1 INTRODUÇÃO POTÊNCIA ATIVA E REATIVA - CONCEITOS BÁSICOS BAIXO FATOR DE POTÊNCIA PRINCIPAIS CAUSAS... 06

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2 1 INTRODUÇÃO POTÊNCIA ATIVA E REATIVA - CONCEITOS BÁSICOS BAIXO FATOR DE POTÊNCIA PRINCIPAIS CAUSAS EXCEDENTE REATIVO - EFEITOS NAS REDES E INSTALAÇÕES PERDAS NA REDE QUEDAS DE TENSÃO SUB UTILIZAÇÃO DA CAPACIDADE INSTALADA FATOR DE POTÊNCIA CORREÇÃO COMPENSAÇÃO ATRAVÉS DE CAPACITORES LEVANTAMENTO TÉCNICO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PARA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA COMPENSAÇÃO INDIVIDUAL COMPENSAÇÃO POR GRUPOS DE CARGAS COMPENSAÇÃO GERAL COMPENSAÇÃO NA ENTRADA DA ENERGIA EM ALTA TENSÃO (AT) COMPENSAÇÃO AUTOMÁTICA COMPENSAÇÃO COMBINADA COMO CALCULAR A CAPACITÂNCIA NECESSÁRIA º CASO: SE VOCÊ NÃO SABE O REGIME DE TRABALHO CÁLCULO DA CAPACITÂNCIA: Aplicar a Formula º CASO: SE VOCÊ NÃO CONHECE A DEMANDA CÁLCULO DA DEMANDA MÉDIA CÁLCULO DA CAPACITÂNCIA: Aplicar a Formula EXEMPLO EXEMPLO PRECAUÇÕES NA INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO DE CAPACITORES HARMÔNICAS...18 PARTE 7 LEGISLAÇÃO SOBRE EXCEDENTE DE REATIVO Resolução Nº 456, de Novembro de DO FATURAMENTO DE ENERGIA E DEMANDAS REATIVAS FATOR DE POTÊNCIA

3 7.2 PERIODOS DE MEDIÇÃO DE ENERGIA REATIVA, INDUTIVA E CAPACITIVA CÁLCULO DO FATOR DE POTÊNCIA EXCEDENTE DE REATIVO FORMA DE AVALIAÇÃO FATURAMENTO CAPITULO 2 - MANUAL DE ORIENTAÇÃO AO CLIENTE SOBRE VÁRIAS OPÇÕES DE MODALIDADE DE FATURAMENTO...26 INTRODUÇÃO CONCEITOS BÁSICOS OBSERVAÇÃO OBSERVAÇÃO OBSERVAÇÃO CAPÍTULO 3 - MODALIDADES TARIFÁRIAS QUE ESSA EMPRESA PODERÁ OPTAR FATURAMENTO PELA TARIFA MONÔMIA DO GRUPO B CALCULO DO FATURAMENTO FATURAMENTO PELA TARIFA BINOMIA DO GRUPO A TARIFAS HORO-SAZONAIS FATURAMENTO PELA TARIFA HOROSAZONAL AZUL FATURAMENTO PELA TARIFA HOROSAZONAL VERDE RETORNO À ESTRUTURA TARIFÁRIA CONVENCIONAL PERÍODO DE TESTES IMPLANTAÇÕES CORRENTES DA NÃO CONTROLADA DA DEMANDA ENQUADRAMENTO NA SAZONALIDADE GLOSSÁRIO

4 INTRODUÇÃO Em conformidade com o estabelecido pelo Decreto n de 17 de maio de 1968, com a nova redação dada pelo Decreto n 75887, de 20 de junho de 1975 ás concessionárias de energia elétrica adotaram o Fator de Potência 0,85 como referencia para limitar o fornecimento de energia reativa. O Decreto n 479 de 20 de marco 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 Departamento nacional de Águas e Energia Elétrica DNAEE, o estabelecimento de um novo limite de referencia para 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 pertinente, estabelecida pelo Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica DNAEE, introduz 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 capacitiva excedente. Redução do período de avaliação do Fator de Potência, mensal para horário a partir de Obs.: portanto qualquer um dos consumidores pode ser medido o reativo excedente, pelo novo critério, ou seja,horário.decisão esta que cabe a concessionária. Mais recentemente através da resolução 456- art.68 (PAG. 16), de Novembro de 2000, a recém criada ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica, autorizou a cobrança de Reativos Excedentes, detectados através de medições transitórias em consumidores do Grupo B. O controle mais apurado de energia reativa é mais uma medida adotada pelo DNAEE, visando estimular o consumidor a melhorar o fator de potência de suas instalações elétricas, com benefícios imediatos tanto para o próprio consumidor, através da redução de perdas e melhor desempenho de suas instalações, como também para o setor elétrico nacional, pela melhoria das condições operacionais e a liberação do sistema para atendimento a novas cargas com investimentos menores. POTÊNCIA ATIVA E REATIVA - CONCEITOS BÁSICOS 4

