Palestra_FPOT_ 2010_2.

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
FP =
kWh
(kWh) 2 + (kvarh) 2
kvarh
FP  cos arctg
kWh
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
Q [Var]
Q
+ ind
Qcap
S
S1
1
Q1

P [W}
P
- cap
Qcap = P x (tgΦ - tgΦ1)
Benefícios
 Liberação
da capacidade de circuitos
alimentadores e transformadores
P
Q
P+jQ
~
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
k
var
V % 
kVA
cap
trafo
 Z trafo (%)
kVAr gerado  kVAr cap  V
2
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
0,92
UFDR  DM 
 DF
fm
 Avaliação Horária
UFDR  DMCR  DF

0,92 
 DAi 

max
fi 
i=1 
n
 0,92 
UFER  CA  
 1
 fm


 0,92   
UFER    CAi  
 1  
 fi
  
i = 1

n
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-toback)
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
AT
A
BT
M
M
M
M
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
[email protected]