Investigação da frequência de ressonância com compensação reativa através da análise da qualidade da energia elétrica em instalações elétricas hospitalares com equipamentos.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-31072023-151149/ |
Resumo: | Com o advento da pandemia da covid-19 e com o avanço da tecnologia dos equipamentos eletromédicos, as atenções à saúde, de modo geral, e a preocupação com a Qualidade da Energia Elétrica nas instalações elétricas hospitalares e clínicas de diagnósticos por imagem ganharam maior atenção, buscando um perfeito desempenho de seus equipamentos, pois uma má Qualidade da Energia Elétrica pode impactar nos diagnósticos médicos através do surgimento de interferências nas imagens, prejudicando a interpretação médica. Foram desenvolvidas normativas eficazes que indicam os requisitos técnicos necessários para garantir a conformidade dessas instalações, porém não há estudos completos sobre a imunidade e a emissividade dos equipamentos eletromédicos quanto a Qualidade da Energia. Esta pesquisa investiga a frequência de ressonância harmônica com a compensação de energia reativa através de bancos de capacitores aplicados no circuito elétrico, que consiste em um equipamento de Ressonância Magnética de Imagem (MRI), bem como procura auxiliar na determinação da melhor metodologia para a mitigação das correntes harmônicas. Com o intuito de buscar a determinação de um método para o dimensionamento das instalações médicas, também foi realizado um estudo paramétrico sobre a frequência de ressonância a partir da variação da potência reativa instalada e a impedância percentual do transformador alimentador do sistema e a determinação de um valor percentual (p%) para o melhor dimensionamento do filtro antirressonante. Para um melhor entendimento da metodologia, foram aplicados os conceitos de compensação reativa e aplicado os conceitos da IEC60831-1, corrente de trabalho circulante em capacitores acima considerando 30% da nominal e a atenuação dos harmônicos do sistema com implementação de filtros antirressonantes ou não. Assim, após a compensação do fator de potência, houve a necessidade de dimensionamento do filtro devido ao surgimento das ressonâncias harmônicas. Contudo, para um correto dimensionamento das compensações, a preocupação com os harmônicos e suas consequências são de suma importância. |
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Investigação da frequência de ressonância com compensação reativa através da análise da qualidade da energia elétrica em instalações elétricas hospitalares com equipamentos.Resonance frequency investigation with reactive compensation through power quality analysis in hospital electrical installations with radiological equipment.Anti-resonant filterCompensação reativaFrequência de ressonânciaHarmonic distortionsHarmonic resonance MRIInstalações elétricas (Qualidade)Instalações hospitalaresPower qualityRessonância harmônicaCom o advento da pandemia da covid-19 e com o avanço da tecnologia dos equipamentos eletromédicos, as atenções à saúde, de modo geral, e a preocupação com a Qualidade da Energia Elétrica nas instalações elétricas hospitalares e clínicas de diagnósticos por imagem ganharam maior atenção, buscando um perfeito desempenho de seus equipamentos, pois uma má Qualidade da Energia Elétrica pode impactar nos diagnósticos médicos através do surgimento de interferências nas imagens, prejudicando a interpretação médica. Foram desenvolvidas normativas eficazes que indicam os requisitos técnicos necessários para garantir a conformidade dessas instalações, porém não há estudos completos sobre a imunidade e a emissividade dos equipamentos eletromédicos quanto a Qualidade da Energia. Esta pesquisa investiga a frequência de ressonância harmônica com a compensação de energia reativa através de bancos de capacitores aplicados no circuito elétrico, que consiste em um equipamento de Ressonância Magnética de Imagem (MRI), bem como procura auxiliar na determinação da melhor metodologia para a mitigação das correntes harmônicas. Com o intuito de buscar a determinação de um método para o dimensionamento das instalações médicas, também foi realizado um estudo paramétrico sobre a frequência de ressonância a partir da variação da potência reativa instalada e a impedância percentual do transformador alimentador do sistema e a determinação de um valor percentual (p%) para o melhor dimensionamento do filtro antirressonante. Para um melhor entendimento da metodologia, foram aplicados os conceitos de compensação reativa e aplicado os conceitos da IEC60831-1, corrente de trabalho circulante em capacitores acima considerando 30% da nominal e a atenuação dos harmônicos do sistema com implementação de filtros antirressonantes ou não. Assim, após a compensação do fator de potência, houve a necessidade de dimensionamento do filtro devido ao surgimento das ressonâncias harmônicas. Contudo, para um correto dimensionamento das compensações, a preocupação com os harmônicos e suas consequências são de suma importância.With the advent of the covid-19 pandemic and the advancement in technology of electromedical equipment, attention to health, in general, and the concern with the Power Quality in hospital electrical installations and imaging diagnosis clinics have gained greater attention, seeking a perfect performance of their equipment, because a poor Power Quality can impact on medical diagnoses through the appearance of interferences in the images, impairing the medical interpretation. Effective norms have been developed that indicate the technical requirements necessary to ensure the compliance of these installations, but there are no complete studies on the immunity and emissivity of electromedical equipment regarding Power Quality. This research investigates the harmonic resonance frequency with reactive power compensation through capacitor banks applied in the electrical circuit, which consists of a Magnetic Resonance Imaging (MRI) equipment, as well as seeks to assist in determining the best methodology for the mitigation of harmonic currents. To seek the determination of a method for the sizing of medical facilities, a parametric study on the resonance frequency from the variation of the installed reactive power and the percentage impedance of the transformer feeding the system and the determination of a percentage value (p%) for the best sizing of the anti-resonant filter was also carried out. For a better understanding of the methodology, the concepts of reactive compensation were applied, and the IEC60831-1 concepts were applied, circulating working current in capacitors above considering 30% of the nominal and the attenuation of the system harmonics with the implementation of anti-resonant filters or not. Thus, after the power factor compensation, there was the need for filter sizing due to the appearance of harmonic resonances. However, for a correct sizing of the compensations, the concern with harmonics and its consequences are of utmost importance.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAlmeida, Carlos Frederico MeschiniNeves Neto, João Cardoso das2023-06-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-31072023-151149/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-08-01T14:47:59Zoai:teses.usp.br:tde-31072023-151149Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-08-01T14:47:59Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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