segunda-feira, 5 de junho de 2023

Aula 23 - Correção de Fator de Potência

A maioria das cargas das unidades consumidoras consome energia reativa indutiva, tais como: motores, transformadores, reatores para lâmpadas de descarga, fornos de indução, entre outros. As cargas indutivas necessitam de campo eletromagnético para seu funcionamento, por isso sua operação requer dois tipos de potência: Potência ativa: potência que efetivamente realiza trabalho gerando calor, luz, movimento, etc. É medida em kW e Potência Reativa: potência usada apenas para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas. É medida em kvar. 
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.
O fator de potência é a razão entre a potência ativa e a potência aparente. Ele indica a eficiência do uso da energia. Um alto fator de potência indica uma eficiência alta e inversamente, um fator de potência baixo indica baixa eficiência energética. Um triângulo retângulo é frequentemente utilizado para representar as relações entre P (kW), Q (kvar) e S (kVA), conforme a Figura.
A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua plena utilização, condicionando a instalação de novas cargas a investimentos que seriam evitados se o fator de potência apresentasse valores mais altos. O “espaço” ocupado pela energia reativa poderia ser então utilizado para o atendimento de novas cargas.
Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados principalmente aos transformadores e condutores necessários. O transformador a ser instalado deve atender à potência total dos equipamentos utilizados, mas devido a presença de potência reativa, a sua capacidade deve ser calculada com base na potência aparente das instalações.
Uma forma econômica e racional de se obter a energia reativa necessária para a operação adequada dos equipamentos é a instalação de capacitores próximos desses equipamentos. A instalação de capacitores porém, deve ser precedida de medidas operacionais que levem à diminuição da necessidade de energia reativa, como o desligamento de motores e outras cargas indutivas ociosas ou superdimensionadas.
A correção do fator de potência por si só já libera capacidade para instalação de novos equipamentos, sem a necessidade de investimentos em transformador ou substituição de condutores para esse fim específico.
Para iniciar um projeto de Correção do Fator de Potência deveremos seguir inicialmente duas etapas básicas:
1. Interpretar e analisar os parâmetros elétricos das instalações: nas Empresas em Operação, através das medições efetuadas e nas Empresas em Projeto, através dos parâmetros elétricos presumidos;
2. Ter em mãos e interpretar as especificações técnicas de todos os materiais que serão empregados na execução do projeto.
A correção pode ser feita instalando os capacitores, tendo como objetivos a conservação de energia e a relação custo/benefício. A Correção localizada é obtida instalando-se os capacitores junto ao equipamento que se pretende corrigir o fator de potência e representa, do ponto de vista técnico, 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 é necessário. 
Cálculo da Capacitância do Capacitor
Quando se corrige um fator de potência de uma instalação, consegue-se um aumento de potência aparente disponível e também uma queda significativa da corrente. 

Diagrama elétrico para energização do motor de anel em curto e correção do fator de potência disponível em: 23_06_01_Motor_monofásico_série_com_correção_de_fator_potência e modelo paralelo de 23_06_09 Diagrama de motor monofásico paralelo com correção de fator de potência .

© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/02/2015

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