5 As maiorias das cargas das unidades consumidoras utilizam energia reativa indutiva, como motores, transformadores, lâmpadas de descargas, fornos de indução, entre outros. As cargas indutivas necessitam de campos eletromagnéticos para seu funcionamento, por isso sua operação requer dois tipos de potência: * Potência ativa medida em kw, que efetivamente realiza trabalho, gerando calor, luz, movimento, etc. * Potência reativa medida em kvar, usada apenas para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas. Assim, enquanto a potência ativa é sempre consumida na execução de trabalho, a potência reativa, ale de não produzir trabalho, circula entre a carga e a fonte de alimentação ocupando um espaço no sistema elétrico que poderia ser utilizado para fornecer mais energia ativa.a potência ativa e a potência reativa se juntam, constitui a potência aparente, medida em KVA, que é a potência total gerada e transmitida à carga. 5

6 A razão entre a potência ativa e a potência aparente de qualquer instalação se constitui no Fator de Potência. FP = kw = cos () = cos (arctg kvar) KVA kw O Fator de Potência indica qual porcentagem da potência total fornecida (KVA) é efetivamente utilizada como potência ativa (kw). Assim, o Fator de Potência mostra o grau de eficiência do uso do sistema elétrico. Valores altos de Fator de Potência, próximos de 1,00, indicam uso eficiente da energia elétrica, enquanto baixos evidenciam seu mau aproveitamento, alem de representar uma sobrecarga para todo o sistema elétrico. Por exemplo, para alimentar uma carga de 100 kw com Fator de Potência igual a 0,70, são necessários 143 KVA. Para a mesma carga de 100 KW, com Fator de Potência igual a 0,92, são necessários apenas 109 KVA, o que representa uma diferença de 24% no fornecimento de KVA. 100 kw 100 kw 143 kva 109 kva FP = 0,70 FP = 0,92 BAIXO FATOR DE POTÊNCIA PRINCIPAIS CAUSAS Motores e transformadores operando em vazio ou com pequenas cargas; Motores e transformadores super dimensionados; Grande quantidade de motores de pequena potência; Máquina de solda; Lâmpadas de descarga - fluorescentes, vapor de mercúrio, vapor de sódio sem reatores de alto fator de potência; Excesso de energia reativa capacitiva. 6

7 EXCEDENTE REATIVO EFEITOS NAS REDES E INSTALAÇÕES Baixos valores de fator de potência são decorrentes de quantidades elevadas de energia reativa. Essa condição 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: 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 Perdas (%) ,8 0,6 0,4 0,2 0 Fator de Potência A tabela seguinte mostra a diminuição das perdas anuais em energia elétrica de uma instalação com consumo anual da ordem de 100 Mwh, quando se eleva o fator de potência de 0,78 para 0,92. SITUAÇÃO INICIAL SITUAÇÃO FINAL FATOR DE POTÊNCIA 0,78 0,92 PERDAS GLOBAIS 5% 3,59% 5 MWh/ANO 3,59 Mwh/ANO 7

8 REDUÇÃO DE PERDAS 28,1% REDUÇÃO DAS PERDAS (%) = (1 - FPi² ) x 100 FPf² 4.2 QUEDAS DE TENSÃO O aumento da corrente devido ao excesso de reativo leva a queda de tensão acentuada, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a sobrecarga em certos elementos de rede. Esse risco é, sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a rede é fortemente solicitada. As quedas de tensão podem provocar, ainda, diminuição da intensidade luminosa nas lâmpadas e aumento da corrente nos motores. 4.3 SUB UTILIZAÇÃO DA CAPACIDADE INSTALADA A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua utilização, condicionando a instalação de novas cargas a investimentos que seriam evitáveis se o Fator de Potência apresentasse valores mais altos. O espaço ocupado pela energia reativa poderia ser então utilizado para o atendimento a novas cargas. As figuras a seguir, dão uma idéia da conseqüência do aumento do fator de potência, de 0,85 para 0, 92, no fornecimento de potência ativa para cada kva instalado. A redução da potência reativa, de 527 kvar para 392 kvar, permite ao sistema elétrico aumentar de 850 kw para 920 kw a sua capacidade de fornecer potência ativa, para cada kva instalado. 850 kw 920 kw kva kva 392 FP = 0,85 kvar FP = 0,92 kvar Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados principalmente aos transformadores e condutores necessários. O transformador a ser instalado deve atender à potência ativa total dos equipamentos utilizados, mas, devido à presença de potência reativa, sua capacidade deve ser calculada com base na potência aparente das instalações. A tabela abaixo 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 0,

