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Importância da correção do fator de potência nas instalações elétricas industriais Julho/2016 1

ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 11 Vol. 01/ 2016 julho/2016

Importância da correção do fator de potência nas instalações

elétricas industriais

DIEGO MACHADO ANICETO - [email protected]

MBA em Projeto, Execução e Controle em Engenharia Elétrica

Instituto de Pós-Graduação – IPOG

Resumo

Atualmente, as cargas elétricas alimentadas pelo sistema de distribuição não possuem as

mesmas características elétricas quando comparadas a algumas décadas atrás, quando

praticamente todas elas eram lineares. Isso tem ocorrido em função do desenvolvimento da

eletrônica de potência, do avanço tecnológico dos dispositivos semicondutores,

microprocessadores e microcontroladores, que permitiram a mudança do estilo de vida da

população. No entanto, foram introduzidas cargas não lineares nos setores industriais,

comerciais e residenciais, de modo que elas têm se destacado em relação àquelas de

características lineares (O SETOR ELÉTRICO, 2012). Em uma rede elétrica, existem

basicamente três tipos de cargas elétricas: resistivas, indutivas e capacitivas. Esta

classificação está diretamente ligada ao fator de potência, que mede se a energia elétrica

recebida é suficiente para atender as necessidades do uso diário, seja em residências ou

empresas (TECNOGERA, 2015). O fator de potência é utilizado para quantificar e tarifar a

energia ativa e reativa presentes no sistema elétrico em praticamente todo o mundo, estudos

comprovam que sua definição precisa de algumas considerações se aplicada a sistemas que

não possuam formas de onda senoidais para a tensão e/ou corrente. Ou seja, desvios nas

condições ideais de operação que podem ocasionar falhas na medição e tarifação (MATEUS,

2001). O objetivo deste artigo é demonstrar a importância de corrigir o fator de potência nas

instalações elétricas das indústrias. Para tanto, foi apresentado conceitos básicos sobre o fator

de potência, importância do seu controle baseado na legislação vigente, causas e

consequências dos seus efeitos e, por fim, métodos de correção do fator de potência através de

utilização de capacitores. Concluiu-se que a correção do fator de potência traz benefícios para

as indústrias com a redução significativa do custo de energia e aumento da eficiência

energética, e também para a concessionária diminuindo o custo de geração e aumentando a

capacidade de geração para atender mais consumidores.

Palavras-chave: Fator de potência, Correção do fator de potência, Excedente reativo,

Capacitores.

1. Introdução

Devido a atual crise energética do Brasil, os cuidados e preocupações com a qualidade e

eficiência energética tem aumentado significativamente.

A qualidade de energia é o grau no qual tanto a utilização quanto a distribuição de energia

elétrica afetam o desempenho dos equipamentos elétricos e podem ser considerados como

distúrbios na qualidade de energia (TAMIETTI, 2007:4).



O fator de potência é um dos diversos parâmetros existentes para avaliar a qualidade da energia

elétrica e tem implicação direta em questões relacionadas à utilização, ao carregamento e

planejamento das redes de distribuição de energia elétrica (O SETOR ELÉTRICO, 2011).

Para amenizar o impacto do baixo fator de potência, e consequentemente uma baixa qualidade

de energia, é importante que as indústrias, em suas plantas elétricas, corrijam o fator de

potência. Evitando assim, multas cobradas pela concessionária por excedente de consumo de

potência reativa e obtendo uma melhor utilização da energia disponível.

Em alguns países como Estados Unidos e também a Europa já existem normas que visam

melhorar a qualidade de energia estabelecendo limites para o consumo de energia reativa e

também limitando a distorção harmônica que as cargas podem produzir na rede elétrica. Com

isso, é possível obter uma série de benefícios, como por exemplo, a diminuição de perdas,

redução no estresse dos transformadores devido ao aquecimento excessivo, redução da

interferência nos sistemas de telefonia e comunicação, entre outros (MARTINS, 2008).

A seguir será apresentado um artigo sobre o fator de potência, onde será exposto com mais

clareza as causas de baixo fator de potência nas indústrias, consequências, legislação vigente,

e benefícios e métodos sobre correção do fator de potência.

2. Conceitos básicos sobre fator de potência

O Sistema Elétrico é constituído por um conjunto de equipamentos, genericamente

denominados “cargas”, tais como: motores, geradores, transformadores, reatores de iluminação,

reguladores, dentre vários outros, bem como pelas linhas de alimentação e seus condutores.

