Medições de Energia Reativa Indutiva e Energia Reativa Capacitiva Componentes: Marcos Giovanni Duarte Sales Paulo Antônio Vimieiro Pascoal Wander Oliveira de Castro Turma: Eng. Elétrica – 6º período

POTÊNCIA ATIVA E REATIVA - CONCEITOS BÁSICOS As maiorias das cargas das unidades consumidoras utilizam energia reativa indutiva, como motores, transformadores, lâmpadas de descargas, fornos de indução, entre outros. As cargas indutivas necessitam de campos eletromagnéticos para seu funcionamento, por isso sua operação requer dois tipos de potência: * Potência ativa medida em kW, que efetivamente realiza trabalho, gerando calor, luz, movimento, etc.

POTÊNCIA ATIVA E REATIVA - CONCEITOS BÁSICOS * Potência reativa medida em kvar, usada apenas para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas.

POTÊNCIA ATIVA E REATIVA - CONCEITOS BÁSICOS 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 que poderia ser utilizado para fornecer mais energia ativa.A potência ativa e a potência reativa se juntam, constitui a potência aparente, medida em KVA, que é a potência total gerada e transmitida à carga.

Fator de Potência - Definição A razão entre a potência ativa e a potência aparente de qualquer instalação se constitui no Fator de Potência. O Fator de Potência indica qual porcentagem da potência total fornecida (KVA) é efetivamente utilizada como potência ativa (kw). Assim, o Fator de Potência mostra o grau de eficiência do uso do sistema elétrico. Valores altos de Fator de Potência, próximos de 1,00, indicam uso eficiente da energia elétrica, enquanto baixos evidenciam seu mau aproveitamento, alem de representar uma sobrecarga para todo o sistema elétrico.

Um exemplo consagrado é o que associa a energia reativa à espuma de um copo de chopp, e a energia ativa ao líquido do chopp. Pela representação podemos observar que: Para se aumentar a quantidade de líquido (kW) para o mesmo copo de chopp, deve-se reduzir a quantidade de espuma (kVAr). Assim, melhora-se a utilização desse copo (sistema elétrico). Nessa analogia, o aumento da quantidade de líquido para o mesmo copo de chopp (transformador, condutores, etc.) está associado à entrada de novas cargas elétricas, sem necessidade de alteração da capacidade desse copo.

Classificação do Fator de Potência O fator de potência é classificado em indutivo ou capacitivo. O fator de potência indutivo significa que a instalação elétrica está absorvendo a energia reativa. A maioria dos equipamentos elétricos possui características indutivas em função das suas bobinas (ou indutores), que induzem o fluxo magnético necessário ao seu funcionamento. O fator de potência capacitivo significa que a instalação elétrica esta fornecendo a energia reativa. São características dos capacitores que normalmente são instalados para fornecer a energia reativa que os equipamentos indutivos absorvem. O fator de potência torna-se capacitivo quando são instalados capacitores em excesso. Isso ocorre, principalmente, quando os equipamentos elétricos indutivos são desligados e os capacitores permanecem ligados na instalação elétrica. Se o fator de potência estiver abaixo de 0,92 conforme determina a legislação, a conta de energia elétrica sofrerá um ajuste em reais.

LEGISLAÇÃO E FATURAMENTO A Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL - determina que o fator de potência deve ser mantido o mais próximo possível da unidade; porém, permite um valor mínimo de 0,92, indutivo ou capacitivo (conforme art. 64 da Resolução 456, de 29 de novembro de 2000) correspondente a um certo valor de energia reativa consumida.  À medida que o fator de potência decresce, temos valores maiores, correspondentes à energia reativa consumida, ainda que a energia ativa consumida permaneça constante. Se o fator de potência medido nas instalações do consumidor for inferior a 0,92 será cobrado o custo do consumo reativo excedente (conforme art. 66 da Resolução 456, de 29 de novembro de 2000), decorrente da diferença entre o valor mínimo permitido e o valor calculado no ciclo. O custo excedente é obtido pela seguinte fórmula:

Onde: FER = valor do faturamento total correspondente ao consumo de energia reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência, no período de faturamento. CA = consumo de energia ativa medida durante o período de faturamento. FPr = fator de potência de referência igual a 0,92. FPm = fator de potência indutivo médio das instalações elétricas da Unidade Consumidora, calculado para o período de faturamento; TCA = tarifa de energia ativa, aplicável ao fornecimento.

