Estudo da Influência do Nível de Potência de Transformadores de Distribuição em Instalações Elétricas Hospitalares Nilton José Saggioro, Paulo José Amaral Serni, André Luiz Andreoli, Member, IEEE, Bruno Albuquerque de Castro, Wallace Gabriel de Souza, Marco Aurélio Rocha e Christielly Fernandes da Costa Laboratório de Pesquisa de Qualidade de Energia (LAQEE) – Departamento de Engenharia Elétrica Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP), Faculdade de Engenharia, Bauru - SP, Brasil saggioro@usp.br, paulo.serni@unesp.br, andre.andreoli@unesp.br, bruno.castro@unesp.br, wallace.g.souza@unesp.br, marco.rocha@unesp.br, christielly.fernandes@unesp.br Resumo - Instalações em ambientes hospitalares necessitam de alta qualidade de energia, uma vez que há a presença de várias cargas com perfil não-linear e que requerem uma boa estabilidade de operação. Entretanto, os problemas relacionados a qualidade de energia dependem basicamente das limitações impostas pelo sistema em estudo. Esse trabalho apresenta um estudo de caso de parte de uma instalação hospitalar composta das seguintes cargas: ressonância magnética, tomógrafo e raio-X, visando a análise da qualidade de energia no ponto de acoplamento comum (PAC) entre a instalação e a rede elétrica. Os resultados obtidos mostraram que os principais problemas encontrados estão relacionados com o nível da distorção harmônica (THD) da corrente e da tensão no PAC. Este estudo propõe uma avaliação da utilização de diferentes valores de potência de transformadores, com o objetivo de atender aos procedimentos de distribuição especificados pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica). Palavras-chave - Qualidade de energia, distorção harmônica, queda de tensão, instalações hospitalares. I. INTRODUÇÃO Nas últimas décadas, houve uma grande expansão da eletrônica de potência levando a um aumento da preocupação com problemas de qualidade de energia. Isso se deve principalmente ao crescente emprego de equipamentos eletrônicos não-lineares. As fontes de alimentação utilizadas nesses dispositivos são predominantemente fontes chaveadas, o que causa grande impacto no sistema elétrico de potência, pois geram distorções harmônicas [1, 2]. Qualidade de energia é o termo utilizado para avaliação da qualidade de tensão e corrente de determinada instalação, o que afeta direta ou indiretamente tanto as cargas conectadas ao PAC quanto a própria rede de energia elétrica. Dessa maneira, qualidade de energia é o principal problema encontrado atualmente nas instalações industriais, comerciais, residenciais, militares e em ambientes hospitalares. Além disso, baixa qualidade de energia pode ocasionar consequências desastrosas no sistema, como a interrupção da alimentação, interferência em comunicação de sinais, aumento da perda por aquecimento em motores e transformadores, erros de medição de potência, mau funcionamento dos sistemas de proteção, condições de ressonância, baixo fator de potência e interferências na operação de equipamentos médicos [1]-[3], [8]. O advento dos microprocessadores alterou de forma significativa a indústria médica. Equipamentos como ressonância magnética, raio-X, tomógrafo, entre outros causam distorções harmônicas no sistema. Dessa forma, ambientes hospitalares exigem alta qualidade das instalações elétricas, pois, além de gerarem distorções harmônicas, seus dispositivos apresentam natureza sensível frente a esses problemas, o que pode acarretar em mau funcionamento dos mesmos [4]–[8]. Na literatura, existem vários estudos sobre o efeito da distorção harmônica e da qualidade de energia em sistemas de potência hospitalares. Em [3], é descrita a qualidade de energia de uma auditoria conduzida em hospitais da Índia, onde foi constatado que os principais problemas encontrados são a cintilação de tensão, correntes de neutro e distorção harmônica. Os autores recomendaram a mitigação da distorção harmônica para um melhor funcionamento dessas instalações. Em [5], foi realizado um estudo do impacto na qualidade de energia de eventos causados por harmônicos na tensão pelo sistema de diagnóstico por imagem. Em [7], foi feita uma avaliação do nível de poluição harmônica produzida por instalações hospitalares no hospital central de câncer na Inglaterra, e os autores concluíram que um filtro ativo de potência desempenha um papel importante na mitigação harmônica. Em [8] é apresentado o estudo de caso na unidade de emergência de um hospital da Romênia e concluiu que os registros de monitores cardíacos podem ser afetados por problemas de qualidade de energia. Este trabalho propõe o estudo da qualidade de energia de uma instalação hospitalar composta por um equipamento de ressonância magnética, raio-X e um equipamento de tomografia computadorizada (tomógrafo), visando o estudo da distorção harmônica ocasionada por essas cargas, a fim de propor um transformador de distribuição com um nível de potência capaz de manter a distorção harmônica total da tensão no ponto de acoplamento (PAC) comum dentro dos valores especificados nos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST, Módulo 8) [9]. A organização desse artigo é descrita a seguir. Na seção II, é apresentado o sistema elétrico em estudo e uma breve discussão sobre valores eficazes e sobre os principais parâmetros para análise de distorções harmônicas. A seção III mostra resultados e discussões das simulações realizadas no MATLAB/Simulink ® . Finalmente, a conclusão desse trabalho é apresentada na seção IV. II. MATERIAIS E MÉTODOS A. Descrição do sistema elétrico A Fig. 1 apresenta o diagrama unifilar do sistema elétrico de potência estudado. Este sistema é composto por um transformador de distribuição de 13800/380 V, delta-estrela