Cada componente traz em si uma característica construtiva própria que, somada às demais,

compõem as características do sistema elétrico como um todo.

Assim, equipamentos como os motores e geradores, por dependerem de campos

eletromagnéticos para o seu funcionamento, agregam ao sistema a característica denominada

“indutiva”, pois, em seu funcionamento, a energia elétrica que os alimenta, por “indução”, é

convertida em outro tipo de energia, no caso dos motores, por exemplo, em energia motriz

(SENA, 2005).

As cargas indutivas necessitam de campo eletromagnético para seu funcionamento, por isso sua

operação requer dois tipos de potência: ativa e reativa.

A potência ativa, medida em kW, é aquela que efetivamente realiza trabalho, gerando calor,

luz, movimento, etc.

A potência reativa, medida em kVAr, é usada apenas na criação e manutenção dos campos

eletromagnéticos das cargas indutivas.

Assim, enquanto a potência ativa é sempre consumida na execução de trabalho, a potência

reativa, além de não produzir trabalho, circula entre a carga e a fonte de alimentação, “ocupando

um espaço” no sistema elétrico, o qual poderia ser utilizado para fornecer mais energia ativa.

A potência ativa e a potência reativa, juntas, constituem a potência aparente, medida em kVA,

que é a potência total gerada e transmitida à carga (MARTINS, 2008).

O chamado triângulo de potências (Figura 1) é utilizado para mostrar, graficamente, a relação

entre as potências ativa, reativa e aparente.



Figura 1- Diagrama do fator de potência

Fonte: Adaptado de Casa (2014)

O fator de potência (Fp) pode ser definido como a relação entre o componente ativo da

potência e o valor total desta mesma potência (MAMEDE, 2007:176), ou seja:

𝐹𝑝 =𝑃

𝑆= cos 𝜑 = cos (𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔

𝑄

𝑃)

Equação 1- Fórmula do fator de potência


O fator de potência indica a porcentagem da potência total fornecida (kVA) que é efetivamente

transformada em potência ativa (kW). Assim o fator de potência mostra o grau de eficiência do

uso de um sistema elétrico. Valores altos de fator de potência (próximos de 1,0) indicam uso

eficiente da energia elétrica, enquanto que valores baixos evidenciam seu mau aproveitamento,

além de representar uma sobrecarga para todo o sistema (DUAILIBE, 2000:4). Tanto assim

que, uma vez constatado um fator de potência de valor inferior a um mínimo prefixado, as

concessionárias se veem na contingência de, de acordo com a legislação em vigor, cobrar uma

sobretaxa ou multa. Isto representa, para quem não está com suas instalações adequadas,

substancial despesa extra, além de sobrecargas nos transformadores, nos alimentadores, bem

como menor rendimento e maior desgaste nas máquinas e equipamentos em geral (TAMIETTI,

2007:33).

3. Causas do baixo fator de potência

O baixo fator de potência pode provir de diversas causas. A solução para melhoria do fator de

potência de uma instalação elétrica passa necessariamente pelo profundo conhecimento e

análise dessas causas, a fim de que se possa propor uma ação corretiva mais eficaz (TAMIETTI,

2007:38). Entre as principais causas, podemos citar:

Motores de indução operando em vazio ou superdimensionados (operando com pouca

carga);

Transformadores operando em vazio ou superdimensionados;

Grande quantidade de motores de pequena potência em operação durante um longo período;



Lâmpadas de descarga;

Cargas especiais com consumo reativo;

Tensão acima da nominal (CODI, 2004:3).

3.1. Motores de indução operando em vazio ou superdimensionados (operando com

poucas cargas)

Os motores elétricos consomem praticamente a mesma quantidade de energia reativa,

necessária à manutenção do campo magnético, quando operando a vazio ou a plena carga.

Entretanto o mesmo não acontece com a energia ativa, que é diretamente proporcional a carga

mecânica aplicada no eixo do motor.

Assim quanto menor a carga mecânica aplicada, menor a energia ativa consumida,

consequentemente, menor o fator de potência.

Geralmente os motores são superdimensionados para as respectivas máquinas sendo, em média,

de 70% a 75% da potência nominal do motor, a potência efetivamente exigida pela máquina

(motores de pequena e média potência).

