Aula 2 -Como iniciar a análise das cargas na indústria

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Prof. Tiago Quartiero Pereira, Me. Eng.
Aula 2: Como iniciar a análise 
das cargas na indústria?
Curso de Formação Inicial e 
Continuada Eletricista para 
Correção de Fator de Potência
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Sumário 
2 Como iniciar a análise das cargas na indústria?
2.1 Método do ciclo de carga operacional
2.2 Método dos consumos e demandas médios mensais
2.3 Método analítico
2.4 Método das potências medidas
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2 Como iniciar a análise das cargas na indústria?
Instalações em Projeto: Na prática há uma grande dificuldade de determinar o FP e saber detalhes
técnicos e o comportamento operativo da planta, tais como:
• Ciclo de operação diário, semanal, mensal ou anual;
• Taxa de carregamento dos motores e transformadores;
• Cronograma de expansão das atividades produtivas.
Para Instalações em Projeto procede-se com:
• Método do ciclo de carga operacional;
• Método analítico
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Instalações em operação: A determinação do FP deve ser realizada quando a instalação está operando
em plena carga, evitando-se fazê-la em indústrias recém inauguradas pois pode ocorrer modificações no
projeto original ou de acordo com a direção da empresa, como:
• Desligar e remover de operação os motores que estiverem funcionando em vazio.
• Manter energizados somente os transformadores necessários à carga, quando a indústria estiver
operando em carga leve, ou somente com a iluminação de vigia.
• Substituir os motores superdimensionados por unidades de menor potência.
Nas instalações em operação deve-se proceder com os seguintes métodos para determinação de FP:
• Método dos consumos médios mensais
• Método analítico: Equivalente ao método para instalações em projeto.
• Método das potências medidas:
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2.1 Método do ciclo de carga operacional
• Baseia-se na determinação dos consumos previstos no ciclo de operação diário da
instalação, projetado mensalmente;
• Deve-se considerar uma indústria de atividade produtiva bem definida;
• Determina-se os consumos de energia ativa e reativa com base no ciclo de operação
diário e projeta-se estes consumos de acordo com os dias trabalhados ao longo de um
período de um mês;
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2.1 Método do ciclo de carga operacional: Exemplo
Considerar um projeto em desenvolvimento de uma indústria, cujas cargas são conhecidas
segundo um ciclo de operação diário típico, sabendo-se, ainda, que o funcionamento é de
segunda a sexta-feira, no período compreendido entre as 6 e as 24 horas. Fora do período
de sua atividade produtiva, a indústria mantém ligada apenas 10 % da sua iluminação
normal. Determinar o fator de potência estimado, sabendo-se que a tensão do sistema é de
440 V.
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2.1 Método do ciclo de carga operacional: Exemplo
Observação – Setor F
• Admite-se FP de 0,62 e 0,61
correspondem à condição de operação dos
motores a ½ carga.
• Os valores dos fatores de potência na
condição de ½ carga podem ser
encontrados nas curvas de desempenho
dos motores fornecidas pelo fabricante,
como o exemplo ao lado:
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2.1 Método do ciclo de carga operacional: Exemplo
Observação – Setor I (iluminação)
• Nos cálculos das potências das lâmpadas foram considerados fator de potência de 0,5 para
as lâmpadas de 65 W e 0,9 correspondem, respectivamente, aos reatores de baixo e alto
fator de potência utilizados;
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2.1 Método do ciclo de carga operacional: Exemplo
Para contrato do Grupo Tarifário Azul, o fator de potência é calculado a cada intervalo de 1hora. 
Nos períodos destacados em vermelho deve haver correção para 0,92.
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2.1 Método do ciclo de carga operacional: Exemplo
Qual seria a potência reativa necessária para FP = 0,92?
-1- tan(cos )cap atual atual desejadoQ Q P FP= 
-1905-1239 tan(cos 0,9262)
401kVAr
cap
cap
Q
Q
= 

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2.1 Método do ciclo de carga operacional: Exemplo
Ckwhd = (8,2×6) + (1.239×2) + (2.066×8) + (1.404×2) + (910×2) + (358×2)
Ckwhd = 27.979 kWh/dia
Ckwhm = 27.979 × 22 = 615.538 kWh/mês
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2.1 Método do ciclo de carga operacional: Exemplo
CkVArhd = (1,7×6)+(905×2)+(1.476×8)+(1.233×2)+(1.060×2)+(659×2)+(260×2)
CkVArhd = 20.052 kVArh/dia
CkVArhm = 20.052 × 22 = 441.144 kVArh/mês
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2.1 Método do ciclo de carga operacional: Exemplo
A título de ilustração, pode-se determinar o fator de potência médio mensal. Porém, para este
exemplo, modalidade tarifária azul, este resultado não gera efeito prático, pois a cobrança do reativo é
horária.
