing rapidly.

"Computadores pessoais, reatores eletrônicos, variadores develocidade e fontes de alimentação em geral são exemplos de cargas que temseu funcionamento baseado em componentes de eletrônica de potência, taiscomo: diodos, tiristores, transistores, triac, diacs, que trazem consigo oinconveniente de provocar deformações nas formas de ondas presentes nasinstalações elétricas, o que resulta nas chamadas tensões e correntesharmonicas"(Schneider / Procobre - Qualidade de energia - Harmônicas)."Personal computers, electronic ballasts, speed drives and power supplies in general are examples of loads that have their operation based on power electronics components such as diodes, thyristors, transistors, triac, diacs, which bring with them the inconvenience of causing deformations in the waveforms present in electrical installations, resulting in so-called harmonic voltages and currents "(Schneider / Procobre - Power Quality - Harmonics).

"Se um equipamento for alimentado por uma tensão não puraque tenha uma taxa de distorção harmônica elevada, poderão ocorrer perdas deenergia. Os transformadores, em especial, são componentes sensíveis a esteproblema podendo apresentar ate mais de 50% de perda se forem alimentadoscom uma tensão muito distorcida. As cargas alimentadas por tensão distorcidapodem ter ainda um fator de potência muito pobre, sobrecanegando o sistema"."If an equipment is powered by a non-pure voltage and has a high harmonic distortion rate, power losses may occur. Transformers, in particular, are sensitive components of this problem and can present up to more than 50% loss if they are fed with a very high voltage. "The distorted voltage-fed loads may still have a very poor power factor, overheating the system."

"Outro problema a ser considerado é que as harmônicas decorrente podem também destorcer a forma de onda da tensão, e com issocausar harmônicas. Distorções da tensão podem afetar motores elétricos ebancos de capacitores: Nos motores elétricos, por exemplo, a seqüêncianegativa de harmônicas (5a, 11a, 17a, etc.) assim chamada porque sua seqüência(ABC ou ACB) é oposta à seqüência fundamental, produz campos magnéticosrotativos. Estes campos "rodam" na direção oposta ao campo magnéticofundamental e podem causar não somente sobreaquecimento do motor como atéoscilações mecânicias no sistema motor-carga."Another problem to consider is that the resulting harmonics can also distort the voltage waveform, and thus cause harmonics. Voltage distortions can affect electric motors and capacitor banks: In electric motors, for example, the negative harmonic sequence (5a) , 11a, 17a, etc.) so-called because their sequence (ABC or ACB) is opposite to the fundamental sequence, produces rotating magnetic fields.These fields "rotate" in the opposite direction of the fundamental magnetic field and can cause not only motor overheating but even mechanical oscillations. in the motor-load system.

