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CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA

Definições/Causas/EfeitosDimensionamento de

Capacitores

Fabio Lamothe CardosoSetembro/2010

Fator de PotênciaTriângulo de

Potências

Fator de Potência

FP =kWh

(kWh) + (kvarh) 2 2

Relação entre as potências ativa e aparente Cálculo a partir dos consumos ativo e reativo

FP cos arctgkvarh

kWh

Potência ReativaInstalações consumidoras possuem

normalmente cargas indutivas A potência reativa solicitada pelas

cargas pode ser fornecida pela concessionária ou gerada internamente pela instalação consumidora

Solução usual: banco de capacitores

Correção do Fator de Potência

Q

S1

P [W}

+ ind

Q [Var]

- cap

Q1

S

Qcap

1

P

Qcap = P x (tgΦ - tgΦ1)

BenefíciosLiberação da capacidade de circuitos

alimentadores e transformadores

PQ

P+jQ ~

PQ

P+jQ ~

BenefíciosMelhoria do perfil de tensão

Elevação da Tensão

A elevação da tensão decorrente da instalação de capacitores: V = In x Xs

A elevação da tensão (em %) no secundário de um transformador, provocada pela instalação de um capacitor, pode ser determinada por

V cap

trafotrafo

kkVA Z% (%)

var

gerado capkVAr kVAr V 2

Causas do Baixo Fator de Potência

Motores e reatores de lâmpadas de descarga

Regulamentação Energia reativa indutiva sobrecarrega o

sistema na carga pesada

Energia reativa capacitiva provoca elevação de tensão na carga leve

Necessidade de liberação da capacidade do sistema

A Resolução 456/2000 da ANEEL estabelece as Condições Gerais de Fornecimento de Energia Elétrica definindo os critérios do cálculo da demanda reativa e do consumo reativo excedentes.

UFDR DM DF 0,92

fm

UFER CAfm

0 921

,

UFDR DMCR DF

UFER CAifii

0 921

,

= 1

n

Avaliação Mensal Avaliação Horária

i

DAifi = 1

n

max

0 92,

Avaliação Mensal ( exemplo):

C = 50.000 kWh, Dmedida = 150 kW, Dcontratada = 180 kW, fpot = 0,70:

UFDR = (DM x 0,92/fm) – DF = = (150kW x 0,92/0,70) – 180kW = =197 – 180 UFDR = 17

UFER = CA x [(0,92/fm) – 1] = = 50.000 kWh x (0,92/0,70 –1) UFER = 15.714

Em Reais, Consumidor A4 Convencional:

Dreat = 17 UFDR x R$ 12,21333/ kW = R$ 207,00

Creat = 15.714 UFER x R$ 0,17930/ kWh = R$2.817,00

Problemas associados à energização de bancos de capacitores em MT e AT

sobretensões transitórias de alta magnitude e frequência

correntes de “inrush”, situação mais crítica: chaveamento de capacitores em paralelo na mesma barra (energização back-to-back)

Capacitores constituem um caminho de baixa impedância para correntes harmônicas:

Xc = 1 / 2πfC

Caso existam fontes de correntes harmônicas no sistema, cuidados adicionais deverão ser adotados para evitar condições de ressonância, na qual

Xs = Xc

Especificação de Capacitores

potência e tensão nominais localização física modo de operação (fixo e/ou automático)

A especificação de capacitores inclui a definição:

Alternativas de Instalação de Capacitores

Podem ser instalados: na AT (primário do transformador) na BT (secundário do transformador) compensando grupos de motores compensando motores individualmente compensando ramais de BT

MMMM

A

AT

BT

C D

Estudo para Correção do FP

Medições de demanda ativa, reativa e fator de potência em intervalos de 1 hora, durante um período representativo da operação do sistema

Medições de corrente e tensão nos capacitores existentes na instalação, para verificar se operam dentro de suas características nominais

Relatório de demanda, a ser obtido junto à concessionária, permite visualizar o perfil de demanda e FP para um ciclo completo de faturamento

Análise das contas de energia por um período mínimo de 12 meses

Levantamento das características operativas do sistema (turnos de trabalho, previsão de inclusão ou exclusão de cargas e planos de expansão)

Levantamento, no local, da disponibilidade de espaço físico para instalação dos capacitores

Plantas de arranjo físico das subestações

Identificação das cargas de maior porte (regime de operação, características elétricas e localização física, identificação de cargas não lineares)

Identificação de medidas corretivas que independam da instalação de capacitores:

substituição de motores superdimensionados

desligamento de transformadores operando em vazio

remanejamento de cargas para outros períodos do dia

Em instalações que possuam equipamentos geradores de harmônicos, deverão ser efetuadas medições de correntes harmônicas para avaliar os riscos de ressonâncias após a instalação dos bancos de capacitores

Definição do Requisito de Reativos

kvar necessários = Dmáx do período x Fator multiplicador

Verificar se os kvar máximos necessários não tornam o fator de potência capacitivo e inferior a 0,92 entre 0:30 h e 06:30 h

Modo Automático

Modo Automático Modo automático

de operação dos capacitores

o CAFP monitora no modo monofásico ou trifásico, o FP da carga enviando sinais para os contatores que chaveiam os estágios

TC’s fornecem informações de corrente e as de tensão são tomadas dos barramentos em BT ou através de TP’s para bancos em AT

Fabio Lamothe Cardoso

2577-1244/2576 -1297

fabiolamothe@eletro-estudos.com.br