Avaliação e Melhoria da Segurança Dinâmica Utilizando

Eletrotécnica
Correção do Fator de Potência
Joinville, 2 de Abril de 2013
Escopo dos Tópicos Abordados
‹ Correção
do fator de potência;
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Correção do Fator de
Potência
‹A
correção do fator de potência pode ser vista
como adicionar elementos em paralelo à carga,
geralmente capacitores, a fim de trasnformar o FP
mais próximo de 1 (circuito resistivo);
‹O
que é correção do fator de potência?
‹ É o processo de aumentar o fator de potência sem
alterar a tensão e a corrente originais da carga é
conhecido como correção do FP;
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Correção do Fator de
Potência
‹ Dada
uma carga indutiva, aumentar o FP significa
realizar uma compensação reativa, por exemplo,
inserindo capacitores em paralelo à mesma:
FP = cos(θ1).
FP = cos(θ2).
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Correção do Fator de
Potência
‹ Com
a correção do FP, a corrente I do circuito,
oriunda da fonte, tem menor magnitude que a
corrente IL ;
‹ As
companhias elétricas taxam os consumidores
que “consomem” maior corrente, devido às
perdas por efeito Joule.
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Correção do Fator de
Potência
‹A
correção do FP pode ser efetuada através de
análises feitas em triângulos de potência.
‹ A carga indutiva original tem potência S1, desejase aumentar o FP.
A redução do FP para θ2, pode ser feita:
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Correção do Fator de
Potência
‹ Ainda,
e:
como:
implica em:
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Correção do Fator de
Potência
‹ Embora
a maioria das cargas sejam
predominantemente indutivas, é possível a
existência de cargas predominantemente
capacitivas. Nestas situações, a compensação do
fator de potência é realizada via inserção de
indutores em paralelo com a carga capacitiva.
Assim:
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Correção do Fator de
Potência
‹ Uma
carga de 4 kW, 60 Hz e tensão de 120 V
possui fator de potência igual a 0,8 atrasado.
Calcule a capacitância necessária para aumentar
o fator de potência para 0,95.
Potência aparente:
Potência reativa:
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Correção do Fator de
Potência
‹ Aumentando
o fator de potência para 0,95.
Potência aparente “nova”:
Potência reativa “nova”:
Potência reativa do capacitor (que compensa o FP):
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Correção do Fator de
Potência
‹ Assim,
pode-se calcular o valor do capacitor que
compensa o FP, transformando-o em 0,95.
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Correção do Fator de
Potência
‹ Exemplo:
Um motor de 5 HP, FP atrasado=0,6 e
rendimento de 92% é conectado a uma tensão de
208V, 60Hz.
– Encontre o triângulo de potência da carga;
– Encontre o capacitor para tornar o FP da instalação unitário;
– Calcule a mudança na corrente para o sistema compensado e não
compensado.
– Solução:
– Potência fornecida pela rede:
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Correção do Fator de
Potência
‹O
motor de 5 HP possui rendimento de 92%, logo
5HP é sua potência de eixo. No caso de motores,
as perdas (8%) são elétricas ou por atrito e
ventilação, no núcleo ou ferro.
– Potência fornecida pela rede é maior que os 5HP=3730 W:
– Ainda:
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Correção do Fator de
Potência
‹ Desta
forma a potência reativa fornecida pela rede
é:
– Resultando em uma potência aparente fornecida pela rede:
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Correção do Fator de
Potência
‹O
triângulo de potência é dado por:
– Corrigindo o FP para 1 implica que Qc=QL em módulo.
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Correção do Fator de
Potência
‹ Assim
Qc= -5404,45 VAr:
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Correção do Fator de
Potência
‹ Determinando os “benefícios” da correção FP:
– Corrente fornecida pela rede quando o FP=0,6 – lembre-se que:
– Em módulo:
– Com FP=1, implica que Qc=QL, assim teremos Qr=0, resultando
em:
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Correção do Fator de
Potência
‹ Com
a correção do FP, houve uma redução de
40% na corrente fornecida pela rede e a potência
no eixo do motor (potência ativa [W]) não foi
alterada
– Corrente fornecida pela rede quando o FP=0,6 – lembre-se que:
– Após a correção do FP para 1:
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Correção do Fator de
Potência
‹ É possível calcular a impedância do motor:
– Corrente fornecida pela rede quando o FP=0,6 – lembre-se que:
– ou para FP=0,6 atrasado:
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Correção do Fator de
Potência
‹É
possível calcular a impedância do motor:
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Correção do Fator de
Potência
‹É
possível transformar a impedância série em uma
equivalente em paralelo (somente para
visualização):
‹ Resultando
em:
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Correção do Fator de
Potência
‹ Exemplo
simulador multisim para compensação
do FP.
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