Modelagem Matemática dos Distúrbios de Qualidade

Para que seja feita uma classificação dos sinais de distúrbios envolvendo PQ, uma modelagem matemática foi realizada, onde é possível gerar os sinais que contém Flickers, Sag, Swell, Harmônicos e outros transitórios. Esta modelagem está descrita na Figura 1 e foi baseada em [1].

Figura 1

Voltage Sag

Voltage Sag ou Afundamento de Tensão, são um dos tipos mais comuns de problemas de PQ. São geralmente associados a falhas de curto circuito como single-line to ground (LG), line to line (LL), double-line to ground (LLG), three-phase (LLL), and three-phase to ground (LLLG) faults. Este problema também pode ser gerado ao energizar cargas pesadas como a energização de grandes motores.

Voltage swell 

Voltage swells ou sobre-tensão estão associados a falhas de curto circuito em sistemas elétricos. Em uma falha envolvendo uma fase à terra, este efeito é criado na fase onde ocorre a falta enquanto o swell é produzido nas outras fases. Este transitório também ocorre ao conectar e desconectar cargas ou energizando um banco de capacitores por exemplo.

Harmônicos

Os harmônicos são tensões ou correntes senoidais que possuem frequências que são inteiros múltiplos da frequência fundamental do sistema. Os harmônicos são causados principalmente por cargas não lineares como os retificados, inversores e outros equipamentos de conversão de energia estática.

Flicker

Flutuação de voltagem ou flickers são variações da fonte de tensão com magnitudes que não excedem 1.1 pu. Estas variações são causadas por rápidas e contínuas variações na carga. Fornos elétricos são a fonte mais comum deste efeito.



Transients

Um desejável e momentâneo evento em sistemas elétricos é chamado de transitório. São classificados entre oscilatórios e impulsivos. Os transitórios referentes á desconexão de cargas, energização de banco de capacitores e de transformadores são conhecidos como transitórios oscilatórios. Os transitórios geralmente causados por raios são conhecidos como impulsivos ou surto.





Esta modelagem servirá como base para comparação com os sinais gerados futuramente. Dependendo da metodologia, poderá ser calculado um valor de erro para realizar a comparação entre o estado normal e o estado com transitórios no sistema.

Referências

[1] Khokhar, Suhail & Mohd Zin, Abdullah & Mokhtar, A & Ismail, Nam. (2014). MATLAB/Simulink Based Modeling and Simulation of Power Quality Disturbances. 2014 IEEE Conference on Energy Conversion, CENCON 2014.