É muito comum o costume da substituição de um motor por outro de maior potência,

principalmente nos casos de manutenção para reparos e que, por acomodação, a substituição

transitória passa a ser permanente, não se levando em conta que um superdimensionamento

provocará baixo fator de potência. (ALBUQUERQUE, 2009).

3.2. Transformadores operando em vazio ou superdimensionados

Analogamente aos motores de indução, os transformadores, quando operando

superdimensionados para a carga que devem alimentar, consomem uma certa quantidade de

energia reativa relativamente grande (necessária para a magnetização do transformador), se

comparada à energia ativa, dando origem a um fator de potência baixo.

Desta forma, grandes transformadores alimentando pequenas cargas durante um longo período

contribuem, portanto, para uma acentuada redução do fator de potência da instalação

(TAMIETTI, 2007:40).

3.3. Grande quantidade de motores de pequena potência em operação durante um longo

período

A grande quantidade de motores de pequena potência provoca baixo fator de potência, uma vez

que o correto dimensionamento desses motores às máquinas a eles acopladas é dificultoso

(ALBUQUERQUE, 2009).

3.4. Lâmpadas de descarga

As lâmpadas de descarga (vapor de mercúrio, vapor de sódio, fluorescentes etc), para

funcionarem, necessitam do auxílio de um reator. Os reatores, como os motores e os

transformadores, possuem bobinas que consomem energia reativa, contribuindo para a redução

do fator de potência. O uso de reatores compensados (com alto fator de potência) pode

contornar, em parte, o problema (MONTENEGRO, 2012:65).

3.5. Cargas especiais com consumo reativo



Algumas cargas presentes em ambientes industriais apresentam grandes consumos de reativos,

contribuindo para a diminuição do fator de potência, entre elas:

Fornos a arco;

Fornos de indução eletromagnética;

Máquinas de solda a transformador;

Equipamentos eletrônicos (MONTENEGRO, 2012:65).

3.6. Tensão acima da nominal

A potência reativa é, aproximadamente, proporcional ao quadrado da tensão aplicada, enquanto

que, no caso dos motores de indução, a potência ativa praticamente só depende da carga

mecânica aplicada ao eixo do motor. Assim, quanto maior a tensão aplicada aos motores, maior

a energia reativa consumida e menor o fator de potência (TAMIETTI, 2007:40).

4. Consequências do baixo fator de potência

Baixos valores de fator de potência, como já visto, são decorrentes de quantidades elevadas de

energia reativa. Métodos específicos de compensação deste reativo excedente devem ser

aplicados, visto que essa condição de “excesso de reativos” no sistema elétrico resulta em

aumento na corrente total que circula nas redes de distribuição de energia elétrica da

concessionária e das unidades consumidoras, podendo sobrecarregar as subestações, as linhas

de transmissão e distribuição, prejudicando a estabilidade e as condições de aproveitamento dos

sistemas elétricos, trazendo inconvenientes diversos, tais como:

Aumento das perdas na instalação pelo efeito Joule;

Aumento das quedas de tensão;

Subutilização da capacidade instalada (limitação da capacidade dos transformadores de

alimentação);

Sobrecarga nos equipamentos de manobra, diminuindo sua vida útil;

Aumento da seção nominal dos condutores e da capacidade dos equipamentos de manobra

e de proteção, devido ao aumento da corrente consumida;

Acréscimo na conta de energia elétrica (multa) por estar operando por baixo fator de

potência (TAMIETTI, 2007:41).

4.1. Perdas na rede

As perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado da

corrente total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma

relação direta entre o incremento das perdas e o baixo fator de potência, provocando o aumento

do aquecimento de condutores e equipamentos (MONTENEGRO, 2012).



Gráfico 1- Perdas x Fator de potência

Fonte: Duailibe (2000)

4.2. Quedas de tensão

A queda de tensão em um circuito também é diretamente proporcional a corrente elétrica

consumida. O aumento da corrente devido ao excesso de energia reativa leva a quedas de tensão

acentuadas, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a sobrecarga

em certos elementos da rede. Esse risco é sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a

rede é fortemente solicitada. As quedas de tensão podem provocar ainda, a diminuição da

intensidade luminosa das lâmpadas e o aumento da corrente nos motores.

Embora os capacitores elevem os níveis de tensão, não é, de um modo geral, economicamente

viável, sua instalação visando apenas esse fim. A melhoria dos níveis de tensão deve ser vista

como um benefício adicional dos capacitores.