9 800 0, , Também, o custo dos sistemas de comando, proteção e controle dos equipamentos, crescem com o aumento da energia reativa. Da mesma forma, para transportar a mesma potência ativa sem aumento de perdas, a seção dos condutores deve aumentar na medida em que o fator de potência diminui. A tabela seguinte ilustra a variação da seção necessária de um condutor em função do Fator de Potência. Nota-se que a seção necessária, supondose um Fator de Potência 0,70, é o dobro da seção para Fator de Potência 1,00. 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 a substituição de condutores para esse fim especifico. É o que mostra a tabela a seguir, ilustrando o aumento do fator de Potência de 0,80 para 0,92 em uma instalação genérica, com potência de transformação de 315 kva. 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 4,00 0,50 6,25 0,40 11,10 0,30 SITUAÇÃO INICIAL SITUAÇÃO FINAL FATOR DE POTÊNCIA 0,80 0,92 POTÊNCIA DISPONIVEL kw AUMENTO DE POTÊNCIA kw 38 FATOR DE POTÊNCIA - CORREÇÃO 9

10 A primeira providencia para corrigir o baixo Fator de Potência é a analise das causas que levam à utilização excessiva de energia reativa. A eliminação dessas causas passa pela racionalização do uso de equipamento 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. A partir destas providencias, uma forma de reduzir a circulação de energia reativa pelo sistema elétrico, consiste em produzi-la o mais próximo possível da carga, utilizando um equipamento chamado capacitor. Instalando-se capacitores junto às cargas indutivas, a circulação de energia reativa fica limitada a estes equipamentos. Na pratica, a energia reativa passa a 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 esta 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 de capacitivo. COMPENSAÇÃO ATRAVÉS DE CAPACITORES Existem varias alternativas para instalação de capacitores em uma unidade consumidora, cada uma delas apresentando vantagens e desvantagens. Nesse sentido, a escolha da melhor alternativa dependerá de analises técnicas de cada instalação. Para tanto algumas questões devem ser levantadas através de um questionário, como exemplificado na página seguinte e a partir dele fazer a melhor opção de correção. 10

11 LEVANTAMENTO TÉCNICO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PARA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA EMPRESA RESPONSÁVEL TÉCNICO UNIDADE CONSUMIDORA UC TIPO DE FATURAMENTO COVENCIONAL HORO-SAZONAL HORAS DE TRABALHO P/ DIA DAS AS DIAS DE TRABALHO P/ MES Nº DE HORÁS DE TRABALHO NO HORÁRIO DE PONTA NÍVEL DE CONSUMO DURANTE A MADRUGADA BAIXO ALTO NÚMERO DE TRANSFORMADORES LIGADOS A REDE PRIMÁRIA POTÊNCIA POR TRAFO em kva TRAFO 01 TRAFO 02 TRAFO 03 TRAFO 04 TOTAL kva POTÊNCIA TOTAL DE CAPACITORES JÁ INSTALADOS POR TRAFO TRAFO 01 TRAFO 02 TRAFO 03 TRAFO 04 TOTAL Kvar DADOS DO FATURAMENTO CONTRATADO REGISTRADO DEMANDA DE POTÊNCIA FORA DE PONTA kw DEMANDA DE POTÊNCIA NA PONTA kw CONSUMO FORA DE PONTA CONSUMO NA PONTA REATIVO EXCEDENTE FORA DE PONTA REATIVO EXCEDENTE NA PONTA DEMANDA REATIVA EXCEDENTE F. DE PONTA DEMANDA REATIVA EXCEDENTE NA PONTA FATOR DE POTÊNCIA REGISTRADO CALCULADO FATOR DE CARGA 11

12 RELAÇÃO DE EQUIPAMENTOS INSTALADOS DESCRIÇÃO POTÊNCIA F.P. POTÊNCIA TOTAL F.P. MÉDIO 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 instalação; Diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos compensados; Melhora os níveis de tensão de toda instalação; Pode-se utilizar um sistema único de acionamento para a carga e o capacitor, economizando-se m 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. 12

13 6.2 COMPENSAÇÃO POR GRUPOS DE CARGAS O banco de capacitores é instalado de forma a compensar um setor ou um conjunto de maquinas. 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. 6.3 COMPENSAÇÃO GERAL 13

14 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 numero 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 alivio sensível dos alimentadores de cada equipamento. 6.4 COMPENSAÇÃO NA ENTRADA DA ENERGIA EM ALTA TENSÃO (AT) Não é muito freqüente 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 consumidoras 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. 6.5 COMPENSAÇÃO AUTOMÁTICA 14

15 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. 6.6 COMPENSAÇÃO COMBINADA Em muitos casos utilizam-se, conjuntamente, as diversas formas de compensação. A Banco fixo, utilização ininterrupta. B Banco fixo, ligado somente no período de atividade dos equipamentos a ele ligado. C Banco fixo, controlado por um Timer. D Banco automático, controlando continuamente a quantidade de kvar. D C 6.7 COMO CALCULAR A CAPACITÂNCIA NECESSÁRIA À CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA O princípio é um só, porém dependendo dos dados disponíveis será necessária a utilização do Fator de Carga ou Horas Trabalhada. DADOS NECESSÁRIOS: * DEMANDA; * CONSUMO; * FATOR DE POTÊNCIA; * REG. DE TRABALHO - HORAS TRABALHADAS AO MÊS; º CASO: SE VOCÊ NÃO SABE O REGIME DE TRABALHO; A PARTIR DOS DADOS ESTABELECER: 15