Observações importantes: A energia reativa indutiva deve ser medida ao longo das 24 horas do dia. Se a concessionária decidir medir também a energia reativa capacitiva, deverá fazê-lo de 00:00 a 06:00 horas ficando, nesse caso, a medição da energia reativa indutiva limitada ao período de 06:00 a 24:00 horas. Os novos critérios para faturamento regulamentam a cobrança de excedentes de energia reativa, abandonando, assim, a figura tradicional do “ajuste por baixo fator de potência” que sempre foi associado à idéia de multa. O excedente reativo indutivo ou capacitivo, que ocorre quando o fator de potência indutivo ou capacitivo é inferior ao valor de referência de 0,92, é cobrado com tarifa de energia ativa e de demanda ativa (R$/kWh e R$/kW) e introduz o conceito de energia ativa reprimida ou seja, a cobrança pelo “espaço” ocupado com a circulação de excedente reativo no sistema elétrico.

COMO CALCULAR O REATIVO EXCEDENTE “FER” DE POSSE DA CONTA DE ENERGIA De posse da conta de energia elétrica, verifique os valores indicados nos campos Consumo Ativo (CA), Fator de Potência Médio (FPm) e Tarifa de Energia (TCA) e utilize o Fator de Potência regulado (FPr) = 0,92, conforme Resolução ANEEL 456/2000 – Art. 64. Com eles, você pode calcular o valor do excedente de energia reativa (FER), conforme abaixo:

Exemplo: Usando os dados da fatura de energia elétrica, onde temos: CA = 4413, FPm = 0,80, e TCA = 0,49469. Calcule o valor da energia reativa excedente a ser pago pelo cliente:

Cobrança de tributos Nas faturas também podem aparecer valores referentes ä cobrança de encargos definidos pelos órgãos reguladores e/ou demais entidades do setor elétrico. O encargo mais conhecido cobrado nas faturas mensais foi o denominado “Encargo de Capacidade Emergencial”, o qual possui sua base de aplicação sobre os conceitos faturáveis de energia elétrica ativa (kWh). Nesse caso, sobre a soma da energia elétrica ativa consumida pela unidade consumidora, aplica-se a tarifa vigente estabelecida na legislação específica, encontrando-se o valor que será repassado aos órgãos competentes.

Cobrança de tributos Exemplo: Unidade consumidora Horo-Sazonal, com os seguintes valores de consumo de energia elétrica ativa: Consumo ativo na ponta = 1.000 kWh Consumo ativo fora de ponta = 15.000 kWh Tarifa do encargo de capacidade emergencial c/ ICMS (R$ / kWh) = 0,01024 Base de aplicação do encargo = 16.000 kWh Valor do encargo cobrado (R$) = 163,84 O valor do(s) encargo(s) normalmente é definido por Resolução do órgão regulador que o institui, onde consta toda a discriminação de aplicação dos recursos provenientes de sua cobrança, qual a finalidade e prazo de vigência do encargo, e critérios para a identificação do mesmo nas faturas.

COMO CALCULAR O FATOR DE POTÊNCIA ANTES DO RECEBIMENTO DA 1ª FATURA Para se ter uma idéia do Fator de Potência antes de receber a 1ª fatura referente ao novo medidor instalado, o consumidor poderá verificar a leitura do Ativo e Reativo exposto no novo medidor e aplicá-los na Equação 1 para obter uma estimativa de como está à relação entre a energia ativa e a energia total.

Dúvidas ??

Fim