Análise da qualidade da energiaMedição e análise de alta precisão da qualidade da energia

O que é a qualidade da energia?

A qualidade da energia refere-se à estabilidade e consistência da energia eléctrica fornecida ao equipamento. Engloba vários parâmetros, incluindo tensão, frequência e características da forma de onda, que garantem que os dispositivos eléctricos funcionam de forma eficiente e fiável. Uma elevada qualidade de energia significa que a fonte de alimentação está isenta de interrupções, flutuações e distorções que, de outra forma, podem levar ao mau funcionamento do equipamento, à redução da eficiência ou mesmo a danos.

Porque é que precisamos de analisadores de qualidade de energia?

Os analisadores de qualidade de energia (PQAs) são ferramentas essenciais para avaliar e manter a qualidade da energia eléctrica. Eis porque é que são importantes:

1. Identificar questões de poder: Os PQAs ajudam a detetar perturbações de energia, tais como subidas e descidas de tensão, transientes e harmónicos que podem afetar negativamente o desempenho do equipamento.

2. Prevenção de danos no equipamento: Ao monitorizar a qualidade da energia, os PQAs podem evitar danos em equipamentos electrónicos sensíveis causados por más condições de energia, prolongando assim a vida útil do equipamento.

3. Melhorar a eficiência energética: A análise da qualidade da energia ajuda a identificar ineficiências e perdas no sistema elétrico, permitindo a adoção de medidas correctivas para melhorar a eficiência energética global.

4. Garantir a conformidade: Muitas indústrias são obrigadas a cumprir normas específicas de qualidade de energia. Os PQAs garantem que os sistemas de energia cumprem estes requisitos regulamentares, evitando potenciais coimas e penalizações.

5. Melhorar a fiabilidade e o desempenho: Uma qualidade de energia consistente é crucial para o funcionamento fiável de processos industriais, centros de dados, instalações de cuidados de saúde e outras infra-estruturas críticas. Os PQAs ajudam a manter o desempenho e a fiabilidade destes sistemas.

6. Tomada de decisões com base em dados: Os PQAs fornecem dados detalhados e informações sobre a qualidade da energia, permitindo a tomada de decisões informadas para manutenção, actualizações e otimização dos sistemas de energia.

Em resumo, os analisadores da qualidade da energia são vitais para manter a integridade e a eficiência dos sistemas eléctricos, proteger o equipamento e garantir a conformidade regulamentar. Eles desempenham um papel crucial no gerenciamento moderno de energia e na confiabilidade do sistema. Os analisadores de qualidade de energia da Dewesoft podem ser usados em todas as etapas mencionadas, fornecendo a solução de análise de qualidade de energia mais flexível do mercado atualmente.

Análise avançada de dados

O Dewesoft Power Quality Analyzer é uma solução de aquisição de dados (DAQ) altamente flexível que integra o registro de potência e energia com vários outros instrumentos de medição em um único dispositivo. Essa integração oferece inúmeras vantagens para o processo de medição:

1. Sincronização de dados: Os dados totalmente sincronizados garantem a compatibilidade e a facilidade de comparação.

2. Registo de dados brutos: Os dados em bruto são sempre armazenados, permitindo uma análise detalhada em qualquer altura durante o pós-processamento.

3. Fácil de utilizar: O software intuitivo simplifica as tarefas de medição e análise, tornando-o fácil de aprender e utilizar.

4. Rentável: Um único instrumento que pode medir e analisar parâmetros de potência, o que normalmente exigiria vários dispositivos, poupando espaço, tempo e dinheiro.

Capacidades de medição abrangentes

O Analisador de Qualidade de Energia Dewesoft combina vários recursos e oferece recursos avançados de análise de dados:

• Harmónicos e THD até 150 kHz

• Inter-harmónicos e frequências mais elevadas

• Cintilação, emissões de cintilação e RVCs

• FFT e FFTs em cascata

• Escopro e vectorscópio

• Componentes simétricos alargados

• Potência, eficiência, energia, valores de período, potência de cálculos de harmónicos

Análise dos harmónicos FFT

Os harmónicos são múltiplos inteiros da frequência fundamental (por exemplo, 50 Hz) que distorcem as formas de onda da tensão e da corrente. Estas distorções, causadas por cargas não sinusoidais, podem ter um impacto negativo no funcionamento e na vida útil de equipamentos e dispositivos eléctricos.

Efeitos nos motores e geradores:

• Aumento do aquecimento: As frequências harmónicas provocam perdas de ferro e de cobre, levando a um aquecimento excessivo.

• Problemas de binário: As harmónicas podem causar um binário pulsante ou reduzido.

• Problemas mecânicos: Criam oscilações mecânicas e maior ruído audível, o que acelera o envelhecimento dos veios, do isolamento e das peças mecânicas, reduzindo a eficiência.