16 1º FATOR DE MULTIPLICAÇÃO: Com o fator de potência em mãos estabelecer através da tabela o Fator de Multiplicação (Exemplo 1 Pág. 16) 2º FATOR DE CARGA: Dividir o consumo pela demanda multiplicada por 730; ou seja: Fc= Demanda Média Demanda Máxima x 730 horas/mês Fc= kwh. kw x 730 h OBS: VER MAIORES DETALHES PÁG. 30 ITEM C= D. *(Fator de Multiplicação)* F.C º CASO: SE VOCÊ NÃO CONHECE A DEMANDA: DM= Consumo (kwh)\ Horas Trabalhadas DM= Kw C= (DM) * (Fator de Multiplicação) * OBS: NÃO MULTIPLICAR PELO FATOR DE CARGA 1º EXEMPLO: EXEMPLOS DADOS ENCONTRADOS NA FATURA MENSAL DE ENERGIA ELÉTRICA DEMANDA DE POTÊNCIA KW 96 CONSUMO FATURADO kwh FATOR DE POTÊNCIA ORIGINAL 0.83 DADOS A ESTABELECER 1 - FATOR DE POTÊNCIA DESEJADO? 2 - FATOR DE MULTIPLICAÇÀO? 3 - FATOR DE CARGA? 1 Fator de Potência desejado, pode-se qualquer valor entre 0,92 e 1. Por Exemplo: 0,96 2 Fator de Multiplicação, encontrar na Tabela (Pág. 17) Fc= 0,230 Fc= 23 % CAPACITÂNCIA= 96 x 0,380 x 23 % CAPACITÂNCIA= 8,4 Kvar 16

17 2º EXEMPLO: CONSUMO FATURADO kwh FATOR DE POTÊNCIA ORIGINAL 0.86 FATOR DE POTÊNCIA DESEJADO 0.96 REGIME DE TRABALHO: 24 DIAS / MÊS HORAS MÊS: 240 HORAS DIAS: 10 DEMANDA DE POTÊNCIA KW 36 FATOR DE MULTIPLICAÇÀO FATOR DE CARGA CAPACITÂNCIA= 36 x 0,302 CAPACITÂNCIA= 10,8 Kvar Exemplo 1: Fator de Potência Original: 0,72 Fator de Potência Desejado: 0,92 Fator de Multiplicação: Vermelho Fator de Potência Original CAPACITECH FATOR DE POTÊNCIA DESEJADO

18 PRECAUÇÕES NA INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO DE CAPACITORES Para maior segurança e eficiência na operação do banco de capacitores, é importante a consulta à norma P-NB-209 da ABNT e, ainda, considerar os seguintes aspectos: A instalação de capacitores deve ser feita em local onde haja boa ventilação e com espaçamento adequado entre as unidades; Após desligar, esperar algum tempo para religar ou fazer o aterramento de um capacitor. Isso porque o capacitor retém sua carga por alguns minutos, mesmo desligado; Proceder ao aterramento dos capacitores antes de tocar sua estrutura ou seus terminais; Para capacitores ligados em alta tensão (13,8 kv, por exemplo), é sempre conveniente que as operações de ligar e desligar sejam feitas utilizando-se disjuntor principal da instalação, antes de se abrir ou fechar a chave principal de capacitores, no caso de não haver dispositivos adequados de manobra sob carga; Evitar a energização simultânea de dois ou mais bancos de capacitores, a fim de se evitar possíveis sobretensões. 6.9 HARMÔNICAS De uma maneira geral, as tensões geradas pelas centrais elétricas possuem formas de ondas praticamente senoidais, com magnitude e freqüência constantes. Por outro lado, cargas como retificadores e conversores, tem a propriedade de deformarem essas tensões senoidais. Isso ocorre porque, ao mesmo tempo em que elas absorvem a corrente senoidal, de freqüência de 60 Hz, como no Brasil e nos Estados Unidos (ou de 50 Hz na Europa e em 18

