Importância da correção do fator de potência nas instalações

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1 1 Importância da correção do fator de potência nas instalações elétricas industriais DIEGO MACHADO ANICETO - diego.aniceto@gmail.com 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).

2 2 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.

3 3 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 Fonte: Adaptado de Casa (2014) 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;

4 4 Lâmpadas de descarga; Cargas especiais com consumo reativo; Tensão acima da nominal (CODI, 2004:3) 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) 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) 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) 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) Cargas especiais com consumo reativo

5 5 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) 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) 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).

6 6 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. Ou seja, Figura 2 - Circuito elétrico Fonte: Duailibe (2000)

7 7 Equação 2 - Cálculo de queda de tensão Fonte: Duailibe (2000) 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) 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 0, , , Tabela 1 Variação da potência do trafo em função do fator de potência Fonte: Adaptado de Casa (2014) 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.

8 8 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 Fonte: Adaptado de Casa (2014) 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).

9 9 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).

10 10 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 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)

11 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) Compensação geral Figura 6 - Capacitores localizados nos grupos de cargas Fonte: CODI (2004) 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).

12 12 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) Compensação combinada

13 13 Em muitos casos utilizam-se, conjuntamente, as diversas formas de compensação (CODI, 2004:8) Compensação por motores síncronos Gráfico 2 Gráfico de compensação combinada Fonte: CODI (2004) 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:

14 14 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 de 17 de maio de 1968 e com a nova redação dada pelo Decreto nº 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.

15 15 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

16 16 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.

17 17 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 ALBUQUERQUE, Cláudio. Energia ativa e reativa. São Paulo: CERIPA, CASA, Darci. Manual de correção do fator de potência. Porto Alegre: DICEL Engenharia, CODI Manual de orientação aos consumidores: Energia Reativa Excedente, Comitê de Distribuição de Energia Elétrica. Rio de janeiro, DUALIBE, Paulo. Capacitores: Instalação e correção do fator de potência. São Paulo, MAMEDE, João. Instalações elétricas industriais. Rio de Janeiro: LTC, MARTINS, Alexandre. Entendendo o fator de potência. Porto Alegre: CP Eletrônica, MATEUS, Valdecir. Fator de potência. Cuiabá, MONTENEGRO, Fabio. Correção do fator de potência. São Paulo, Revista O SETOR ELÉTRICO, São Paulo: Atitude. Edição 66, Revista O SETOR ELÉTRICO, São Paulo: Atitude. Edição 80, Revista TECNOGERA, São Paulo, SENA, Carlos. Combate ao desperdício de energia elétrica: Fator de potência. Espírito Santo, TAMIETTI, Ricardo. Compensação reativa e a correção do fator de potência. Belo Horizontal: Engeweb, 2007.