A tensão num ponto de um circuito elétrico pode ser calculada de acordo com a Figura 2.

Figura 2 - Circuito elétrico


Ou seja,



Equação 2 - Cálculo de queda de tensão


Observa-se que quanto maior a queda de tensão, menor será a tensão entregue a carga.

Com o emprego de capacitores e a melhoria do fator de potência, a corrente total equivalente

fica reduzida, reduzindo também a queda de tensão na linha e, consequentemente, melhorando

o nível de tensão (DUAILIBE, 2000:6).

4.3. Subutilização da capacidade instalada

A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua plena utilização,

condicionando a instalação de novas cargas a investimentos que seriam evitados se o fator de

potência apresentasse valores mais altos. O “espaço” ocupado pela energia reativa poderia ser

então utilizado para o atendimento de novas cargas.

Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados principalmente aos

transformadores e condutores necessários. O transformador a ser instalado deve atender à

potência total dos equipamentos utilizados, mas devido a presença de potência reativa, a sua

capacidade deve ser calculada com base na potência aparente das instalações.

A Tabela 1 mostra a potência total que deve ter o transformador, para atender uma carga útil de

800 kW para fatores de potência crescentes.

Potência útil absorvida -kW Fator de potência Potência do Trafo - kVA

800

0,50 1600

0,80 1000

1,00 800

Tabela 1 – Variação da potência do trafo em função do fator de potência


Também o custo dos sistemas de comando, proteção e controle dos equipamentos cresce com

o aumento da energia reativa. Da mesma forma, para transportar a mesma potência ativa sem o

aumento de perdas, a seção dos condutores deve aumentar à medida em que o fator de potência

diminui. A Tabela 2 ilustra a variação da seção de um condutor em função do fator de potência.

Nota-se que a seção necessária, supondo-se um fator de potência 0,70 é o dobro da seção para

o fator de potência 1,00.



Seção relativa Fator de potência

1,00 1,00

1,23 0,90

1,56 0,80

2,04 0,70

2,78 0,60

5,00 0,50

6,25 0,40

11,10 0,30

Tabela 2 – Seção relativa do cabo em função do fator de potência


A correção do fator de potência por si só já libera capacidade para instalação de novos

equipamentos, sem a necessidade de investimentos em transformador ou substituição de

condutores para esse fim específico (CASA, 2014).

5. Correção do fator de potência

A primeira providência para corrigir o baixo fator de potência é a análise das causas que levam

à utilização excessiva de energia reativa. A eliminação dessas causas passa pela racionalização

do uso de equipamentos – desligar motores em vazio, redimensionar equipamentos

superdimensionados, redistribuir cargas pelos diversos circuitos, etc. – e pode, eventualmente,

solucionar o problema de excesso de reativo nas instalações (CODI, 2004: 5).

Apesar de necessária, a utilização de energia reativa indutiva deve ser limitada ao mínimo

possível por não realizar trabalho efetivo, servindo apenas para magnetizar as bobinas de

equipamentos com características indutivas. O excesso de energia reativa exige condutores de

maior seção e transformadores de maior capacidade. A esse excesso estão associadas, ainda,

perdas por aquecimento e quedas de tensão (SENA, 2005).

Figura 3 – Motor utilizando energia ativa e reativa do transformador

Fonte: Sena (2005)

Instalando-se capacitores junto às cargas indutivas, a circulação de energia reativa fica limitada

a estes equipamentos. Na prática, a energia reativa passa ser fornecida pelos capacitores,

liberando parte da capacidade do sistema elétrico e das instalações da unidade consumidora.

Isso é comumente chamado de “compensação de energia reativa”. Quando está havendo

consumo de energia reativa, caracterizando uma situação de compensação insuficiente, o fator

de potência é chamado de indutivo. Quando está havendo um fornecimento de energia reativa

à rede, caracterizando uma situação de compensação excessiva, o fator de potência é chamado

capacitivo (CODI, 2004:6).



Figura 4 - Demonstração da correção do fator de potência através de capacitor

Fonte: CODI (2004)

Com os capacitores funcionando como fonte de energia reativa, a circulação dessa energia fica

limitada aos pontos onde ela é efetivamente necessária, reduzindo perdas, melhorando

condições operacionais e liberando capacidade em transformadores e condutores para

atendimento a novas cargas, tanto nas instalações consumidoras, como nos sistemas elétricos

de distribuição.