19 outros países da América Latina), essas cargas injetam no sistema ao qual estão conectadas, correntes de outras freqüências, múltiplas da freqüência original (60 Hz ou 50 Hz). A conseqüência imediata disso, dentre outras que serão citadas neste capítulo, é que as tensões nas barras mais próximas dessas cargas poderão ficar distorcidas. Nas barras mais próximas das grandes centrais geradoras, devido aos altos níveis de curto-circuito, as medições efetuadas por analisadores harmônicos ou osciloscópios, mostram que as tensões têm menos que 1% de distorção. Entretanto, à medida que os pontos de medições se distanciam das centrais geradoras e se encaminham para as cargas elétricas, as distorções de tensão aumentam. Os primeiros relatos de problemas de distorções harmônicas datam de 1930/1940. Provavelmente, o primeiro equipamento a ser acusado de causar problemas harmônicos, foi o transformador. As primeiras vítimas de então, foram as linhas telefônicas, que sofriam interferências indutivas. As distorções nas formas de onda das tensões e correntes tornaram-se mais significativas nos últimos anos, com o crescente progresso nos desenvolvimentos de cargas controladas por tiristores. Para muitos engenheiros, as distorções harmônicas são os mais importantes problemas de qualidade da energia de um sistema elétrico. Embora os problemas causados pelos harmônicos possam ser de difícil solução, eles não ocorrem tão freqüentemente como os afundamentos de tensão e os cortes de energia. Em geral, os consumidores industriais têm mais problemas harmônicos que os sistemas de distribuição de energia de uma concessionária. Isso acontece porque as indústrias, nos dias de hoje, possuem um grande número de cargas geradoras de correntes harmônicas, como os equipamentos controladores de velocidade de motores, os fornos a arco, os conversores AC/DC, etc. Ironicamente, essas cargas industriais, conforme será mostrado adiante, são vítimas da própria poluição elétrica que elas mesmas provocam. Ë como se o feitiço virasse contra o feiticeiro.... Normalmente, as cargas elétricas, independentemente de gerarem ou não correntes harmônicas, são projetadas para operarem com tensões balanceadas e perfeitamente senoidais. Assim, os engenheiros eletricistas, nas indústrias modernas, acabam ficando com a árdua missão de minimizar a causa da geração de correntes harmônicas para que os correspondentes efeitos não afetem os seus equipamentos mais sensíveis. LEGISLAÇÃO SOBRE EXCEDENTE DE REATIVO O Fator de Potência das instalações elétricas deve ser mantido sempre o mais próximo possível de um (1,00), conforme determinação do Decreto n 479 de 20 de março de A portaria do DNAEE n 1569 de 23 de dezembro de 1993 estabelece um nível Maximo para utilização de reativo indutivo ou capacitivo, em função da energia ativa consumida (kwh) por esse principio, para cada kwh de energia ativa consumida, a 19

20 concessionária permite a utilização de 0,425 kvarh de energia reativa, indutiva ou capacitiva sem acréscimo no custo. Resolução Nº 456, de Novembro de DO FATURAMENTO DE ENERGIA E DEMANDAS REATIVAS Art. 64. O fator de potência de referência fr, indutivo ou capacitivo, terá como limite mínimo permitido, para as instalações elétricas das unidades consumidoras, o valor de fr = 0,92. Art. 65. Para unidade consumidora faturada na estrutura tarifária horo-sazonal ou na estrutura tarifária convencional com medição apropriada, o faturamento correspondente ao consumo de energia elétrica e à demanda de potência reativa excedentes, será calculado de acordo com as seguintes fórmulas: I II Onde: FER(p) = valor do faturamento, por posto horário p, correspondente ao consumo de energia reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência fr, no período de faturamento; CAt = consumo de energia ativa medida em cada intervalo de 1 (uma) hora t, durante o período de faturamento; fr = fator de potência de referência igual a 0,92; ft = fator de potência da unidade consumidora, calculado em cada intervalo t de 1 (uma) hora, durante o período de faturamento, observadas as definições dispostas nas alíneas a e b, 1º, deste artigo; 20

21 TCA(p) = tarifa de energia ativa, aplicável ao fornecimento em cada posto horário p ; FDR(p) = valor do faturamento, por posto horário p, correspondente à demanda de potência reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência fr no período de faturamento; DAt = demanda medida no intervalo de integralização de 1 (uma) hora t, durante o período de faturamento; DF(p) = demanda faturável em cada posto horário p no período de faturamento; TDA(p) = tarifa de demanda de potência ativa aplicável ao fornecimento em cada posto horário p ; MAX = função que identifica o valor máximo da fórmula, dentro dos parênteses correspondentes, em cada posto horário p ; t = indica intervalo de 1 (uma) hora, no período de faturamento; p = indica posto horário, ponta ou fora de ponta, para as tarifas horo-sazonais ou período de faturamento para a tarifa convencional; n = número de intervalos de integralização t, por posto horário p, no período de faturamento. 1º Nas fórmulas FER (p) e FDR (p) serão considerados: a) durante o período de 6 horas consecutivas, compreendido, a critério da concessionária, entre 23 h e 30 min e 06h e 30 min, apenas os fatores de potência ft inferiores a 0,92 capacitivo, verificados em cada intervalo de 1 (uma) hora t ; b) durante o período diário complementar ao definido na alínea anterior, apenas os fatores de potência ft inferiores a 0,92 indutivo, verificados em cada intervalo de 1 (uma) hora t. 2º O período de 6 (seis) horas definido na alínea a do parágrafo anterior deverá ser informado pela concessionária aos respectivos consumidores com antecedência mínima de 1 (um) ciclo completo de faturamento. 3º Havendo montantes de energia elétrica estabelecida em contrato, o faturamento correspondente ao consumo de energia reativa, verificada por medição apropriada, que exceder às quantidades permitidas pelo fator de potência de referência fr, será calculado de acordo com a seguinte fórmula: Onde: FER(p) = valor do faturamento, por posto horário p, correspondente ao consumo de energia reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência fr, no período de faturamento; CAt = consumo de energia ativa medida em cada intervalo de 1 (uma) hora t, durante o período de faturamento; fr = fator de potência de referência igual a 0,92; ft = fator de potência da unidade consumidora, calculado em cada intervalo t de 1 (uma) hora, durante o período de faturamento, observadas as definições dispostas nas alíneas a e b, 1º, deste artigo; 21

