Este artigo explora Por que os harmônicos são gerados em sistemas HVDC?, Por que os harmônicos ocorrem?, Como os harmônicos são gerados?
Por que harmônicos são gerados em sistemas HVDC?
Harmônicos são gerados em sistemas HVDC (corrente contínua de alta tensão) principalmente devido ao uso de dispositivos eletrônicos de potência, como conversores e inversores. Esses dispositivos convertem corrente alternada (corrente alternada) em corrente contínua e vice-versa por meio de operações de comutação, que criam harmônicos inerentemente. O processo de conversão de corrente alternada em corrente contínua ou de corrente contínua em corrente alternada envolve comutação rápida de correntes e tensões, levando a formas de onda não senoidais. Essas formas de onda contêm harmônicos que podem distorcer a onda senoidal ideal da corrente elétrica.
Por que ocorrem harmônicos?
Harmônicos ocorrem devido às características não lineares de dispositivos e circuitos elétricos. Quando as correntes elétricas passam por cargas não lineares, como retificadores, inversores ou outros dispositivos eletrônicos de potência, elas criam formas de onda distorcidas. Essas distorções resultam na geração de harmônicos, que são múltiplos inteiros da frequência fundamental do sistema elétrico. A não-linearidade destes dispositivos faz com que as formas de onda de corrente e tensão se desviem da forma sinusoidal ideal.
Harmônicos são gerados por ações de comutação em dispositivos eletrônicos de potência e cargas não lineares. Em um sistema HVDC, o processo de conversão de energia CA em CC envolve o uso de tiristores ou transistores que ligam e desligam rapidamente, criando componentes de alta frequência na forma de onda da corrente. Esses componentes de alta frequência causam distorção harmônica. Além disso, a interação entre diferentes harmônicos e impedâncias do sistema pode levar à geração e amplificação adicionais de frequências harmônicas.
Como os harmônicos são gerados?
O sistema HVDC funciona convertendo corrente alternada em corrente contínua para uma transmissão eficiente de energia de longa distância e, em seguida, convertendo-a novamente em corrente alternada na extremidade receptora. O sistema usa retificadores para converter corrente alternada em corrente contínua e inversores para converter corrente contínua de volta em corrente alternada. A tecnologia HVDC permite a transmissão eficiente de energia elétrica em longas distâncias com perdas reduzidas. O processo de conversão envolve dispositivos eletrônicos de potência capazes de introduzir harmônicos no sistema.
Os harmônicos afetam o sistema elétrico causando diversos problemas. Eles podem levar ao aumento do aquecimento de equipamentos elétricos, redução da eficiência e danos potenciais a componentes sensíveis. Os harmônicos também podem causar interferência nos sistemas de comunicação, criar perdas adicionais nos sistemas elétricos e levar à má qualidade da energia. Em casos extremos, os harmônicos podem causar fenômenos de ressonância que podem danificar equipamentos e impactar a estabilidade do sistema. Gerenciar e mitigar harmônicos é crucial para manter a confiabilidade e a eficiência dos sistemas de energia.
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