Harmônicas

Atualmente, as cargas elétricas alimentadas pelo sistema de distribuição não possuem as mesmas características elétricas quando comparadas a algumas décadas atrás, quando praticamente todas elas eram lineares. Isso tem ocorrido em função do desenvolvimento da eletrônica de potência, do avanço tecnológico dos dispositivos semicondutores, microprocessadores e microcontroladores, que permitiram a mudança do estilo de vida da população. No entanto, foram introduzidas cargas não lineares nos setores industriais, comerciais e residenciais, de modo que elas têm se destacado em relação àquelas de características lineares.

Reconhece-se que a principal característica dessas novas cargas é que elas distorcem as formas de onda de corrente e tensão deixando-as não senoidal. Esse fato acarreta grandes preocupações com a qualidade da energia elétrica e com a eficiência dos métodos tradicionalmente utilizados para o gerenciamento do sistema elétrico a 60 Hz. Estes métodos, em função dessas distorções, podem não se mostrar tão eficientes como antes, uma vez que a forma de onda distorcida não senoidal é composta de diversas formas de onda senoidal com frequências múltiplas da fundamental, cuja denominação é frequência harmônica.

Em função dessas mudanças, três conceitos passaram a ser mais discutidos no cenário elétrico: o fator de deslocamento, o fator de potência e a sequência de fase das harmônicas. O primeiro considera apenas a defasagem para a frequência fundamental de 60 Hz, enquanto o segundo considera os ângulos de fase de cada ordem harmônica. A Figura 1 apresenta as potências que compõem um sistema elétrico com a presença de correntes ou tensões harmônicas, em que P, Q, S e D correspondem, respectivamente, às potências ativa, reativa, aparente e a potência de distorção, definida por Budeanu como sendo o produto cruzado entre tensões e correntes harmônicas de diferentes frequências. Assim, na presença de harmônicas, a potência aparente do sistema é maior do que em um