Harmônicas: o problema invisível que queima seu inversor

A planta instalou cinco inversores no ano passado. Desde então o transformador esquenta mais, um banco de capacitores estufou e o disjuntor geral desarma de vez em quando sem que ninguém tenha ligado nada novo. Ninguém liga os fatos.

O que são, na prática

Um inversor não consome corrente senoidal. O retificador de entrada puxa corrente em pulsos, no pico da onda de tensão. Essa corrente distorcida se decompõe em componentes de frequências múltiplas da fundamental — 5ª, 7ª, 11ª, 13ª harmônica.

Essas correntes circulam pela instalação, não produzem trabalho útil e aquecem tudo por onde passam.

Onde o estrago aparece

Transformador. Aquece acima do previsto para a carga que está alimentando. Perde vida útil de forma acelerada. É o prejuízo mais caro e o mais silencioso.

Banco de capacitores. É o mais dramático. O capacitor apresenta baixa impedância para frequências altas, então atrai corrente harmônica. Pode entrar em ressonância com a indutância do transformador e amplificar tudo — capacitor estufado ou explodido é sintoma clássico de planta com muitos inversores e nenhum estudo harmônico.

Condutor neutro. As harmônicas de ordem 3 e múltiplas se somam no neutro em vez de se cancelar. Neutro dimensionado como metade da fase pode estar conduzindo mais que as fases — e aquecendo sem que ninguém meça.

Disjuntores e relés. Desarme "sem motivo" porque o valor eficaz real da corrente é maior que o indicado por instrumento que só lê fundamental.

Os próprios inversores. Tensão distorcida na entrada estressa o barramento CC e reduz a vida dos capacitores internos.

Como saber se a sua planta tem

Não dá para ver com multímetro comum: ele lê valor médio e mostra um número plausível. É preciso analisador de qualidade de energia medindo THD de tensão e de corrente no quadro geral e nos quadros de distribuição.

Sinais que justificam a medição:

• Transformador aquecendo mais que o histórico, com a mesma carga
• Capacitor estufando ou fusível de capacitor abrindo
• Neutro mais quente que as fases
• Desarme de disjuntor sem sobrecarga aparente
• Mais de 20% a 30% da carga instalada em acionamentos eletrônicos

O que resolve

• Reator de entrada (line reactor): a medida mais barata e a primeira a tomar. Reduz a distorção de corrente de forma significativa por inversor, protege o barramento e custa uma fração do inversor.
• Filtro passivo sintonizado: para casos maiores, sintonizado na harmônica dominante.
• Filtro ativo: injeta corrente em oposição de fase. Caro, eficaz, para plantas com carga não linear pesada.
• Inversor com retificador de 12 ou 18 pulsos: ataca o problema na origem, em acionamentos grandes.
• Dessintonizar o banco de capacitores com reator anti-ressonante, antes de ele voltar a estufar.

A ordem certa de fazer

Medir primeiro. Instalar filtro sem medição é chute caro — e filtro mal dimensionado pode piorar a ressonância. Meça, identifique a harmônica dominante, dimensione e meça de novo depois.

A Platix avalia qualidade de energia e acionamentos em Piracicaba, Limeira, Americana e região — começando pela medição, não pela venda de filtro.