O número constantemente crescente de cargas não lineares em nossas redes de energia está causando um “ruído na rede” cada vez maior. Fala-se também de efeitos de distorção da rede, semelhantes aos que surgem no meio ambiente devido à poluição da água e do ar. Idealmente, os geradores produzem corrente de forma puramente senoidal nos terminais de saída. Esta forma de corrente senoidal é considerada a forma de corrente alternada ideal e qualquer desvio dessa forma é denominado interferência da rede elétrica.

Fig .: Efeitos de distorção de grade por meio de conversores de frequência

Um número crescente de cargas está extraindo corrente não senoidal da grade. A transformação FFT-Fast-Fourier dessa forma de corrente “ruidosa” resulta em um amplo espectro de frequências harmônicas – freqüentemente também chamadas de harmônicas.

Os harmônicos são prejudiciais às redes elétricas, às vezes até perigosos, e as cargas conectadas são prejudicadas por eles; de forma semelhante ao efeito prejudicial à saúde que a água poluída tem no corpo humano. Isso resulta em sobrecargas, redução da vida útil e, em alguns casos, até falha precoce de cargas elétricas e eletrônicas.

Fig .: Análise de harmônicas (FFT)

Cargas harmônicas são a principal causa de problemas invisíveis de qualidade de energia e resultam em enormes custos de manutenção e investimento para a substituição de dispositivos defeituosos. Os efeitos de distorção da rede de um alto nível inadmissível e a qualidade de energia pobre resultante podem, portanto, levar a problemas nos processos de produção e até mesmo a paradas de produção.

Harmônicas são correntes ou tensões cuja frequência está acima da frequência da rede elétrica de 50/60 Hz e que são muitas vezes essa frequência da rede elétrica. Os harmônicos de corrente não têm parte da potência efetiva, eles apenas causam uma carga térmica na rede. Como as correntes harmônicas fluem além das oscilações sinusoidais “ativas”, elas causam perdas elétricas na instalação elétrica. Isso pode levar a sobrecargas térmicas. Além disso, as perdas na carga levam ao aquecimento ou superaquecimento e, portanto, à redução da vida útil.

A avaliação das cargas harmônicas geralmente ocorre no ponto de conexão ou transição à rede pública do respectivo fornecedor de energia. Fala-se, neste caso, de Ponto de Acoplamento Comum (PCC). Sob certas circunstâncias, também pode ser importante determinar e analisar a carga harmônica por meio de equipamentos operacionais individuais ou grupos de equipamentos, a fim de indicar problemas internos de qualidade de energia e possivelmente determinar suas causas.

Distorção Harmônica Total (THD) é um meio de quantificar a proporção de distorção que surge devido à distorção não linear de um sinal elétrico. Portanto, ele fornece a relação entre o valor efetivo de todos os harmônicos e o valor efetivo da frequência da rede elétrica. O valor de THD é usado em sistemas de baixa, média e alta tensão. Convencionalmente, THDi é usado para distorção de corrente e THDu para distorção de tensão.

Fig .: Capacitores destruídos devido a harmônicos

• M = número ordinal de harmônicos
• M = 40 (UMG 604, UMG 508, UMG 96RM)
• M = 63 (UMG 605, UMG 511)
• Fundo de frequência de rede é igual a n = 1

• M = número ordinal de harmônicos
• M = 40 (UMG 604, UMG 508, UMG 96RM)
• M = 63 (UMG 605, UMG 511)
• Fundo de frequência de rede é igual a n = 1

Na América do Norte em particular, a expressão TDD é comumente usada em conjunto com a questão dos harmônicos. É uma figura que se refere ao THDi, embora neste caso a distorção harmônica total esteja relacionada à porção de oscilação fundamental do valor da corrente nominal. O TDD, portanto, fornece a relação entre os harmônicos de corrente (análogo ao THDi) e o valor da corrente efetiva sob condições de carga total que surge dentro de um certo intervalo. Os intervalos padrão são de 15 ou 30 minutos.

• O TDD fornece a relação entre os harmônicos da corrente (THDi) e o valor da corrente efetiva com carga total.
• I L = Corrente de carga total
• M = 40 (UMG 604, UMG 508, UMG 96RM)
• M = 63 (UMG 605, UMG 511)