A diferença entre a modalidade tarifária azul e a verde refere-se à tarifa paga por consumo de ponta,
sendo que a tarifa verde possui um valor de demanda único e um preço mais elevado de transporte na
ponta e a tarifa azul possui dois valores de demanda, um para o período de ponta e outro para o
período fora ponta.
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2.2 Método dos consumos e demandas médios mensais
• É um dos métodos mais simples conhecidos;
• Consiste em tabular os consumos de energia e demanda ativa e reativa fornecidos na conta
de energia elétrica emitida pela concessionária;
• É conveniente que sejam computados os valores de energia e demanda correspondentes a
um período igual ou superior a seis meses;
• Este método é somente válido para consumidores com avaliação mensal do fator de
potência;
• Caso a indústria apresente sazonalidade de produção, é necessário considerar este fato,
aumentando-se o período do estudo, por exemplo, para 12 meses. Com os resultados
obtidos pela média aritmética dos valores tabulados;
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2.2 Método dos consumos e demandas médios mensais - Exemplo
Determinar o fator de potência médio da 
instalação e o faturamento médio previsto pelo 
excedente de energia e demanda reativa para o 
consumidor pertence ao grupo tarifário 
convencional, com demanda contratada de 80 kW. 
Considere a tarifa de demanda de potência ativa 
de 24,51 R$/kWh e a
tarifa de energia ativa 0,22878 R$/kWh cujos 
consumos mensais foram organizados segundo a 
tabela ao lado:
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2.2 Método dos consumos e demandas médios mensais - Exemplo
Faturamento da demanda 
de energia reativa 
excedente, em R$;
Considerando as médias: 29.170 kWh, 82 kW e FP=0,83
Demanda de potência ativa máxima 
registrada no mês, em kW;
Demanda de potência ativa 
Contratada faturável no 
mês, em kW;
Tarifa de demanda de 
potência ativa, em R$/kW;
Fórmula utilizada 
quando é ultrapassada 
a demanda mensal 
contratada
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2.2 Método dos consumos e demandas médios mensais - Exemplo
Faturamento do consumo 
de energia reativa 
excedente, em R$;
Considerando as médias: 29.170 kWh, 82 kW e FP=0,83
Consumo de energia ativa 
registrada no mês, em kWh;
Tarifa de energia ativa, 
em R$/kWh; Fórmula utilizada para 
consumo excedente 
reativo
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2.3 Método analítico
• Este método se baseia na resolução do triângulo das potências. Cada carga
é considerada individualmente, calculando-se a sua demanda ativa e reativa,
com base no fator de potência nominal;
• Após os cálculos das potências e demandas prossegue com a correção
individual ou em grupo das cargas;
• Será estudado em detalhe na próxima aula.
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2.4 Método das potências medidas
• Medição de tensão, corrente, potência ativa, 
potência reativa, potência aparente, frequência, 
fator de potência,
• energia ativa e energiareativa.
• Memória de massa para 6 ou 12 canais.
• Classe de exatidão variando de 0,2 % a 1 %.
• Possibilidade de telemedição.
• Medição de distorção harmônica.
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• Armazena em uma em planilha eletrônica Excel;
• A partir da planilha podem ser elaborados os gráficos dos parâmetros medidos
para efeito de análise;
• Utilizando a mesma planilha Excel, com base nos dados coletados pelo
aparelho de medição, pode-se determinar, por exemplo, o quanto de potência
reativa capacitiva é necessário para corrigir o fator de potência horário até um
valor definido;
2.4 Método das potências medidas
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2.4 Método das potências medidas
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2.4 Método das potências medidas
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2.1 Levantamento do ciclo de carga [4][5][7];
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2.4 Método das potências medidas
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Obs.: Verifica-se que o FP 
da instalação oscila entre 
aprox. 0,64 à 0,74 durante 
o período analisado.
2.4 Método das potências medidas
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Obs.: Pra manter FP = 0,95 
durante todo o tempo deve 
haver uma potência mínima 
capacitiva de aprox. 400 
kVAr.
A potência reativa máxima a 
ser fornecida pelos 
capacitores é de aprox. 800 
kVAr.
Esta informação é essencial 
para dimensionar os estágios 
do controlador de correção de 
FP, no qual iremos estuda 
nas próximas aulas.
2.4 Método das potências medidas
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Referências
EMANUELLI, Eng. Luis Cesar. Correção do Fator de Potência (parte 1). Disponível em:
https://www.youtube.com/watch?v=q_wPpzGD4mg. Acesso em: 15 set. 2020.
FILHO, João Mamede. Instalações Elétricas Industriais. 9. ed. LTC, 2017
WEG. Manual para Correção do Fator de Potência. Disponível em:
https://static.weg.net/medias/downloadcenter/hea/h8b/WEG-correcao-do-fator-de-potencia-
958-manual-portugues-br.pdf. Acesso em: 27 set. 2020.