A função dos filtros harmônicos passivos
Desde a década de 1990, as cargas não-lineares começaram a ser comumente utilizadas em ambientes residenciais, comerciais e industriais, devido ao fato de que estas cargas geram mais economia e produtividade, principalmente em sistemas industriais. Para cargas residenciais e comerciais, temos como exemplo os televisores, fontes chaveadas, lâmpadas fluorescentes, condicionadores de ar etc. Na indústria, além das cargas supracitadas, temos os equipamentos destinados a acionar motores de grandes potências, como soft-starter e inversores de frequência.
Em suma, a presença dessas novas topologias pode apresentar inúmeras vantagens, no entanto, com o grande crescimento das mesmas, novos estudos têm sido levantados, visando compreender melhor os impactos gerados por esses, que podem contribuir para o aumento das componentes harmônicas no sistema. Isso acontece porque muitas cargas elétricas industriais que utilizam as novas técnicas de eletrônica de potência, apresentam características altamente não-lineares, sendo, portanto, potencial geradora de efeitos danosos aos equipamentos conectados ao sistema, como por exemplo: aumento das perdas elétricas, atuação indevida da proteção e até mesmo mau funcionamento e/ou queima de equipamentos.
Uma solução bastante empregada para mitigação é a utilização dos filtros harmônicos passivos/ativos, que são equipamentos capaz de diminuir as distorções de tensão/corrente e, consequentemente, adequar a rede elétrica à normativas de qualidade da energia impostas.
O objetivo fundamental de um filtro harmônico passivo consiste em reduzir a amplitude de uma ou mais correntes ou tensões harmônicas, em uma determinada parte do sistema. Todavia, já que as instalações que apresentam problemas de perturbações harmônicas, normalmente também necessitam de compensação reativa. Os filtros harmônicos passivos, conectados em paralelo com o sistema e próximos às fontes harmônicas, poderão também servir à tarefa adicional de prover potência reativa a frequência fundamental. Isto significa que dois aspectos se entrelaçam na determinação de filtros harmônicos: o desempenho de filtragem e a compensação reativa.
Quanto à filtragem, as correntes oriundas das cargas especiais fluirão para os filtros harmônicos passivos, reduzindo as correntes harmônicas que inicialmente fluíam para o sistema elétrico e, consequentemente, reduzindo os níveis de distorções harmônicas de tensão e de corrente.