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WEG - Transformando Energia em Soluções CONCEITOS BÁSICOS O CAPACITOR MANOBRA E PROTEÇÃO DE CAPACITORES 3333 5555 1111HARMÔNICOS 6666 TIPOS DE CORREÇÃO.

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1 WEG - Transformando Energia em Soluções CONCEITOS BÁSICOS O CAPACITOR MANOBRA E PROTEÇÃO DE CAPACITORES HARMÔNICOS 6666 TIPOS DE CORREÇÃO DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES Início

2 WEG - Transformando Energia em Soluções Q P S TRIÂNGULO DE POTÊNCIA OBJETIVO Otimizar o uso da energia elétrica através da instalação de capacitores. Correção1-5

3 WEG - Transformando Energia em Soluções PORTARIA /12/1993 è è Limite mínimo de 0,85 para 0,92; è è Período de avaliação: mensal para horário; (medição horosazonal); è è Faturamento da energia reativa excedente: das 6:00 às 24:00 horas; no mínimo 0,92 indutivo; das 24:00 às 6:00 horas; no mínmo 0,92 capacitivo. LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL) LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL)2-5 Correção

4 WEG - Transformando Energia em Soluções Atenção !!! Atenção !!! è Celesc è Consumidores do Grupo B (3 B.T., consumo mensal 2.000kWh, Celesc) Medição transitória (Período mínimo de 72 horas consecutivas); F.P. < 0,92i (60 dias para regularização) Ex.: consumidores: padarias, microempresas, mini-supermercados, etc. PORTARIA /11/ Art.31. O FP será verificado pelo concessionário, através de medição apropriada: LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL) LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL)3-5 Correção

5 WEG - Transformando Energia em Soluções è è Motores e Transformadores operando em vazio ou com pequenas cargas; è è Motores super dimensionados; è è Fornos a arco; è è Fornos de indução eletromagnética; è è Máquina de solda atransformador; è è Grande número de motores <10cv; è è Utilização de reatores para lâmpadas de descarga com baixo fator de potência. CAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA 4-5 Correção

6 WEG - Transformando Energia em Soluções è è Multa e conseqüente acréscimo na conta de energia elétrica; è è Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação; è è Queda e flutuações de tensão; è è Sobrecarga dos equipamentos de manobra; è è Aumento das perdas elétricas nos condutores pelo efeito Joule; è è Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores; è è Aumento da capacidade; dos equipamentos de manobra e de proteção. CONSEQUÊNCIAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA 5-5 Correção

7 WEG - Transformando Energia em Soluções Para cargas indutivas < 10cv existentes em um mesmo local. Instalações com necessidade de potência reativa oscilante com o tempo. Utiliza os três tipos de compensação acima descritos. COMPENSAÇÃOINDIVIDUAL COMPENSAÇÃO EM GRUPO COMPENSAÇÃO CENTRAL (AUTOMÁTICA) COMPENSAÇÃO MISTA Viável economicamente para cargas 10cv; Energia reativa compensada no local de origem. Correção1-3

8 WEG - Transformando Energia em Soluções è è O consumidor deixa de pagar multas; è è Aproveitamento adicional da capacidade dos condutores e equipamentos; è è Redução das perdas e quedas de tensão nos condutores etransformadores; è è Conservação e qualidade de energia. VANTAGENS DA CORREÇÃO 2-3 Correção

9 WEG - Transformando Energia em Soluções DESVANTAGENS : è è Inviabilidade econômica de instalar banco de capacitores automáticos; è è Maior probabilidade da instalação se tornar capacitiva (capacitores fixos); è è Aumento de tensão do lado da concessionária; è è Aumento da capacidade de curto-circuito na rede da concessionária; è è Maior investimento em cabos e equipamentos de B.T.; è è Manutenção mais difícil; è è Benefícios inerentes a eliminação de reativos nos cabos, trafos, etc., não são obtidos. CORREÇÃO NA MÉDIA TENSÃO 3-3 Correção

10 WEG - Transformando Energia em Soluções LINHA WEG UCW / MCW / BCW / UCW-T Principais Características Principais Características : è è Baixas perdas; è è Alta confiabilidade; è è Auto-regenerativo; è è Dispositivo de proteção anti-explosão; è è Fabricação conforme norma IEC831/1-2 e VDE 560/4. Correção1-6

