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Cintilação Luminosa - Flicker

Cintilação Luminosa - Flicker
by

Rodrigo Maroja

on 30 April 2011

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Transcript of Cintilação Luminosa - Flicker

Cintilação Luminosa
Flicker Engenharia Elétrica Rodrigo de Freitas Maroja Sumário

Qualidade em Energia Elétrica
O que é Cintilação Luminosa?
Flutuações de Tensão
Fatores que influenciam a variação de tensão
Principais cargas perturbadoras
Medição da Cintilação Luminosa
Atenuação das Flutuações de Tensão Qualidade em Energia Elétrica
Melhorar a fiscalização por parte do órgão regulador Diminuir os custos para as empresas Melhorar a qualidade de vida dos consumidores O que é Cintilação Luminosa? A variação do fluxo luminoso emitido por uma lâmpada sob efeito de tensões flutuantes é definida como Cintilação Luminosa ou "Flicker".

A Cintilação Luminosa é causada, na maioria dos casos, por oscilações periódicas de tensão, e não por variações instantâneas (como Sags e Swells).

A intensidade deste efeito pode variar desde uma simples percepção a uma situação de incômodo, desconforto ou irritação visual. Níveis fortes de cintilação podem prejudicar, em especial, pessoas propensas a ataques epiléticos. Cintilação Luminosa Flutuações de Tensão
A relação de curto circuito (Rcc), definida como a razão entre a potência de curto circuito (Scc) e a potência nominal de carga(Sc).

Rcc = Scc/Sc

Caso Rcc < 50, problemas de curto são bastante prováveis. A figura a seguir mostra esta relação e a possibilidade de ocorrência da cintilação luminosa.
Existem três fatores que influenciam as flutuações de tensão:

A taxa de variação da corrente (di/dt).

A frequência das variações de tensão. Principais Cargas Perturbadoras Fornos a arco elétrico (FAES)
Máquinas elétricas de solda
Laminadores metálicos
Partida de motores
Cargas residenciais e comerciais
Outras cargas

Medição da Cintilação Luminosa
Não-linearidade dos parâmetros e fatores subjetivos Inglaterra França EUA Japão Padrão Internacional Método Internacional Em julho de 1982 foi publicado pela União Internacional de Eletrotermia - UIE o estudo intitulado "UIE Flickermeter - functional and design specifications" e logo passou a ser a metodologia recomendada pela IEC - International Electrotechnical Comission. Este estudo propôs um medidor de cintilação composto por 5 estágios:

Estágio - 1 - adaptação da tensão de entrada
Estágio - 2 - demodulação do sinal adaptado
Estágio - 3 - filtragem e ponderação em frequência
Estágio - 4 - média quadrática
Estágio - 5 - tratamento estatístico Atenuação das Flutuações de Tensão Redução da potência de carga perturbadora
Fortalecimento do sistema supridor
Instalação do reator de núcleo saturado (RNS)
Instalação de equipamentos reguladores de tensão


Conclusão O estudo de cintilação luminosa é fundamental para a melhora da qualidade de vida da população. Este estudo abre caminho para a implementação de empresas de consultoria cujo objetivo seria a solução dos problemas de Flicker. Forno a arco elétrico Máquinas de Solda Laminadores Metálicos Partida de Motores Cargas Residenciais Outras Cargas Estágio - 1 Adaptação da Tensão de Entrada Há no mercado supridor de energia elétrica diferentes níveis de baixa tensão, por conta disso, neste primeiro estágio temos a necessidade de normalizá-las.
Essa normalização pode ser feita pela seguinte equação. Estágio - 2 Demodulação do Sinal Adaptado Após a normalização da tensão, o sinal de tensão deve ser demodulado, para extrairmos o sinal modulante, que é o grande responsável pelas variações de tensão. Devido à assimetria das variações dos ciclos positivos e negativos da onda portadora de 60 Hz (padrão nacional), sugere-se que a demodulação seja feita através do quadradamento do sinal.
Para ilustrar o processo de demodulação, vamos considerar uma onda de formato senoidal representada pela função abaixo: Para expressarmos o sinal modulante normalizado. Deve-se observar que mVp representa a amplitude do sinal modulante e que isso corresponde à metade da variação da amplitude da tensão. Esta última é usada para quantificar as flutuações de tensão, segundo a norma da IEC. A figura abaixo ilustra essa diferença, que é fundamental para a calibração correta do instrumento que quantifica as variações relativas de tensão. Estágio - 3 Filtragem e Ponderação em Frequência Este estágio é constituido basicamente por três filtros em série (os dois primeiros relacionados ao estágio anterior).

O primeiro filtro elimina o nível de CC do sinal de saída.
O segundo filtro elimina as componentes de dupla frequência da onda portadora.
O terceiro filtro é responsável pelo processo que chamamos de ponderação, que é a simulação da dependência da resposta do sistema iluminação/olho humano, o resultado deste processo pode ser observado no gráfico abaixo: Estágio - 4 Média Móvel Quadrática A partir das informações dos estágios anteriores, modelamos o processo não-linear de conversão das flutuações de tensão em variação da energia luminosa percebida pelo olho humano, assim obtemos o valor quadrático das médias de flutuação ponderadas. O sinal resultante dessa média é designado como "sensação instantânea de flicker" Sf, expresso por: Estágio - 5 Tratamento Estatístico A sensação de flicker Sf tende para zero quando a amplitude é constante, visto que o fator modulante se anulará. De acordo com o gráfico do Estágio-4 vimos que a flutuação vai ser máxima quando a frequência for de 8,8 Hz, para as demais frequências as variações de tensão são atenuadas em diferentes graus, dependendo da frequência dos eventos.

Sabe-se também que a variação na tensão pode se dar tanto na amplitude como na frequência e ambas são aleatórias. Desta maneira, a sensação instantânea Sf varia aleatoriamente, requerendo um tratamento estatístico em sua análise. Para tanto, propõe-se duas formas de análise, uma para eventos de pequena duração Pst (Short-term probability) e outra para eventos de longa duração Plt (Long-term probability). Pst É dado por um intervalo de observação de dez minutos Plt
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