22 CF(p) = consumo de energia elétrica ativa faturável em cada posto horário p no período de faturamento; TCA(p) = tarifa de energia ativa, aplicável ao fornecimento em cada posto horário p. Art. 66. Para unidade consumidora faturada na estrutura tarifária convencional, enquanto não forem instalados equipamentos de medição que permitam a aplicação das fórmulas fixadas no art. 65, a concessionária poderá realizar o faturamento de energia e demanda de potência reativa excedente utilizando as seguintes fórmulas: I II Onde: FER = valor do faturamento total correspondente ao consumo de energia reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência, no período de faturamento; CA = consumo de energia ativa medida durante o período de faturamento; fr = fator de potência de referência igual a 0,92; fm = fator de potência indutivo médio das instalações elétricas da unidade consumidora, calculado para o período de faturamento; TCA = tarifa de energia ativa, aplicável ao fornecimento; FDR = valor do faturamento total correspondente à demanda de potência reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência, no período de faturamento; DM = demanda medida durante o período de faturamento; DF = demanda faturável no período de faturamento; TDA = tarifa de demanda de potência ativa aplicável ao fornecimento. Parágrafo único. Havendo montantes de energia elétrica estabelecida em contrato, o faturamento correspondente ao consumo de energia reativa, verificada por medição apropriada, que exceder às quantidades permitidas pelo fator de potência de referência fr, será calculado de acordo com a seguinte fórmula: Onde, FER = valor do faturamento total correspondente ao consumo de energia reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência, no período de faturamento; CA = consumo de energia ativa medida durante o período de faturamento; fr = fator de potência de referência igual a 0,92; fm = fator de potência indutivo médio das instalações elétricas da unidade consumidora, calculado para o período de faturamento; 22

23 CF = consumo de energia elétrica ativa faturável no período de faturamento; TCA = tarifa de energia ativa, aplicável ao fornecimento. Art. 67. Para fins de faturamento de energia e demanda de potência reativa excedente serão considerados somente os valores ou parcelas positivas das mesmas. Parágrafo único. Nos faturamentos relativos as demandas de potência reativas excedentes não serão aplicadas as tarifas de ultrapassagem. Art. 68. Para unidade consumidora do Grupo B, cujo fator de potência tenha sido verificado por meio de medição transitória nos termos do inciso II, art. 34, o faturamento correspondente ao consumo de energia elétrica reativa indutiva excedente só poderá ser realizado de acordo com os seguintes procedimentos: I - a concessionária deverá informar ao consumidor, via correspondência específica, o valor do fator de potência encontrado, o prazo para a respectiva correção, a possibilidade de faturamento relativo ao consumo excedente, bem como outras orientações julgadas convenientes; II - a partir do recebimento da correspondência, o consumidor disporá do prazo mínimo de 90 (noventa) dias para providenciar a correção do fator de potência e comunicar à concessionária; III - findo o prazo e não adotadas as providências, o fator de potência verificado poderá ser utilizado nos faturamentos posteriores até que o consumidor comunique a correção do mesmo; IV - a partir do recebimento da comunicação do consumidor, a concessionária terá o prazo de 15 (quinze) dias para constatar a correção e suspender o faturamento relativo ao consumo excedente. Art. 69. A concessionária deverá conceder um período de ajustes, com duração mínima de 3 (três) ciclos consecutivos e completos de faturamento, objetivando permitir a adequação das instalações elétricas da unidade consumidora, durante o qual o faturamento será realizado com base no valor médio do fator de potência, conforme disposto no art. 66, quando ocorrer: I - pedido de fornecimento novo passível de inclusão na estrutura tarifária horosazonal; II - inclusão compulsória na estrutura tarifária horo-sazonal, conforme disposto no inciso III, art. 53; III - solicitação de inclusão na estrutura tarifária horo-sazonal decorrente de opção de faturamento ou mudança de Grupo tarifário. 1º A concessionária poderá dilatar o período de ajustes mediante solicitação fundamentada do consumidor. 23