Nos casos dos bancos de capacitores, o que acontece é que areatãncia de um bando de capacitores diminui com o aumento da freqüência,fazendo que ele drene energia através das harmônicas de maior freqüência. Esteaumento de energia drenada pelos capacitores pode causar perdas esobrecargas no dielétrico, capazes até de levar os capacitores a uma falha.Quanto aos equipamentos que operem com apenas uma fase, tais comocomputadores pessoais, reatores e outros, os problemas também existem. Paraesses equipamentos são especialmente danosas as harmônicas ímpares como a3a, 5a, 7a, etc. Temos também as ações danosas das harmônicas denominadastriplas que são a 3a, 9a e 15a. Essas harmônicas estão em fase, o que quer dizerque a primeira fase (A) triplica a harmônica, a (B) triplica novamente e a (C) fazuma multiplicação final, de modo que todas as três retomam em fase pelocondutor de neutro num sistema de três fases com 4 condutores. O resultadodisso é uma sobrecarga do condutor de neutro, o que pode significar problemasse ele não estiver devidamente dimensionado para suportar esta correnteadicionar (Texto de Newton C. Braga - n° 134 - Revista ELETRÔNICA TOTAL)Tecnicamente, uma harmônica é a componente de uma ondaperiódica cuja freqüência é um múltiplo inteiro da freqüência fundamental (nocaso da energia elétrica, de 60 Hz). Tal componente distorce a freqüênciafundamental, resultando em prejuízos à sua utilização, sendo usualmentedenominada de "energia suja" a onda sob influência de tais freqüências. "Energiasuja", então, é a expressão popular usada para descrever uma grande variedadede contaminações na corrente e na tensão elétrica. São especialmente nocivasas Distorções Harmônicas que vão de 180 Hz até 900 Hz (3a até 15a Ordem),sofrendo monitoramento por parte das concessionárias até a 13a Ordem.In the case of capacitor banks, what happens is that the randomness of a band of capacitors decreases with increasing frequency, causing it to drain energy through the higher frequency harmonics. Increasing power drained by capacitors can cause dielectric overloads that can even lead to capacitors failing. As for single-phase equipment, such as personal computers, reactors, and others, problems also exist. For such equipment the odd harmonics such as a3a, 5a, 7a, etc. are especially harmful. We also have the damaging actions of the triple-named harmonics that are 3rd, 9th, and 15th. These harmonics are in phase, meaning that the first phase (A) triples the harmonic, (B) triples again, and (C) makes a final multiplication, so that all three of them resume in the neutral-conductor phase in a system. three phases with 4 conductors. The result of this is a neutral conductor overload, which can mean problems if it is not properly sized to withstand this current correction. (Technique de Newton C. Braga - No 134 - TOTAL ELECTRONIC Magazine) Technically, a harmonic is the component of a periodic waveform. whose frequency is an integer multiple of the fundamental frequency (60 Hz electrical energy incident). Such component distorts the fundamental frequency, resulting in damages to its use, being usually called "dirty energy" the wave under the influence of such frequencies. "Energiasuja", then, is the popular expression used to describe a wide variety of contamination in current and voltage. Especially harmful are Harmonic Distortions ranging from 180 Hz to 900 Hz (3rd through 15th Order), and are monitored by dealers until the 13th Order.

Os principais equipamentos causadores das harmônicas são:inversores de freqüência, variadores de velocidade, acionamentos tiristorizados,acionamentos em corrente contínua ou alternada, retificadores, "drives",conversores eletrônicos de potência, fornos de indução e a arco, "no-breaks" emáquinas de solda a arco, trazendo como conseqüências:The main equipment causing the harmonics are: frequency inverters, speed variators, thyristor drives, direct or alternating current drives, rectifiers, drives, electronic power converters, induction and arc ovens, machine UPSs arc welding, bringing as a consequence:

Capacitores: queima de fusíveis, e redução da vida útil.Motores: redução da vida útil e impossibilidade de atingirpotência máxima.Capacitors: blown fuses, and reduced service life.Motors: reduced service life and inability to reach maximum power.

Fusíveis/Disjuntores: operação falsa/errônea e componentesdanificados.Fuses / Circuit Breakers: False / erroneous operation and damaged components.

Transformadores: aumento de perdas no ferro e no cobre eredução de capacidade.Transformers: increased iron and copper losses and reduced capacity.

Medidores: medições errôneas e possibilidade de maiorescontas.Meters: erroneous measurements and possibility of larger accounts.

Telefones: interferências.Phones: interference.

Fontes: operações errôneas devido a múltiplas passagens porzero.Sources: erroneous operations due to multiple zero passages.

Desta forma, cada vez mais, se têm percebido a necessidadede lidar com o problema da "energia suja".In this way, more and more, the need to deal with the problem of "dirty energy" has been realized.

Harmônica é um fenômeno contínuo, e não deve serconfundida com fenômenos de curta duração, que ocorrem apenas durantealguns ciclos. Transientes, disturbações elétricas, picos de sobre-tensão e sub-tensão não são harmônicas. Estas perturbações no sistema podem normalmenteser eliminada com a aplicação de filtros de linha (supressores de transientes).Entretanto, estes filtros de linha não reduzem ou eliminam correntes e tensõesharmônicas.Harmonic is a continuous phenomenon, and should not be confused with short-lived phenomena that occur only for a few cycles. Transients, electrical disturbances, overvoltage surges, and undervoltage are not harmonics. These system disturbances can normally be eliminated by applying line filters (transient suppressors). However, these line filters do not reduce or eliminate harmonic currents and voltages.