O projeto e a instalação de capacitores para correção do fator de potência das unidades

consumidoras deve ser realizado por profissionais experiente, minimizando, dessa forma, os

riscos de danos aos equipamentos e, até mesmo os riscos de acidentes a terceiros (SENA,2005).

6. Compensação através de capacitores

A instalação de capacitores em paralelo com a carga é a solução mais empregada na correção

do fator de potência de instalações industriais, comerciais e dos sistemas de distribuição e de

potência, a fim de reduzir a potência reativa demandada à rede e que os geradores da

concessionária deveriam fornecer na ausência destes capacitores, uma vez que estes fornecem

energia reativa ao sistema elétrico onde estão ligados. É o método mais econômico e o que

permite maior flexibilidade de aplicação (MONTENEGRO, 2012:67). Estes capacitores podem

ser instalados na entrada ou então próximos as cargas individuais, reduzindo as perdas e

aumentando a capacidade disponível no sistema, bem como melhorar o nível de tensão

(DUAILIBE, 2000:8).



Muitos fatores influenciam na escolha da localização dos capacitores, tais como os circuitos da

instalação, seu comprimento, as variações da carga, tipos de motores e distribuição de cargas.

De forma geral, capacitores ou banco de capacitores podem estar instalados da seguinte forma:

Compensação individual;

Compensação por grupos de cargas;

Compensação geral;

Compensação na entrada da energia em alta tensão (AT);

Compensação com regulação automática;

Compensação combinada;

Compensação por motores síncronos.

6.1. Compensação individual

É efetuada instalando os capacitores junto ao equipamento cujo fator de potência se pretende

melhorar. Representa, do ponto de vista técnico, a melhor solução, apresentando as seguintes

vantagens:

Reduz as perdas energéticas em toda a instalação;

Diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos compensados;

Melhora os níveis de tensão de toda a instalação;

Pode-se utilizar um sistema único de acionamento para a carga e o capacitor,

economizando-se em equipamentos de manobra;

Gera reativos somente onde é necessário.

Existem, contudo, algumas desvantagens dessa forma de compensação com relação às demais:

Muitos capacitores de pequena potência têm custo maior que capacitores concentrados de

potência maior;

Pouca utilização dos capacitores, no caso do equipamento compensado não ser de uso

constante;

Para motores, deve-se compensar no máximo 90% da energia reativa necessária (CODI,

2004:6).

Figura 5 - Capacitores localizados na entrada dos motores

Fonte: CODI (2004)



6.2. Compensação por grupo de cargas

O banco de capacitores é instalado de forma a compensar um setor ou um conjunto de máquinas.

É colocado junto ao quadro de distribuição que alimenta esses equipamentos. A potência

necessária será menor que no caso da compensação individual, o que torna a instalação mais

econômica. Tem como desvantagem o fato de não haver diminuição de corrente nos

alimentadores de cada equipamento compensado (CODI, 2004:7).

Figura 6 - Capacitores localizados nos grupos de cargas

Fonte: CODI (2004)

6.3. Compensação geral

O banco de capacitores é instalado na saída do transformador ou do quadro de distribuição

geral, se a instalação for alimentada em baixa tensão. Utiliza-se em instalações elétricas com

número elevado de cargas com potências diferentes e regimes de utilização pouco uniformes.

Apresenta as seguintes vantagens principais:

Os capacitores instalados são mais utilizados;

Fácil supervisão;

Possibilidade de controle automático;

Melhoria geral do nível de tensão;

Instalações adicionais suplementares relativamente simples.

A principal desvantagem consiste em não haver alívio sensível dos alimentadores de cada

equipamento. (CODI, 2004:7).



Figura 7 - Capacitores localizados na saida do transformador

Fonte: CODI (2004)

6.4. Compensação na entrada da energia em alta tensão (AT)

Não é muito frequente a compensação no lado da alta tensão. Tal localização não alivia nem

mesmo os transformadores e exige dispositivos de comando e proteção dos capacitores com

isolação para a tensão primária. Embora o preço por kVAr dos capacitores seja menor para

tensões mais elevadas, este tipo de compensação, em geral, só é encontrada nas unidades

consumidores que recebem grandes quantidades de energia elétrica e dispõem de subestações

transformadoras. Neste caso, a diversidade da demanda entre as subestações pode resultar em

economia na quantidade de capacitores a instalar. (CODI, 2004:7).

