CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA (FP) Prof. Marcos Fergütz Fev/2014

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Vergílio Garrido Capistrano
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2 CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA (FP)

3 CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA (FP)

4 CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA (FP) - Objetivo: Manter o FP 0,92 Q Ф 23 P

5 REFERÊNCIA PARA ELABORAÇÃO DO TRIÂNGULO DE POTÊNCIA - Natureza da Carga (sinal de Ф) S Q P Ф < 0 (capacitivo) Ф > 0 (indutivo) P S Q - Relação de Defasagem entre Corrente e Tensão Ф P V I adiantado de V (Capacitivo) S I Q I atrasado de V (Indutivo) Q S I Ф P V

P S Q - Relação de Defasagem entre Corrente e Tensão Ф P V I

6 CONSEQUÊNCIAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA Perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor PR.I 2 Como I cresce com o aumento de reativo > Aquecimento dos condutores elétricos > riscos para a instalação O incremento da corrente leva a quedas de tensão acentuadas, que podem ocasionar: - Interrupção do fornecimento de energia; - Sobrecarga em elementos da rede nos horários de pico; - Diminuição no rendimento de sistema de iluminação; - Aumento da corrente em motores (PVI > Pcte > V > I ). Excesso de reativo implica em: - Sobrecarga da instalação ( I elevada); - Inviabiliza a plena utilização ( Ideal S P); - Aumento da capacidade dos componentes da instalação (trafo, condutores, equipamentos de proteção e manobra), visto que os mesmos devem suportar a carga total instalada (S).

Interrupção do fornecimento de energia; - Sobrecarga em elementos da rede nos horários de pico; - Diminuição no rendimento de sistema de iluminação; - Aumento da corrente em motores (PVI > Pcte >

7 CONSEQUÊNCIAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA Seção do Condutor X Fator de Potência Potência do Trafo X Fator de Potência

8 CAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA Motores de indução trabalhando à vazio; Motores superdimensionados para o fim a que se destinam; Transformadores trabalhando a vazio ou com pouca carga; Reatores de baixo fator de potência no sistema de iluminação; Fornos de indução ou a arco; Máquinas de tratamento térmico; Máquinas de solda; Nível de tensão acima do valor nominal > energia reativa

pouca carga; Reatores de baixo fator de potência no sistema de iluminação; Fornos de indução ou

9 VANTAGENS DA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA Redução significativa do custo de energia elétrica; Aumento da eficiência energética da empresa; Melhoria da tensão (inclusão de capacitores); 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. O que e como fazer para corrigir o FP??

da capacidade dos equipamentos de manobra; Aumento da vida útil das instalações e equipamentos;

10 Corrigindo o Fator de Potência - Forma econômica e racional Inserção de Capacitores na instalação - Medidas adicionais: - Desligamento de cargas indutivas ociosas; - Verificação e correção de superdimensionamento de motores.

Medidas adicionais: - Desligamento de cargas indutivas

11 FORMAS DE CORREÇÃO

12 TIPOS DE CORREÇÃO 1- Lado da Alta Tensão Corrige o FP visto pela concessionária, mas: - Inviabilidade econômica de instalar banco de capacitores automáticos; - Maior probabilidade da instalação se tornar capacitiva (capacitores fixos); - Aumento de tensão do lado da concessionaria; - Aumento da capacidade de curto-circuito na rede da concessionaria; - Maior investimento em cabos e equipamentos de Baixa Tensão; - Manutenção mais difícil; - Benefícios relacionados com a diminuição das correntes reativas nos cabos, trafos, etc., não são obtidos.

concessionaria; - Aumento da capacidade de curto-circuito na rede da concessionaria; - Maior investimento em cabos e equipamentos de

13 2 No Lado da Baixa Tensão (Geral) - Permite uma correção bastante significativa, normalmente com bancos automáticos de capacitores. - Utiliza-se este tipo de correção em instalações elétricas com elevado numero de cargas com potencias diferentes e regimes de utilização poucos uniformes. - A principal desvantagem consiste em não haver alivio sensível dos alimentadores de cada equipamento. 3 Por Grupo de Cargas - o capacitor é instalado de forma a corrigir um setor ou um conjunto de pequenas máquinas (<10cv); - Instalado junto ao quadro de distribuição que alimenta esses equipamentos; - Tem como desvantagem não diminuir a corrente nos circuitos de alimentação de cada equipamento.

- A principal desvantagem consiste em não haver alivio sensível dos alimentadores de cada equipamento.