Distorção harmônica, portanto, é um tipo específico de"energia suja", que é normalmente associada com a crescente utilização deequipamentos eletroeletrônicos.Harmonic distortion, therefore, is a specific type of "dirty energy" that is usually associated with the increasing use of electro-electronic equipment.

Até hoje, a filosofia abordada foi minimizar os efeitos dosproblemas que surgiram:To this day, the approached philosophy has been to minimize the effects of the problems that arose:

Comprometimento do funcionamento dos equipamentos;Desgaste excessivo dos Equipamentos;Impairment of equipment operation Excessive wear of equipment;

Alto índice de Manutenção;High maintenance index;

Excessiva queima de lâmpadas e reatores;Excessive burning of lamps and reactors;

Paradas de CLP s;PLC stops s;

Afundamento de tensão.Sinking of tension.

O que se tem feito até então, como acima descrito, é trabalharno efeito imediato, buscando soluções atenuantes para casos específicos, sendoconsiderada a solução mais confiável e acessível, o uso de filtros de harmônicas.Um filtro de harmônicas é essencialmente um capacitor para correção de fator depotência, combinado em série com um reator (indutor), ou seja, a correção doFator de Potência pela tentativa de compensar a Energia Reativa colocandocapacitores na Rede Elétrica.What has been done so far, as described above, is to work on the immediate effect, seeking mitigating solutions for specific cases, and considering the most reliable and affordable solution, the use of harmonic filters. A harmonic filter is essentially a capacitor for correction of power factor, combined in series with a reactor (inductor), ie the correction of the Power Factor by attempting to compensate for Reactive Energy by placing capacitors in the Power Grid.

Tais filtros, por utilizarem-se do Neutro na descarga dasdistorções, não descontaminam a rede elétrica, devolvendo a energia suja paraos transformadores, ou seja, para o sistema elétrico geral.These filters, because they use the Neutral in the discharge of distortions, do not decontaminate the power grid, returning the dirty energy to the transformers, ie to the general electrical system.

Considerando que energia reativa é uma sobrecarga deenergia, criada pelas concessionárias e por grandes consumidores, de forma asuprir a demanda nos horários de pico (17:30 h até às 21:30 h), introduzindo narede energia gerada pro bancos capacitores. Esta energia não produz trabalho,ocasionando picos de tensão danosos aos eletro-eletrônicos.E considerando que vazamentos de tensão são perdas deenergia originadas em emendasinal feitas, cabos sub dimensionados e fatoressemelhantes, existentes nas redes e/ou equipamentos elétricos.Considering that reactive energy is an energy overload created by utilities and large consumers to meet peak demand (5:30 pm to 9:30 pm) by introducing the power generated by capacitor banks. This energy does not produce work, causing damaging voltage peaks to electro-electronics. And considering that voltage leaks are energy losses originated in splices made, sub-dimensioned cables and similar factors, existing in networks and / or electrical equipment.

O objetivo da presente invenção é prover um supressor deharmônicas, de energia reativa e de vazamento de tensão, que apresente umamelhor qualidade de energia elétrica e, conseqüentemente, um melhoraproveitamento da carga gerada; sendo para isso constituído por Memórias,Diodos, Diodo Túnel e Varistor, envia ao Aterramento a energia reativa e asdistorções harmônicas da Rede Elétrica sem devolvê-las ao Neutro, corrigindodeformação de ondas causadas por Freqüências Parasitas e Harmônicas,devolvendo à Rede Elétrica, como conseqüência, uma energia de melhorqualidade ("energia limpa"), eliminando ainda os vazamentos de tensão,resultando em economia efetiva no consumo de energia.The aim of the present invention is to provide a reactive energy and voltage leakage suppressor, which has a better quality of electric power and, consequently, an improved utilization of the generated load; For this purpose it consists of Memories, Diodes, Tunnel Diode and Varistor, it sends to the Grounding the reactive energy and harmonic distortions of the Electricity Network without returning them to the Neutral, correcting the deformation of waves caused by Parasite and Harmonic Frequencies, returning to the Electricity Network, as a consequence. , a better quality energy ("clean energy"), while eliminating voltage leaks, resulting in effective energy consumption savings.