24 2º Durante o período de ajustes referido neste artigo, a concessionária informará ao consumidor os valores dos faturamentos que seriam efetivados e correspondentes ao consumo de energia elétrica e a demanda de potência reativa excedentes calculada nos termos do art FATOR DE POTÊNCIA Todo excesso de energia reativa é prejudicial ao sistema elétrico, seja o reativo indutivo, consumido pela unidade consumidora, ou o reativo capacitivo fornecido à rede pelos capacitores dessa unidade. Disso resulta que o controle da energia reativa deve ser tal que o fator de potência da unidade consumidora permaneça sempre dentro da faixa que se estende do Fator de Potência 0,92 indutivo até 0,92 capacitivo. Nas instalações com correção de Fator de Potência através de capacitores, os mesmos devem ser desligados conforme se desativam as cargas indutivas, de forma a manter uma compensação equilibrada entre reativo indutivo e capacitivo. A concessionária aplicará ao excedente reativo capacitivo os mesmos critérios de faturamento, aplicados ao excedente indutivo. 7.2 PERIODOS DE MEDIÇÃO DE ENERGIA REATIVA, INDUTIVA E CAPACITIVA A energia reativa capacitiva será medida de 0:00h às 6:00h. A medição da energia reativa indutiva será feita no intervalo de 6:00h ás 24:00hs. Se a energia reativa capacitiva não for medida a medição da energia reativa indutiva será efetuada durante ás 24 horas do dia. Obs: Em virtude do horário de verão esse período pode ser alterado. 7.3 CÁLCULO DO FATOR DE POTÊNCIA O cálculo do Fator de Potência será efetuada com base nos valores de energia ativa kwh e energia reativa kvar, medidas durante o período de faturamento por posto trifásico. FP = cos (arctg kvar) kw 24

25 7.4 EXCEDENTE DE REATIVO FORMA DE AVALIAÇÃO A ocorrência de excedente de reativo será verificada pela concessionária através do Fator de Potência mensal ou do Fator de Potência horário. O Fator de Potência mensal é calculado com base nos valores mensais de energia ativa (kwh) e energia reativa (kvarh).o Fator de Potência horário e calculado com base nos valores de energia ativa (kwh) e energia reativa k(kvarh) medidas de hora em hora. FATURAMENTO Fator de Potência mensal -- A demanda de potência e o consumo de energia reativa excedente calculados através do Fator de Potência mensal serão faturados pelas expressões: FDR = (DM x 0,92- DF) x TDA fm FER = CA x (0,92 1) x TCA fm Fator de Potência horário a demanda de potência e o consumo de energia reativa excedentes, calculados através do Fator de Potência horário, serão faturados pelas expressões: n FDR() =[ max ( DA t x 0,92) - DF() ] x TDA() t=1 f t n FER() =[ [CA t x ( 0,92-1)] ] x TCA() t=1 f t 25

26 CAPITULO 2 MANUAL DE ORIENTAÇÃO AO CLIENTE SOBRE VÁRIAS OPÇÕES DE MODALIDADE DE FATURAMENTO 26

27 1. INTRODUÇÃO A energia elétrica é um fator de suma importância no desenvolvimento e progresso da economia da Nação, para o que notadamente o setor industrial concorre com uma participação significativa. Considerado o competitivo mercado de atuação das empresas, o fator custo de produção adquire importância fundamental. A energia elétrica por ser um insumo de produção, ou seja, constituir-se em um dos elementos da composição do custo, deve ser objeto de atenção e analise especial pelos consumidores. A CPFL, preocupada em proporcionar aos seus consumidores industriais condições de utilização racional e econômica da energia elétrica, elaborou este manual sobre as opções de faturamento, pratico e didático, abordando todas as opções e as condições para enquadramento. 2. CONCEITOS BÁSICOS I Contrato de fornecimento: instrumento contratual em que a concessionária e o consumidor responsável por unidade consumidora do grupo A ajustam as características técnicas e as condições comerciais do fornecimento de energia elétrica. II Demanda: média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de tempo especificado. 27

28 III Demanda Contratada: demanda de potência ativa a ser obrigatória e continuamente disponibilizada pela concessionária, no ponto de entrega, conforme valor e período de vigência fixados no contrato de fornecimento e que deverá ser integralmente paga, seja ou não utilizada durante o período de faturamento, expressa em quilowatts (KW). IV Demanda de Ultrapassagem: parcela da demanda medida que excede o valor da demanda contratada, expressa em quilowatts (KW). V Demanda Faturável: valor da demanda de potência ativa, identificados de acordo com os critérios estabelecidos e considerados para fins de faturamento, com aplicação da respectiva tarifa, expressa em quilowatts (KW). VI Demanda Medida: maior demanda de potência ativa, verificada por medição, integralizada no intervalo de 15 (quinze) minutos durante o período de faturamento, expressa em quilowatts (KW). VII - Estrutura Tarifaria: conjunto de tarifas aplicáveis às componentes de consumo de energia elétrica e/ou demanda de potência ativas de acordo com a modalidade de fornecimento. VIII - Estrutura Tarifaria Convencional: estrutura caracterizada pela aplicação de tarifas de consumo de energia elétrica e/ou demanda de potência independentemente das horas de utilização do dia e dos períodos do ano. IX Estrutura Tarifaria Horo- sazonal: estrutura caracterizada pela aplicação de tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica e de demanda de potência de acordo com as horas de utilização do dia e dos períodos do ano, conforme especificação a seguir: OBSERVAÇÃO: Esta diferenciação de preços visa reduzir os custos de fornecimento da energia elétrica entregue ao cliente, decorrente da otimização do sistema elétrico nacional. As tarifas horosazonais também permitem ao consumidor reduzir suas despesas coma energia elétrica, mediante a programação de seu uso, onde essa redução poderá ser obtida evitando-se o horário de ponta e/ou deslocando-se o consumo para determinados meses do ano. a) Tarifa Azul: modalidade estruturada para aplicação de tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica de acordo com as horas de utilização do dia e os períodos do ano, bem como de tarifas diferenciadas de demanda de potência de acordo com as horas de utilização do dia. b) Tarifa Verde: modalidade estruturada para aplicação de tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica de acordo com as horas de utilização do dia e os períodos do ano, bem como de uma única tarifa de demanda de potência. 28