14 4 Por carga (Individual) - Instalação dos capacitores junto ao equipamento que se pretende corrigir o fator de potência; - Do ponto de vista técnico, é a melhor solução, apresentando as seguintes vantagens: reduz as perdas energéticas em toda a instalação; diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos; pode-se utilizar em sistema único de acionamento para a carga e o capacitor, economizando-se um equipamento de manobra; gera potência reativa somente onde e necessário.

a instalação; diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos; pode-se utilizar em sistema único de

15 5 - Mista Do ponto de vista de Conservação de Energia, considerando aspectos técnicos, práticos e financeiros, torna-se a melhor solução. O procedimento é o que segue: Instala-se um capacitor fixo diretamente no lado secundário do transformador (Correção Geral); Motores de 10 cvou mais, corrige-se localmente (cuidado com motores de alta inércia, pois não se deve dispensar o uso de contatores para manobra dos capacitores sempre que a corrente nominal dos mesmos for superior a 90% da corrente de excitação do motor) (Correção Individual); Motores com menos de 10 cv corrige-se por Grupos; Redes próprias para iluminação com lâmpadas de descarga, usando-se reatores de baixo fator de potência, corrige-se na entrada da rede; Na entrada instala-se um banco automático de pequena potência para equalização final;

alta inércia, pois não se deve dispensar o uso de contatores para manobra dos capacitores sempre que a corrente nominal dos mesmos for superior a 90% da corrente de excitação do motor) (Correção

16 SISTEMA TRIFÁSICO medição nas três fases Tamanho Máximo do Módulo: 25kVAR (380V) e 15kVAR(220V)

17 O CAPACITOR Fonte:www. weg.net

18 Fonte:

19 Fonte: catálogo WEG

20 Determinação da Potência Reativa para Correção nos Motores Exemplo: Motor 3Φ/10cv/380V/4 pólos/fp0,85at/η0,86 FP0,98at 10x0,736 D m 8, 5kW 0,86 3 Fator 0,417 Q C 0,417 x8,5x10 3,6kVAR ( ad ) Q C 3,0kVAR( ad) Soluções: (2x1,5)kVAR ou (1+2)kVAR em //

10x0,736 D m 8, 5kW 0,86 3 Fator 0,417 Q C 0,417 x8,5x10

21 CÁLCULO TEÓRICO Motor 3Φ/10cv/380V/4 pólos/fp0,85at/η0,86 FP0,98at P EIXO xv xi xfpxη I L 15, 3A EIXO 3 L L P 3xV xfpxη L 10x736 3x380x0,85x0,86 S 3 φ 3xVLxI L 3x380x15,3 10kVA 3 P S xfp 10x10 x0,85 8, 5kW 3 φ 3 φ 0 3 Q 3 φ S3 φ xsen(31,8 ) 10x10 x0,53 5,3kVAR( at) 8,5kW 8,7kVA 10kVA 1,7kVAR Q C 5,3kVAR S P 8,5x10 0,98 3 3φ 8, FINAL FP 7 3 φ FINAL kva 0 3 Q3 φ S3 φ xsen(11,5 ) 8,7 X10 x0,2 1,7 kvar( at) FINAL FINAL 3 3 QC QC 5,3x10 1,7 x10 Solução: (1,5+2)kVAR em // 3,6kVAR( ad)

22 Liberação de Carga em Transformador Instalação com potência de transformação de 1.500kVA, tem demanda medida de 1.480kVA e FP0,87at. Deseja-se inserir um novo motor de 150cv/380/FP0,87/η0,95. determinar quantos kvar(ad) devem ser inseridos para evitar alteração na capacidade de transformação? Instalação S 1.480kVA P 1.480x0, kW Q 1.480xsen29,5 o 730kVARat Motor 150cv S P Q m m m 150x0,736 0,87x0,95 133,5x0,87 116kW 133,5xsen29,5 133,5kVA o 65,8kVARat PT P + Pm kW Sendo que a Potência Aparente FP T Assim, ,95at deve ser mantida em 1.480kVA, então: 795,8 Q T 1.480xsen18,2 o 462kVARat Q C Q 795, kVARad Solução: (12x25)kVAR + (2x12,5)kVAR + (1+10)kVAR em //

23 Liberação de Carga em CCM Deseja-se instalar um motor de 100cv/0,87/0,92 em um CCM cuja corrente medida no alimentador (300mm 2 /Iz435A) é 400A com FP0,71at. Determinar o reativo capacitivo a ser adicionado para evitar a troca da fiação. I V CCM N FP 400A 380V ccm 0,71at P S Q CCM CCM CCM 3x380. x400x0,71 187kW 3x380x xsen44,8 o 263kVA 185kVARat S P Q M M M 100x0,736 0,87 x0,92 92x0,87 92xsen29,5 92kVA 80kW o 45,4kVARat P T 267 FP 0,94at 3x380x ST 284kVA 0,94 Q T kW 284xsen20 o 97kVARat Q C Q , , 4kVARad Solução: (5x25)kVAR + (1+10)kVAR em //

24 BANCO DE CAPACITORES - DIMENSIONAMENTO DA FIAÇÃO: I CABO 1,5 I BANCO I BANCO Q 3φ 3. V L NÃO ESQUECER DE OUTROS FATORES COMO FCA e FCT - DIMENSIONAMENTO FUSÍVEIS (NH) I FUS 1,65. I BANCO - DIMENSIONAMENTO DE CONTATORAS E CHAVES I DISP 1,5. I BANCO

25 CONTATORES PARA MANOBRA DE CAPACITORES (AC-6b) Resistores de Pré-Carga Fonte: catálogo WEG

26 PARTIDA ESTRELA/TRIÂNGULO COM BANCO DE CAPACITORES FIM Fonte: catálogo WEG

27 RETORNO

28 RETORNO

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