Esses e outros objetivos e vantagens da presente invençãosão alcançados com um supressor de harmônicas, de energia reativa e devazamento de tensão formado por um conjunto de três blocos - indutivo,capacitivo e Resistivo - que, ao se associarem de forma inteligente, são capazesde criar uma Impedância = 0 (zero), estabilizando a freqüência em 60 Hz entre aRede Elétrica e o Aterramento, eliminando da rede elétrica as distorçõesharmônicas nela induzidas. Compõem ainda o conjunto, dois dispositivos: (1) Napresença de Tensão Diferenciada é acionado Mecanismo de Ativação de FiltroInterno, desviando ã Energia Reativa a uma Haste Terra, garantindo a qualidadeda energia no sistema, mesmo nos "Horários de Vazio" e, (2) - Supressor deVazamento de Tensão Elétrica.These and other objects and advantages of the present invention are achieved with a harmonic, reactive energy and voltage release suppressor formed by a set of three blocks - inductive, capacitive and resistive - which, by intelligently associating, are able to create a Impedance = 0 (zero), stabilizing the frequency at 60 Hz between the Powerline and Grounding, eliminating the harmonic distortions induced therein. The set also comprises two devices: (1) In the presence of Differentiated Voltage the Internal Filter Activation Mechanism is activated, diverting the Reactive Energy to an Earth Rod, ensuring the quality of the energy in the system, even in the "Empty Hours" and, (2 ) - Electric Voltage Leak Suppressor.

O supressor de harmônicas, de energia reativa e devazamento de tensão, atende aos equipamentos Indutores, Capacitores eResistores e às necessidades dos setores elétricos dos Grupos A e B, dePequeno, Médio e Grande Porte, e em instalações Monofásicas, Bifásicas eTrifásicas, podendo ser utilizado nas redes de média e baixa tensão.The harmonic suppressor, reactive power and voltage release, meets the equipment Inductors, Capacitors and Resistors and the needs of the electric sectors of Groups A and B, Small, Medium and Large, and in Single Phase, Two Phase and Three Phase installations. in medium and low voltage networks.

A seguir a presente invenção será descrita òoTn referência aodesenho anexo no qual:In the following the present invention will be described in reference to the accompanying drawing in which:

A figura 1 representa um diagrama do supressor deharmônicas, de energia reativa e de vazamento de tensão, objeto da presenteinvenção.Figure 1 represents a diagram of the deharmonic suppressor, reactive energy and voltage leakage object of the present invention.

De acordo com as ilustrações acima descritas define-sepreliminarmente os componentes dos diagramas por meio de suas referênciasnuméricas a saber:According to the illustrations described above, the components of the diagrams are defined primarily by their numerical references, namely:

01 a 42 - Terminais das memórias (65), (66) e (67)01 to 42 - Memory terminals (65), (66) and (67)

43 a 49 - Capacitores43 to 49 - Capacitors

50 a 53 e 55 a 57 - Diodos Retificadores50 to 53 and 55 to 57 - Rectifier Diodes

54 - Diodo Túnel54 - Tunnel Diode

58 a 61 - Resistores58 to 61 - Resistors

15 62 a 64 - Led Identificador15 62 to 64 - Led Identifier

65 a 67 - Memória65 to 67 - Memory

68 a 70 - Chave liga-desliga68 to 70 - Power Switch

71 a 73 Transformadores71 to 73 Transformers

74 - Voltímetro74 - Voltmeter

20 75 - Amperímetro20 75 - Ammeter

76 a 79 - Aterramento (Haste)76 to 79 - Grounding (Rod)

80 a 82 - entrada de tensão 127/220/380/440/660v80 to 82 - voltage input 127/220/380/440 / 660v

