Quando a Onda Senoidal Fica Feia
THD quantifica o quanto uma forma de onda de tensão ou corrente se desvia de um senoide puro. Para grupos geradores diesel, IEEE 519 e IEC 61000-2-2 tipicamente requerem THD de tensão < 5% (3% para cargas críticas) no ponto de acoplamento comum.
Por Que Grupos Geradores Diesel Produzem Harmônicas
- Cargas não-lineares: VFDs, retificadores UPS, drivers LED, carregadores de bateria consomem corrente pulsada.
- Impedância do gerador: Reatância subtransitória X″d (10–20%) converte correntes harmônicas em distorção de tensão.
- Passo de enrolamento: Passo 2/3 elimina 3ª harmônica mas deixa 5ª, 7ª, 11ª, 13ª.
- Interação AVR: Reguladores de tensão rápidos podem amplificar tensões harmônicas.
Consequências de THD Alto
- Superaquecimento em transformadores, cabos, motores (perdas Foucault/histerese ∝ f²).
- Mau funcionamento de eletrônicos sensíveis (CLPs, médicos, comunicações).
- Sobrecarga do neutro (harmônicas triplenas somam em sistemas 4-fios).
- Descoordenação de relés de proteção.
- Ressonância / falha de banco de capacitores.
Caixa de Ferramentas de Mitigação
| Técnica | Harmônicas Alvo | Aplicação Típica |
|---|
| Filtro L-C passivo (sintonizado) | 5ª, 7ª, 11ª | Cargas VFD grandes > 100 kW |
| Front-end ativo (AFE) VFD | Todas (até 50ª) | Novas instalações, limites rigorosos |
| Filtro Ativo de Potência (APF) | 2ª–50ª | Retrofit, cargas mistas |
| Alternador sobredimensionado (menor X″d) | Todas | Fase de especificação, 150–200% kVA |
| Passo 2/3 + transformador zigzag | Triplenas (3ª, 9ª) | Sistemas 4-fios |
Medição e Verificação
- Analisador de qualidade de energia (Fluke 1760, Hioki PQ3198, Dranetz) — IEC 61000-4-30 Classe A.
- Meça no PCC sob pior carga (todas cargas não-lineares rodando).
- Relate tensões harmônicas individuais + THDV, THDI.
Projete para THD < 3% tensão se alimentando hospitais, data centers, ou fabs de semicondutores; < 5% para comercial/industrial geral.
