CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA Definições/Causas/Efeitos Dimensionamento de Capacitores Fabio Lamothe Cardoso Setembro/2010

Fator de Potência Triângulo de Potências

Fator de Potência Relação entre as potências ativa e aparente Cálculo a partir dos consumos ativo e reativo

Potência Reativa Instalações consumidoras possuem normalmente cargas indutivas A potência reativa solicitada pelas cargas pode ser fornecida pela concessionária ou gerada internamente pela instalação consumidora Solução usual: banco de capacitores

Correção do Fator de Potência Qcap = P x (tgΦ - tgΦ1)

Benefícios Liberação da capacidade de circuitos alimentadores e transformadores P Q P+jQ ~

Benefícios Melhoria do perfil de tensão

Elevação da Tensão A elevação da tensão decorrente da instalação de capacitores: V = In x Xs A elevação da tensão (em %) no secundário de um transformador, provocada pela instalação de um capacitor, pode ser determinada por

Causas do Baixo Fator de Potência Motores e reatores de lâmpadas de descarga

Regulamentação Energia reativa indutiva sobrecarrega o sistema na carga pesada Energia reativa capacitiva provoca elevação de tensão na carga leve Necessidade de liberação da capacidade do sistema

A Resolução 456/2000 da ANEEL estabelece as Condições Gerais de Fornecimento de Energia Elétrica definindo os critérios do cálculo da demanda reativa e do consumo reativo excedentes.

Avaliação Mensal Avaliação Horária

Avaliação Mensal ( exemplo): C = 50.000 kWh, Dmedida = 150 kW, Dcontratada = 180 kW, fpot = 0,70: UFDR = (DM x 0,92/fm) – DF = = (150kW x 0,92/0,70) – 180kW = =197 – 180 UFDR = 17

UFER = CA x [(0,92/fm) – 1] = = 50.000 kWh x (0,92/0,70 –1) UFER = 15.714 Em Reais, Consumidor A4 Convencional: Dreat = 17 UFDR x R$ 12,21333/ kW = R$ 207,00 Creat = 15.714 UFER x R$ 0,17930/ kWh = R$2.817,00

Problemas associados à energização de bancos de capacitores em MT e AT sobretensões transitórias de alta magnitude e frequência correntes de “inrush”, situação mais crítica: chaveamento de capacitores em paralelo na mesma barra (energização back-to-back)

Capacitores constituem um caminho de baixa impedância para correntes harmônicas: Xc = 1 / 2πfC Caso existam fontes de correntes harmônicas no sistema, cuidados adicionais deverão ser adotados para evitar condições de ressonância, na qual Xs = Xc

Especificação de Capacitores A especificação de capacitores inclui a definição: potência e tensão nominais localização física modo de operação (fixo e/ou automático)

Alternativas de Instalação de Capacitores Podem ser instalados: na AT (primário do transformador) na BT (secundário do transformador) compensando grupos de motores compensando motores individualmente compensando ramais de BT

M A AT BT C D

Estudo para Correção do FP Medições de demanda ativa, reativa e fator de potência em intervalos de 1 hora, durante um período representativo da operação do sistema Medições de corrente e tensão nos capacitores existentes na instalação, para verificar se operam dentro de suas características nominais

Relatório de demanda, a ser obtido junto à concessionária, permite visualizar o perfil de demanda e FP para um ciclo completo de faturamento Análise das contas de energia por um período mínimo de 12 meses Levantamento das características operativas do sistema (turnos de trabalho, previsão de inclusão ou exclusão de cargas e planos de expansão)

Levantamento, no local, da disponibilidade de espaço físico para instalação dos capacitores Plantas de arranjo físico das subestações Identificação das cargas de maior porte (regime de operação, características elétricas e localização física, identificação de cargas não lineares)

Identificação de medidas corretivas que independam da instalação de capacitores: substituição de motores superdimensionados desligamento de transformadores operando em vazio remanejamento de cargas para outros períodos do dia

Em instalações que possuam equipamentos geradores de harmônicos, deverão ser efetuadas medições de correntes harmônicas para avaliar os riscos de ressonâncias após a instalação dos bancos de capacitores

Definição do Requisito de Reativos kvar necessários = Dmáx do período x Fator multiplicador Verificar se os kvar máximos necessários não tornam o fator de potência capacitivo e inferior a 0,92 entre 0:30 h e 06:30 h

Modo Automático

Modo Automático Modo automático de operação dos capacitores o CAFP monitora no modo monofásico ou trifásico, o FP da carga enviando sinais para os contatores que chaveiam os estágios TC’s fornecem informações de corrente e as de tensão são tomadas dos barramentos em BT ou através de TP’s para bancos em AT

Fabio Lamothe Cardoso 2577-1244/2576 -1297 fabiolamothe@eletro-estudos.com.br