Figura 8 - Capacitores localizados na entrada da energia de alta tensão

Fonte: CODI (2004)

6.5. Compensação com regulação automática

Nas formas de compensação geral e por grupos de equipamentos, é usual utilizar-se uma

solução em que os capacitores são agrupados por bancos controláveis individualmente. Um relé

varimétrico, sensível às variações de energia reativa, comanda automaticamente a operação dos

capacitores necessários à obtenção do fator de potência desejado (CODI, 2004:8).

6.6. Compensação combinada



Em muitos casos utilizam-se, conjuntamente, as diversas formas de compensação (CODI,

2004:8).

Gráfico 2 – Gráfico de compensação combinada

Fonte: CODI (2004)

6.7. Compensação por motores síncronos

Motores síncronos podem ser utilizados para compensação do fator de potência por gerarem

energia reativa, da mesma forma como um gerador convencional o faz. A potência reativa

capacitiva fornecida por um motor síncrono à instalação, é função da corrente de excitação e da

carga em seu eixo.

Entretanto, devido ao fato de ser um equipamento bastante caro, nem sempre é compensador

do ponto de vista econômico, sendo competitivo, em princípio, para potências superiores a 200

CV e funcionamento por períodos longos (CODI, 2004:8).

7. Dimensionamento e precauções na instalação dos bancos de capacitores

No que se refere ao dimensionamento de bancos de capacitores, isto é, na determinação da

potência reativa em KVAr a ser instalada, de modo a corrigir o fator de potência, vimos que tal

problema não é suscetível a uma solução imediata e simplista.

Por um lado, a potência reativa a instalar, está intimamente relacionada ao local de instalação

escolhido. Por outro lado, depende do período de tempo em que permanecem ligados os

capacitores e as cargas que utilizam energia reativa, ainda que deste período, devam ser

deduzidas as horas em que a potência reativa fornecida pelos capacitores excede à necessária

para as instalações, uma vez que as concessionárias não "aceitam" de volta os KVArs fornecidos

pelo consumidor.

Por essas razões, cada problema de Correção de fator de potência deve ser considerado como

um caso individual, não existindo soluções pré-fabricadas (ALBURQUERQUE, 2009).

Na especificação dos capacitores, deve-se ter atenção especial quanto ao desligamento. As

normas recomendam os seguintes itens a serem seguidos para capacitores com tensão maior ou

igual a 600 V:



Os capacitores devem ser providos de meios para escoamento da carga, uma vez

desligados;

A tensão residual do capacitor deve estar abaixo de 50 V até 1 minuto após seu

desligamento da fonte de alimentação;

O circuito de descarga deve estar permanentemente ligado aos terminais do capacitor ou

banco de capacitores, ou ser provido de sistemas automáticos que o conectem aos

terminais ao ser desligado da linha (DUAILIBE, 2000:15).

8. Legislação sobre excedente de reativo

Com o principal objetivo de otimizar o uso da energia elétrica gerada no país, limitando o fluxo

potência de reativa no sistema elétrico e evitando o elevado sobredimensionamento do mesmo,

surgiu a primeira regulamentação referente ao uso de energia elétrica, estabelecida pelo Decreto

nº 62.724 de 17 de maio de 1968 e com a nova redação dada pelo Decreto nº 75.887 de 20 de

junho de 1975, as concessionárias de energia elétrica adotaram, desde então, o fator de potência

de 0,85 como referência para limitar o fornecimento de energia reativa. Consumidores

atendidos em alta tensão que apresentassem valor médio mensal abaixo desse referencial eram

penalizados com um percentual de ajuste (multa) na conta de energia (TAMIETTI, 2014)

O Decreto nº 479, de 20 de março de 1992, reiterou a obrigatoriedade de se manter o fator de

potência o mais próximo possível da unidade (1,00), tanto pelas concessionárias quanto pelos

consumidores, recomendando, ainda, ao extinto DNAEE (Departamento Nacional de Águas e

Energia Elétrica), atualmente com a denominação de ANEEL (Agência Nacional de Energia

Elétrica), o estabelecimento de um novo limite de referência para o fator de potência indutivo

e capacitivo, bem como a forma de avaliação e de critério de faturamento da energia reativa

excedente a esse novo limite.

A nova legislação, sendo válida, atualmente, a resolução nº 414/ANEEL de 9 de setembro de

2010, introduziu uma nova forma de abordagem do ajuste pelo baixo fator de potência, com os

seguintes aspectos relevantes:

Aumento do limite mínimo do fator de potência de 0,85 para 0,92;

Faturamento de energia reativa excedente;

Redução do período de avaliação do fator de potência de mensal para horário, a partir

de 1996 para consumidores com medição horosazonal.

