Proposal of voltage quality index taking into account the impact of harmonic distortion and voltage unbalances on induction motors.

Esta tese discute a necessidade de monitorar, além das tensões eficazes, os desequilíbrios de freqüência fundamental e as distorções harmônicas de tensão. Apresenta uma forma alternativa para obter os parâmetros de desequilíbrios de freqüência fundamental e de distorções harmônicas a partir da representação dos valores instantâneos no sistema de eixos (DQ) e norma Euclidiana instantânea (NEI). Como contribuição principal, o trabalho propõe obter um parâmetro de qualidade que combina os parâmetros de desequilíbrio e de distorção harmônica. A representatividade dos parâmetros de qualidade é analisada a partir de resultados de elevações de temperatura dos enrolamentos de um motor de indução obtidas de 60 horas de testes. Discute-se que uma das vantagens de obter um parâmetro de qualidade de tensão que combine os efeitos de desequilíbrios de freqüência fundamental e distorções harmônicas é reduzir o número de parâmetros que devem ser monitorados, simplificando o processo de fiscalização que os órgãos reguladores procuram implantar. Além disso, o trabalho mostra análises sobre como os distúrbios na tensão afetam um motor de indução e prejudicam sua vida útil e mostra que há outras formas para se obter parâmetros de qualidade de tensão em relação aos métodos convencionais. Finalmente, apresenta a necessidade de estudos futuros para consolidar a proposta de um parâmetro de qualidade que combine os efeitos de distúrbios na tensão relacionados a outros equipamentos.This thesis outlines the need for monitoring voltage quality, namely fundamental frequency unbalance and harmonic distortions in addition to voltage regulation. It presents an alternative way to obtain voltage fundamental frequency unbalance and harmonic distortion parameters by using the DQ axes system representation applied to instantaneous values and the instantaneous Euclidean norm (IEN). As a main contribution, the work presents a quality parameter that combines the unbalance and harmonic distortion parameters. The representativeness of the quality parameters is analysed based on results of temperature rises in induction motor windings tested during 60 hours. An advantage of obtaining a voltage quality parameter that considers simultaneous effects of both fundamental frequency unbalance and harmonic distortion is the reduction in the number of monitored parameters, thus simplifying the controlling process that regulatory agencies seek to implement. Furthermore, this work shows some analyses on how the voltage disturbances affect an induction motor and reduce its lifetime and shows that there are other forms to compute voltage quality, which are alternatives to conventional methods. Finally, the need for further studies to consolidate the proposal of a quality parameter that combines voltage disturbances effects related to other pieces of equipment is discussed