83 Varistor83 Varistor

84 a 89 - Placa Supressota84 to 89 - Suppressor Plate

De acordo com a ilustração e as referências numéricasdiscriminadas acima, o supressor de harmônicas, de energia reativa e devazamento de tensão, ilustrado na figura 1, têm seus terminais de conexão (80)(81) e (82) como receptores da rede elétrica positiva, sendo que a cada um delescorresponde uma das fases de tensão, podendo receber tensões que variam de-1-27 até 660 volts, conectando-se aos transformadores (73) (72) e (71),respectivamente em 220V, que por sua vez conectam-se pelo OV às hastes terra(78) (77) e (76), também respectivamente.According to the illustration and numerical references above, the reactive energy harmonic suppressor and voltage release illustrated in Figure 1 have their connection terminals (80) (81) and (82) as positive mains receivers. , each of which corresponds to one of the voltage phases, and can receive voltages ranging from 1-27 to 660 volts, connecting to transformers (73) (72) and (71), respectively at 220V, which in turn instead connect via OV to the ground rods (78) (77) and (76), respectively.

A energia recebida no terminal (82) alimenta ainda ovoltímetro (74), conduzindo à haste terra (78).The power received at terminal (82) further feeds the voltmeter (74), leading to ground rod (78).

Já a energia recebida no terminal (81) alimenta ainda oAmperímetro (75), conduzindo ao transformador (72).Already the energy received in the terminal (81) also feeds the Ammeter (75), leading to the transformer (72).

Como pode ser visto na figura 1 o transformador (71) alimentao diodo retificador (50), que se liga ao capacitor (43), que, por sua vez, alimentao terminal (05) da memória (65). O OVDC do transformador (71) alimenta oterminal (09) da memória (65), cujos terminais (1)/(2) alimentam, sob controle dachave (68) tanto os terminais (13) e (14) da memória (65) quanto o resistor (59);o led (62); o diodo (55); o capacitor (47) e finalmente o 127V do transformador(73), sendo conduzido através do OV à haste terra (78).As can be seen from figure 1 the transformer (71) supplies the rectifier diode (50), which connects to the capacitor (43), which in turn supplies the terminal (05) of the memory (65). The OVDC of the transformer (71) feeds the terminal (09) of the memory (65), whose terminals (1) / (2) feed, under key control (68) both the terminals (13) and (14) of the memory (65). as the resistor (59), the led (62); diode (55); the capacitor (47) and finally the 127V of the transformer (73) being driven through the OV to the ground rod (78).

O terminal (12) da memória (65) alimenta o terminal (19) damemória (66), enquanto que o 12V do transformador (72) alimenta o diodo (51) eo capacitor (44) que se liga ao terminal (20) da memória (66), jampeando com oterminal (19) da memória (66), fechando o circuito com a memória (65). Osterminais (17) e (18) da memória (66) são jampeados. Os terminais (15)/(16) damemória (66) alimentam, sob controle da chave (69) tanto os terminais (27)/(28)da memória (66) quanto o resistor (60); o Ied (63); o diodo (56); o capacitor (48)e, finalmente, o 127V do transformador (72), sendo conduzido através do OV àhaste terra (77). O OVDC do transformador (72) alimenta o terminal (24) damemória (66). Os terminais (25) e (26) da memória (66) alimentamrespectivamente os terminais (32) e (33) da memória (67).The terminal (12) of memory (65) supplies the terminal (19) of memory (66), while the 12V of transformer (72) supplies diode (51) and capacitor (44) that connects to terminal (20) of memory (66), buffering with the end (19) of memory (66), closing the circuit with memory (65). The memory terminals 17 and 18 of the memory 66 are rammed. Memory terminals (15) / (16) (66) supply, under control of switch (69), both memory terminals (27) / (28) and resistor (60); Ied (63); diode (56); the capacitor (48) and finally the 127V of the transformer (72) being conducted through the OV to the ground (77). The OVDC of the transformer (72) supplies the terminal (24) of the memory (66). The terminals (25) and (26) of memory (66) respectively feed the terminals (32) and (33) of memory (67).

