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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