Com isso muda-se o objetivo do faturamento: em vez de ser cobrado um ajuste por baixo fator

de potência, como faziam até então, as concessionárias passam a faturar a quantidade de energia

ativa que poderia ser transportada no espaço ocupado por esse consumo de reativo. Este é o

motivo de as tarifas aplicadas serem de demanda e consumo de ativos, inclusive ponta e fora

de ponta para os consumidores enquadrados na tarifação horosazonal.



Figura 9 – Controle de fator de potência capacitivo e indutivo

Fonte: CODI (2004)

Além do novo limite e da nova forma de medição, outro ponto importante ficou definido: das

6h da manhã às 24h o fator de potência deve ser no mínimo 0,92 para a energia e demanda de

potência reativa indutiva fornecida, e das 24h até as 6h no mínimo 0,92 para energia e demanda

de potência reativa capacitiva recebida como mostra a Figura 10 abaixo (CASA, 2014).

Figura 10 – Períodos de medição de energia reativa indutiva e capacitiva

Fonte: CODI (2004)

9. Benefícios da correção do fator de potência



Existem vários benefícios da correção do fator de potência, tanto para concessionária quanto

para as indústrias.

Os benefícios mais relevantes para as indústrias são:

Redução significativa do custo de energia elétrica;

Aumento da eficiência energética da indústria;

Melhoria da tensão;

Aumento da capacidade dos equipamentos de manobra;

Aumento da vida útil das instalações e equipamentos;

Redução do efeito Joule;

Redução da corrente reativa na rede elétrica.

Os benefícios mais significativos para a concessionária são:

O bloco de potência reativa deixa de circular no sistema de transmissão e distribuição;

Evita as perdas pelo efeito Joule;

Aumenta a capacidade do sistema de transmissão e distribuição para conduzir o bloco de

potência ativa;

Aumenta a capacidade de geração com intuito de atender mais consumidores;

Diminuir os custos de geração (CASA, 2014).

10. Conclusão

Cada vez mais se acentua a preocupação com o aumento de produtividade do sistema elétrico,

através de estudos de otimização e execução de projetos de eficientização energética. Devemos

nos atentar não apenas em economizar energia, mas em consumir com produtividade, ou seja,

minimizar ou compensar o consumo de energia reativa em uma instalação.

Desta forma, a compensação da energia reativa numa instalação é de suma importância e produz

grandes vantagens, entre elas: redução das perdas de energia em cabos e transformadores,

redução dos custos de energia elétrica pela eliminação do ajuste na tarifa imposto pela

concessionária, liberação da capacidade do sistema, permitindo a ligação de cargas adicionais,

ou seja, aumento da capacidade de condução dos cabos e da capacidade disponível em

transformadores e elevação dos níveis de tensão, melhorando o funcionamento dos

equipamentos de instalação.

É importante salientar que a preocupação com o consumo de energia reativa não deve ser apenas

das grandes instalações elétricas (complexos industriais). Nestes, o problema é acentuado e

“pesa” no bolso dos proprietários, não apenas devido ao aumento de perdas, queda de tensão

ou sobrecargas nos equipamentos, mas também através dos chamados “ajuste de tarifação” (as

populares “multas”) devido ao elevado consumo de energia reativa.

Com o avanço da tecnologia e com o aumento das cargas não lineares nas instalações elétricas,

a correção do fator de potência passou a ter um rigor maior da ANEEL (Agência Nacional de

Energia Elétrica), através da resolução número 479 de 20 de março de 1992, estabeleceu que o

fator de potência mínimo de referência deveria ser igual a 0,92, sendo válida, atualmente, a

resolução nº 414/ANEEL de 9 de novembro de 2010.



Em face do crescente uso de automação nas indústrias e do aumento da multas e ajustes

cobrados pelas concessionárias, o gerenciamento de energia elétrica vem se tornando uma

necessidade para as empresas interessadas em reduzir custos. Os consumidores não devem-se

preocupar apenas com os ganhos decorrentes da eliminação de multas e passar a exigir recursos

para que alcance um amento de produtividade através da diminuição de interrupções, maior

vida útil dos transformadores e demais equipamentos instalados nas subestações.

Referências

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