CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA 1 CONCEITOS BÁSICOS 2 TIPOS DE CORREÇÃO 3 O CAPACITOR 4 DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES 5 MANOBRA E PROTEÇÃO DE CAPACITORES 6 HARMÔNICOS Início

CONCEITOS BÁSICOS OBJETIVO Otimizar o uso da energia elétrica através da instalação de capacitores. TRIÂNGULO DE POTÊNCIA P S  Q 1-5 Correção

LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL) CONCEITOS BÁSICOS LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL) PORTARIA 1569 - 23/12/1993 Limite mínimo de 0,85 para 0,92; Período de avaliação: mensal para horário; (medição horosazonal); 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. 2-5 Correção

LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL) CONCEITOS BÁSICOS LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL) PORTARIA 466 - 12/11/1997 - Art.31. O FP será verificado pelo concessionário, através de medição apropriada:  Atenção !!! 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. 3-5 Correção

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

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

TIPOS DE CORREÇÃO Viável economicamente para cargas 10cv; COMPENSAÇÃO INDIVIDUAL Viável economicamente para cargas 10cv; Energia reativa compensada no local de origem. Para cargas indutivas < 10cv existentes em um mesmo local. COMPENSAÇÃO EM GRUPO COMPENSAÇÃO CENTRAL (AUTOMÁTICA) Instalações com necessidade de potência reativa oscilante com o tempo. Utiliza os três tipos de compensação acima descritos. COMPENSAÇÃO MISTA 1-3 Correção

TIPOS DE CORREÇÃO O consumidor deixa de pagar multas; VANTAGENS DA CORREÇÃO O consumidor deixa de pagar multas; Aproveitamento adicional da capacidade dos condutores e equipamentos; Redução das perdas e quedas de tensão nos condutores etransformadores; Conservação e qualidade de energia. 2-3 Correção

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

O CAPACITOR Principais Características: Baixas perdas; LINHA WEG UCW / MCW / BCW / UCW-T Principais Características: Baixas perdas; Alta confiabilidade; Auto-regenerativo; Dispositivo de proteção anti-explosão; Fabricação conforme norma IEC831/1-2 e VDE 560/4. 1-6 Correção

O CAPACITOR VISTA INTERNA DA UCW : RESISTOR DE DESCARGA : 2-6 Correção

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

RESINA EM POLIURETANO : INTERRUPTOR DE SEGURANÇA : CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS Elimina pequenas falhas (furos) no filme. A tensão de regeneração é 2xUn do capacitor durante 2 seg.; REGENERAÇÃO : 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; RESINA EM POLIURETANO : Sua função é a de romper quando ocorrer a expansão da caneca, fazendo com que a tensão de alimentação seja interrompida; INTERRUPTOR DE SEGURANÇA : Responsável pela descarga (30s,1/10Un) após a desenergização do capacitor. RESISTOR DE DESCARGA : 4-6 Correção

POR QUE A CANECA EXPANDE ? O CAPACITOR POR QUE A CANECA EXPANDE ? 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 5-6 Correção

NÍVEIS DE TENSÕES ADMISSÍVEIS EM SERVIÇO - IEC 831/1: CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS Tensão nominal: 20/380/440/480V; Freqüência nominal: 60 Hz; Tolerância de capacitância: - 5 +10%; Perda dielétrica: < 0,4W/kvar ; Temperatura ambiente: - 25 a + 50°C; Máxima tensão admissível: 1,10Un; Máxima corrente admissível: 1,3In; Máximo dv/dt admissível: 25V/µs. NÍVEIS DE TENSÕES ADMISSÍVEIS EM SERVIÇO - IEC 831/1: Serviço Normal Ligar Desligar 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

INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS : DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS : Esquema unifilar atualizado; Condições operacionais; Levantamento de cargas lineares; Levantamento de cargas não lineares (soft-starter, inv. freq., etc); Medições: tensão, corrente, fator de potência inicial, temperatura ambiente; Contas de energia elétrica (últimas 12); 1-5 Correção

CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES FATUR. REATIVO EXED. 243,46 66,20 CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA 2-5 Correção

EXPRESSÕES MATEMÁTICAS DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES EXPRESSÕES MATEMÁTICAS Para simplificar podemos substituir (tg 1 - tg 2) por um fator F. Então: onde: Qcap : potência reativa capacitiva em kvar P : potência ativa da carga, em kW  : rendimento de acordo com a carga Para motores, podemos considerar: 3-5 Correção

PROTEÇÃO DE CAPACITORES DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES PROTEÇÃO DE CAPACITORES Tipo D ou NH de característica retardada gL/gG. FUSÍVEIS : Dimensionado, considerando-se as tolerâncias da capacitância (- 5 + 10%) e de correntes harmônicas adicionais (+ 30%), para uma corrente de 1,43 vezes a corrente nominal do capacitor. Característica g. DISJUNTOR : 4-5 Correção

CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES POTÊNCIA DO CAPACITOR NA CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES FUNCIONANDO EM VAZIO: 5-5 Correção

CONTATORES ESPECIAS LINHA CW _K / CWM_K : MANOBRA E PROTEÇÃO DE CAPACITORES CONTATORES ESPECIAS LINHA CW _K / CWM_K : Baixo custo; Alta confiabilidade; Dimensões reduzidas; Fixação do tipo rápida através de parafusos ou trilhos de 35mm; Incorporam resistores de pré-carga; Limitados a 25kvar em 380/440V; Especificação técnica conforme norma IEC947-4 e VDE 0660. 1-3 Correção

ESQUEMA DE LIGAÇÃO VÁLIDO PARA BANCOS MANOBRA DE CAPACITORES 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

DIAGRAMA DE CONTATOS - SÉRIE K CONTATORES LINHA CW _ K DIAGRAMA DE CONTATOS - SÉRIE K CW17K CW37K 3-3 Correção

ORIGEM DAS HARMÔNICAS : CARGAS NÃO LINEARES DEFINIÇÃO : 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. ORIGEM DAS HARMÔNICAS : CARGAS NÃO LINEARES Conversores / inversores de freqüência; Acionamentos de corrente continua; Retificadores; Fornos a arco e de indução; No-breaks; Controladores tiristorizados; Fontes chaveadas; Transformadores com núcleo saturado. 1-8 Correção

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

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

O FENÔMENO DA RESSONÂNCIA HARMÔNICAS O FENÔMENO DA RESSONÂNCIA Em instalações com Correção do FP, torna-se preocupante quando existem harmônicas presentes na rede elétrica, pois tem-se o risco que ocorra: Ressonância entre trafo/carga com o capacitor ou banco de capacitores; Amplificação das harmônicas pelo efeito da ressonância paralela ou série; Elevação dos níveis de tensão ou corrente a valores inaceitáveis. 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

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

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

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

HARMÔNICAS INDUTOR ANTI-SURTO 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: Capacitância; Indutância do circuito; Valor de pico da tensão senoidal no momento da ligação; Tensão residual dos capacitores. 8-8 Início Correção