29 c) Horário de Ponta (P): período definido pela concessionária e composto por 3 (três) horas diárias consecutivas, exceção feita aos sábados, domingos e feriados nacionais, considerando as características do seu sistema elétrico. d) Horário fora de ponta (F): período composto pelo conjunto das horas diárias consecutivas e complementares aquelas definidas no horário de ponta. OBSERVAÇÃO: Durante o horário de ponta, o fornecimento de energia elétrica é mais caro. e) Período Úmido (U): período de 5 (cinco) meses consecutivos compreendendo os fornecimentos abrangidos pelas leituras de dezembro de um ano a abril do ano seguinte. f) Período Seco (S): período de 7 (sete) meses consecutivos, compreendendo os fornecimentos abrangidos pelas leituras de maio a novembro. OBSERVAÇÃO: Durante o período seco, o fornecimento de energia elétrica é mais caro que no período úmido. X Grupo A : grupamento composto de unidades consumidoras com fornecimento em tensão igual ou superior a 2,3 kv, ou, ainda, atendidas em tensão inferior a 2,3 kv a partir de sistema subterrâneo de distribuição e faturado neste Grupo nos termos definido no art. 82, caracterizado pela estruturação tarifaria binômia e subdividido nos seguintes subgrupos: a) Subgrupo A1 tensão de fornecimento igual ou superior a 230 kv; b) Subgrupo A2 tensão de fornecimento de 88 kv a 138 kv; c) Subgrupo A3 tensão de fornecimento de 69 kv; d) Subgrupo A3a tensão de fornecimento de 30 kv a 44 kv; e) Subgrupo A4 tensão de fornecimento de 2,3 kv a 25 kv; f) Subgrupo AS tensão de fornecimento inferior a 2,3 kv, atendidas a partir de sistema subterrâneo de distribuição e faturadas neste Grupo em caráter opcional. XI Grupo B : grupamento composto de unidades consumidoras com fornecimento em tensão inferior a 2,3 kv e faturado neste Grupo nos termos definido nos arts. 79 a 81, caracterizado pela estruturação tarifaria monômia e subdividido nos seguintes subgrupos: a) Subgrupo B1 residencial; b) Subgrupo B1 residencial baixa renda; c) Subgrupo B2 rural; d) Subgrupo B2 cooperativa de eletrificação rural; 29

30 e) Subgrupo B2 serviço público de irrigação; f) Subgrupo B3 demais classes; g) Subgrupo B4 iluminação pública. XIII Tarifa: preço da unidade de energia elétrica e/ou da demanda da potência ativa. XIV Tarifa monômia Grupo B : tarifa de fornecimento de energia elétrica constituída por preços aplicáveis unicamente ao consumo de energia elétrica ativa. XV- Tarifa binômia Grupo A : conjunto de tarifas de fornecimento constituído por preços aplicáveis ao consumo de energia elétrica ativa e à demanda faturável. XVI Tarifa de ultrapassagem: tarifa aplicável sobre a diferença positiva entre a demanda medida e a contratada, quando exceder os limites estabelecidos. XVII Tensão secundaria de distribuição: tensão disponibilizada no sistema elétrico da concessionária, com valores padronizados inferiores a 2,3 kv. XVIII Tensão primaria de distribuição: tensão disponibilizada no sistema elétrico da concessionária, com valores padronizados iguais ou superiores a 2,3 kv. XIX - Fator de carga (FC): representa a energia elétrica efetivamente consumida e aquela que poderia ter sido utilizada, se a demanda máxima permanecesse constante. XX Fator de carga limite (FCL): indica o enquadramento do consumidor à condição mais econômica de faturamento. 3. MODALIDADES TARIFÁRIAS QUE ESSA EMPRESA PODERÁ OPTAR 3.1. FATURAMENTO PELA TARIFA MONÔMIA DO GRUPO B Quem pode se enquadrar: Clientes cuja capacidade transformadora seja de até 112,5 kva Calculo do faturamento FATOR DE CARGA: Indica a relação entre a demanda media e a demanda máxima de potencia durante um intervalo de tempo definido, ou seja: Demanda Média FC = Demanda Máxima 30