O 1° 12V do transformador (73) alimenta o diodo (52) e ocapacitor (45) que se liga ao terminal (35) da memória (67), Os terminais(29)/(30) da memória (67) alimentam, sob controle da chave (70) tanto osterminais (41)/(42) da memória (67) quanto o resistor (61); o Ied (64); o diodo(57); o capacitar (49); o 127V do transformador (71), sendo conduzido através doOV à haste terra (76); os diodos (84)- (85) - (86) e (87); os capacitores (88) e(89) que se liga à haste terra (79). O 2o 12V do transformador (73) liga-se aocapacitar (46) que alimenta o diodo (53) que alimenta a placa (58) que liga-se aovaristor (83) que, por sua vez, liga-se ao diodo túnel (54), acionando omecanismo que conduz energia reativa para a haste terra (79). O OVDC dotransformador (73) alimenta o terminal (39) da memória (67) e a placa (58).The 1 ° 12V of the transformer (73) supplies the diode (52) and the capacitor (45) which connects to the memory terminal (35) (67). The memory terminals (29) / (30) supply, under control of key (70) both osterminals (41) / (42) of memory (67) and resistor (61); Ied (64); diode (57); the empowering (49); the 127V of the transformer (71) being driven through the OV to the ground rod (76); diodes (84) - (85) - (86) and (87); the capacitors (88) and (89) that attaches to the ground rod (79). The 2nd 12V of the transformer (73) connects to the capacitor (46) that powers the diode (53) that powers the plate (58) that connects to the conductor (83) which in turn connects to the tunnel diode ( 54), triggering the mechanism that conducts reactive energy to the ground rod (79). The transformer OVDC (73) powers the memory terminal (39) (67) and the board (58).

Claims (1)

1. "SUPRESSOR DE HARMÔNICAS, DE ENERGIA REATIVAE DE VAZAMENTO DE TENSÃO", do tipo constituído por memórias, diodos,diodo túnel e varistor a ser instalado em paralelo à rede elétrica interna ecaracterizado pelo fato de enviar ao aterramento a energia reativa e asdistorções harmônicas da rede elétrica sem devolvê-las ao neutro, corrigindodeformação de ondas causadas por freqüências parasitas e harmônicas,eliminando ainda os vazamentos de tensão; sendo dito supresssor formado portrês blocos - indutivo, capacitivo e resistivo - que, ao se associarem de formainteligente, são capazes de criar uma Impedância = 0 (zero), estabilizando afreqüência em 60 Hz entre a rede elétrica e o aterramento, suprimindo asdistorções harmônicas da 3a à 15a ordem; sendo ainda composto por umconjunto um mecanismo de ativação de filtro interno acionado na presença detensão diferenciada, desviando a energia reativa a uma haste terra, garantindo aqualidade da energia mesmo nos "horários de vazio" e um supressor devazamentos de tensão, de modo a atender às necessidades dos setoreselétricos dos grupos A e B, de pequeno, médio e grande porte, capaz de atenderinstalações monofásicas, bifásicas e trifásicas, podendo ser utilizado nas redesde média e baixa tensão.1. "Voltage Leakage Reactive Power Harmonic Suppressor", of a memory, diode, tunnel diode and varistor type, to be installed in parallel with the internal power grid and characterized by the fact that it provides reactive energy and harmonic distortions to ground. from the electrical grid without returning them to neutral, correcting the deformation of waves caused by parasitic and harmonic frequencies, further eliminating voltage leaks; being said suppressor formed by three blocks - inductive, capacitive and resistive - which, when associated in an intelligent way, are able to create an Impedance = 0 (zero), stabilizing the 60 Hz frequency between the mains and the ground, suppressing the harmonic distortions of the 3rd to 15th order; It is also composed of a set of internal filter activation mechanism activated in the presence of differentiated voltage, diverting the reactive energy to a ground rod, guaranteeing the energy quality even in "empty hours" and a suppressor of voltage releases, in order to meet the needs of small, medium and large groups A and B, capable of meeting single-phase, two-phase and three-phase installations, and can be used in medium and low voltage networks.
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