11 WEG - Transformando Energia em Soluções VISTA INTERNA DA UCW : RESISTOR DE DESCARGA : 2-6 Correção

12 WEG - Transformando Energia em Soluções Composta de dois filmes de polipropileno (dielétrico) metalizado (Zinco+Alumínio) em uma das faces; BOBINAGEM : METALIZAÇÃO : ESTUFA : O tratamento térmico é realizado para eliminação de possíveis folgas e umidade entre uma camada e outra, durante 8 horas a 90 graus; Aplicação de uma camada de Zinco em ambas as extremidades do capacitor e sobre estas partes metalizadas, posteriormente serão soldadas as conexões elétricas; CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS - BOBINA 3-6 Correção

13 WEG - Transformando Energia em Soluções Responsável pela descarga (30s,1/10Un) após a desenergização do capacitor. INTERRUPTOR DE SEGURANÇA : RESINA EM POLIURETANO : REGENERAÇÃO : RESISTOR DE DESCARGA : Elimina pequenas falhas (furos) no filme. A tensão de regeneração é 2xU n do capacitor durante 2 seg.; Envolve a bobina que se encontra dentro da caneca. Serve como proteção contra oxidação e enchimento. Quando ocorre sobrepressões internas, esta resina se expande e provoca a expansão da caneca; Sua função é a de romper quando ocorrer a expansão da caneca, fazendo com que a tensão de alimentação seja interrompida; 4-6 Correção

14 WEG - Transformando Energia em Soluções Devido a pressão interna formada pelo acúmulo de gases (óxido de alumínio) liberados pelo capacitor quando ocorrem anormalidades com a qualidade de energia (sobretensões, temperatura elevada, harmônicas, etc.) EXPANSÃO POR QUE A CANECA EXPANDE ? 5-6 Correção

15 WEG - Transformando Energia em Soluções è è Tensão nominal: 20/380/440/480V; è è Freqüência nominal: 60 Hz; è è Tolerância de capacitância: %; è ; è Perda dielétrica: < 0,4W/kvar ; è è Temperatura ambiente: - 25 a + 50°C; è è Máxima tensão admissível: 1,10Un; è è Máxima corrente admissível: 1,3In; è è Máximo dv/dt admissível: 25V/µs. NÍVEIS DE TENSÕES ADMISSÍVEIS EM SERVIÇO - IEC 831/1: Serviço Normal LigarDesligar Fator-tensão x Un rms Duração máxima 1,00 1,10 1,15 1,20 1,30 Contínuo 8 horas a cada 24 horas 30 minutos a cada 24 horas 5 minutos 1 minuto 6-6 Correção

16 WEG - Transformando Energia em Soluções INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS : è è Esquema unifilar atualizado; è è Condições operacionais; è è Levantamento de cargas lineares; è è Levantamento de cargas não lineares (soft-starter, inv. freq., etc); è è Medições: tensão, corrente, fator de potência inicial, temperatura ambiente; è è Contas de energia elétrica (últimas 12); Correção1-5

17 WEG - Transformando Energia em Soluções FATUR. REATIVO EXED. 243,46 66,20 CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA 2-5 Correção

18 WEG - Transformando Energia em Soluções Para simplificar podemos substituir (tg 1 - tg 2) por um fator F. Então: onde: Q cap : potência reativa capacitiva em kvar P: potência ativa da carga, em kW : rendimento de acordo com a carga Para motores, podemos considerar: EXPRESSÕES MATEMÁTICAS 3-5 Correção

19 WEG - Transformando Energia em Soluções DISJUNTOR : Dimensionado, considerando-se as tolerâncias da capacitância ( %) e de correntes harmônicas adicionais (+ 30%), para uma corrente de 1,43 vezes a corrente nominal do capacitor. Característica g. FUSÍVEIS : Tipo D ou NH de característica retardada gL/gG. PROTEÇÃO DE CAPACITORES 4-5 Correção

20 WEG - Transformando Energia em Soluções POTÊNCIA DO CAPACITOR NA CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES FUNCIONANDO EM VAZIO: CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES 5-5 Correção

21 WEG - Transformando Energia em Soluções è è Baixo custo; è è Alta confiabilidade; è è Dimensões reduzidas; è è Fixação do tipo rápida através de parafusos ou trilhos de 35mm; è è Incorporam resistores de pré-carga; è è Limitados a 25kvar em 380/440V; è è Especificação técnica conforme norma IEC947-4 e VDE CONTATORES ESPECIAS LINHA CW _K / CWM_K : Correção1-3

