In this research work, the performance of a C-type, 2nd harmonic power filter is optimized by the use of a thyristor switched damping resistor. In the design of conventional C-type, 2nd harmonic filters / the resistance of permanently connected damping resistor is to be optimized for minimization of voltage stresses on filter elements arising from switchings in transient state and for maximization of filtering effectiveness in the steady-state. Transformer inrush current during energization of power transformers and connection of filter bank to the supply are the major causes of voltage stresses arising on filter elements in transient state. These can be minimized by designing a highly damped C-type filter (low damping resistor) at the expense of inadequate filtering performance and high losses in the steady-state. On the other hand, higher damping resistance (high quality factor) is to be chosen in the design of C-type filter for satisfactory filtering of 2nd harmonic current component at the expense of higher voltage rating for capacitor bank and hence a more costly filter bank design. This drawback of conventional C-type 2nd harmonic filter circuit can be eliminated by subdividing damping resistor into two parallel parts / one is permanently connected while the other is connected to and disconnected from the circuit by back-to-back connected thyristor assemblies. The use of light triggered thyristors provides isolation between power stage and control circuit, and hence allows outdoor installation.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A discussão sobre como a potência em um circuito elétrico pode ser quantificada é muito antiga, sendo tema de discussões e pesquisas desde o século XIX. Entretanto, mesmo com a maturidade que o assunto tem, ainda hoje vários trabalhos são publicados sobre o mesmo. Se não o principal, mas um dos principais motivos do estudo e desenvolvimento de novas teorias sobre potências elétricas é a compensação da parcela não ativa da mesma. A compensação reativa, quando feita corretamente, traz muitos benefícios à operação de um sistema elétrico. Todavia, anteriormente à instalação de elementos compensadores, é importante estudar, além do compensador em si, mas também as características elétricas do sistema onde a compensação será instalada e as cargas que o mesmo alimenta. Uma das características chave, que não pode deixar de ser analisada, é a curva de carga. Redes com variação de curva de carga muito acentuada podem sofrer efeitos colaterais da compensação reativa fixa, que não acompanha a demanda do sistema. Por esse motivo, o presente trabalho se propõe a estudar os compensadores dinâmicos de reativo patenteados pela ITB Equipamentos Elétricos, como uma solução de compensação reativa para circuitos com esse perfil. Neste trabalho são descritas duas modelagens do compensador dinâmico: uma no domínio do tempo e outra no domínio da frequência. A modelagem no domínio do tempo tem como objetivo principal a análise dos transitórios de chaveamento. A segunda modelagem, no domínio da frequência, visa a determinação de um modelo prático para estudos de fluxo de carga e fluxo harmônico, que possam ser utilizada em softwares que realizem tais cálculos. Após a apresentação das modelagens, as mesmas são validadas através de ensaios em equipamentos reais. Finalmente, lançando mão do modelo no domínio da frequência, o compensador dinâmico é avaliado em dois sistemas elétricos: uma rede de distribuição e um sistema industrial. As análises foram feitas em um simulador trifásico de sistemas elétricos, onde foram comparadas a compensação feita de forma dinâmica e fixa. Os resultados mostraram que os compensadores dinâmicos podem ter influência positiva no fator de potência, perdas elétricas, carregamento e regulação de tensão, principalmente em sistemas onde a demanda de potência tem variação acentuada. Outra vantagem da troca dos capacitores fixos pelos compensadores dinâmicos foi a diminuição da distorção harmônica total de tensão e corrente em alguns pontos dos dois circuitos estudados. / The discussion about how an electric power circuit can be quantified is ancient, and has been subject of debate and researches since the 19th century. However, even with the maturity achieved over the time, many works were and still are being published about this theme. One of the most important reasons to study and develop new electric power theories is the compensation of the non-active power portion. The reactive compensation, when done correctly, brings many benefits to a power system’s operation. Nevertheless, before installing compensators, it is important to analyze the electric characteristics of the system where the compensation will be installed and the loads supplied by it. One of the most relevant issue that can't be unconsidered is the load curve. Networks with load curves that present accentuated variation may be hit by some side effects of fixed reactive compensation, that does not follow the system demand. Therefore, this paper analyzes the dynamic reactive compensators, patented by ITB Equipamentos Elétricos, as solution for circuits with this profile. The present paper describes two modelings of the dynamic compensator: the first one made in time domain and the second one, in frequency domain. The time domain modeling aims the study of the switching transients, while the frequency domain aims to determinate a practical model for studies about load and harmonic flows. After the modeling presentations, both models are validated by comparing them to real equipments tests. Finally, using the frequency domain model, the compensator behavior is studied in two electric systems: a distribution network and an industrial plant. Both circuits are implemented in a three-phase power system simulator, where the dynamic compensation is discussed and compared to the ordinary one, using fixed capacitors. The results indicate that the dynamic compensation may have a positive influence on power factor, electric losses, system loading and voltage regulation; especially in systems which the load curve has substantial variation. In addition, the exchange of fixed compensation by the dynamic compensation decreased the voltage and current harmonic distortion at the analysed buses. / Dissertação (Mestrado)