Efeitos nos Transformers:

• Harmónicas de corrente: Aumentam as perdas de cobre e de fluxo parasita.

• Harmónicas de tensão: Aumentam as perdas de ferro.

• Dependência da frequência: As perdas são diretamente proporcionais à frequência, tornando mais significativas as harmónicas de frequência mais elevada.

• Questões adicionais: As harmónicas podem causar vibrações e aumento do ruído.

Efeitos no equipamento elétrico geral:

• Eficiência e tempo de vida reduzidos

• Aumento do aquecimento

• Mau funcionamento ou comportamento imprevisível

Em resumo, as harmónicas podem causar problemas significativos, tais como eficiência reduzida, aumento do aquecimento e potenciais avarias em vários equipamentos e dispositivos eléctricos. Compreender e analisar estas harmónicas é crucial para manter o desempenho e a longevidade ideais.

Harmónicos, inter-harmónicos e THD

Os medidores de qualidade de energia da Dewesoft podem medir harmônicos para tensão, corrente e potência ativa e reativa adicional até a 3000ª ordem, com cálculos seguindo a norma IEC 61000-4-7.

É possível personalizar o número de bandas laterais e meias bandas para o cálculo da ordem harmónica. Os componentes de frequência mais elevada podem ser agrupados em bandas de 200 Hz até 150 kHz.

O sistema também calcula a Distorção Harmónica Total (THD) para tensão e corrente até à ordem 3000 e inclui inter-harmónicos para fornecer funcionalidades de análise abrangentes.

Estas funcionalidades avançadas de cálculo de harmónicas permitem uma análise exaustiva de todos os tipos de equipamentos e dispositivos eléctricos.

Cálculos de harmónicas

• U, I, P, Q, e impedância

• Configuração individual do número de harmónicos, incluindo o componente DC (Exemplo: taxa de amostragem de 20 kHz = 200 harmónicos a 50 Hz)

• Harmónicas até à 3000ª ordem (@50 Hz)

• Bandas laterais variáveis e meias bandas laterais para harmónicas

• Frequências mais altas até 150 kHz em bandas de 200 Hz

• Inter-harmónicas, grupos ou valores individuais

• According to EN 61000-4-7

• Cálculo corrigido para a frequência real efectiva

• THD, THD par, THD ímpar

• Acionamento em cada parâmetro

• Subtração de harmónicos de fundo

Análise de queda de água FFT 2D e 3D

Para além da análise FFT padrão e FFT de harmónicas, o Analisador de Qualidade de Energia também oferece análise em cascata FFT 2D e 3D.

Esta técnica de visualização é particularmente útil para analisar accionamentos variáveis. Por exemplo, ao examinar o arranque de um inversor, as bandas laterais harmónicas tornam-se claramente visíveis à medida que a frequência aumenta. A imagem mostra o arranque de um inversor para um acionamento de tração de 0 a 150 Hz.

A visualização em cascata da FFT pode ser configurada para ser linear ou logarítmica, em 2D ou 3D, e ordenada por ordem harmónica ou frequência.

Alterações rápidas de tensão (RVCs)

Mudanças rápidas de tensão (RVCs) são parâmetros adicionais que complementam o padrão de cintilação. O software de aquisição de dados Dewesoft X calcula esses parâmetros de acordo com a norma IEC 61000-4-15.

Os RVCs descrevem quaisquer flutuações de tensão em que a amplitude da tensão muda em mais de 3% entre dois estados estáveis num determinado intervalo de tempo. Estas alterações de tensão podem ser analisadas no pós-processamento utilizando vários parâmetros, incluindo:

• Profundidade da alteração da tensão

• dU, dMax, dUduração

• Desvio em estado estacionário

• E mais

Desvios de frequência

Os analisadores de potência Dewesoft são ideais para controlo da frequência e testar o comportamento da frequência de unidades de produção de energia na fase de desenvolvimento (ver testes de energias renováveis).

Os desvios de alta frequência em relação à frequência fundamental nas redes públicas podem ter consequências graves. Quedas ou subidas excessivas de frequência podem provocar um colapso total do sistema elétrico, causando potencialmente um apagão.

Os desvios de frequência nas redes eléctricas são normalmente causados pela ligação ou desligamento de centrais de produção de energia ou de grandes cargas. A rede torna-se instável se houver qualquer desvio da frequência nominal de funcionamento. Uma frequência excessivamente alta indica um excesso de oferta de energia na rede, enquanto uma frequência excessivamente baixa indica uma falta de oferta de energia.

Com a crescente popularidade das fontes de energia renováveis, como a eólica e a solar, a estabilidade da rede está mais em risco. O vento nem sempre sopra a velocidades constantes e a energia solar é afetada por nuvens, sombras e flutuações na intensidade da radiação. Estes factores conduzem a desvios abruptos na frequência com que a energia é fornecida à rede.