22 WEG - Transformando Energia em Soluções ESQUEMA DE LIGAÇÃO VÁLIDO PARA BANCOS > 25KVAR EM 380V: K1 - Contator principal para manutenção do capacitor ligado e desligamento do capacitor; K2 - Contator para ligamento do capacitor. 2-3 Correção

23 WEG - Transformando Energia em Soluções CW17K CW37K DIAGRAMA DE CONTATOS - SÉRIE K 3-3 Correção

24 WEG - Transformando Energia em Soluções São formas de onda (tensão ou corrente) periódica, deformada, composta pela freqüencia fundamental da rede elétrica, 50 ou 60Hz, mais os múltiplos desta, que podem atingir valores de vários kHz. DEFINIÇÃO : ORIGEM DAS HARMÔNICAS : CARGAS NÃO LINEARES è è Conversores / inversores de freqüência; è è Acionamentos de corrente continua; è è Retificadores; è è Fornos a arco e de indução; è è No-breaks; è è Controladores tiristorizados; è è Fontes chaveadas; è è Transformadores com núcleo saturado. Correção1-8

25 WEG - Transformando Energia em Soluções è è 83% de distorção em corrente, correspondente a uma sobrecorrente de 30%; è è 5% de distorção em tensão, com porcentagem individual máxima de 3%. Sempre que as cargas não lineares representem mais de 20% da carga instalada, considera-se que há harmônicas na rede. LIMITES ACEITÁVEIS NO CAPACITOR : DICA : 2-8 Correção

26 WEG - Transformando Energia em Soluções è è Sobrecorrentes nos capacitores pelo efeito da ressonância série; è è Aumento das perdas em equipamentos eletrônicos; è è Funcionamento irregular nos equipamentos de proteção e controle; è è Interferências eletromagnéticas; è è Vibrações e ruído acústico; è è Aumento da temperatura nos cabos e equipamentos de manobra; è è Sobretensão. CAUSAS E EFEITOS 3-8 Correção

27 WEG - Transformando Energia em Soluções Em instalações com Correção do FP, torna-se preocupante quando existem harmônicas presentes na rede elétrica, pois tem-se o risco que ocorra: O FENÔMENO DA RESSONÂNCIA è R è Ressonância entre trafo/carga com o capacitor ou banco de capacitores; è A è Amplificação das harmônicas pelo efeito da ressonância paralela ou série; è è Elevação dos níveis de tensão ou corrente a valores inaceitáveis. OBS.: OBS.: Utiliza-se indutores anti-harmônicas para evitar a ressonância do capacitor com todo o espectro de harmônicas, protegendo assim, os capacitores. 4-8 Correção

28 WEG - Transformando Energia em Soluções è è Ocorre quando as reatâncias capacitiva e indutiva de um circuito RLC são iguais. è è As reatâncias se cancelam entre si e a impedância do circuito se torna igual a resistência. è è Ocorre entre o transformador de força e os capacitores ou banco de capacitores ligados num mesmo barramento. I=E/R I=E/R R 0 I RESSONÂNCIA SÉRIE 5-8 Correção

29 WEG - Transformando Energia em Soluções è è Baseia-se na troca de energia entre um indutor e um capacitor, ligados em paralelo com uma fonte de tensão. è è Um circuito ressonante paralelo possui, teoricamente, impedância infinita e corrente de linha nula. è è Ocorre entre as cargas e os capacitores, conectados num mesmo barramento. RESSONÂNCIA PARALELA 6-8 Correção

30 WEG - Transformando Energia em Soluções Dados fundamentais para a determinação do indutor anti-harmônicas: è è Esquema unifilar elétrico atualizado; è è Indicação no esquema unifilar do(s) ponto(s) de medição; è è Potência, tensão e freqüência do capacitor; è è Espectro das harmônicas; è è Corrente, tensão e freqüência de cada harmônica. INDUTOR ANTI-HARMÔNICAS 7-8 Correção

31 WEG - Transformando Energia em Soluções Instalado em série com contatores convencionais para manobra de capacitores, devido a alta corrente transitória provocada pela energização (carga) dos capacitores. A elevada corrente transitória de alta freqüência depende dos seguintes fatores: è è Capacitância; è è Indutância do circuito; è è Valor de pico da tensão senoidal no momento da ligação; è è Tensão residual dos capacitores. INDUTOR ANTI-SURTO 8-8 CorreçãoInício


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