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1 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 Correção do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 Legislação brasileira 2 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 Grupo A - Alta Tensão Grupo B - Baixa Tensão A-1 - 230 kV ou mais; A-2 - 88 a 138 kV; A-3 - 69 kV; A-3a - 30 a 44 kV; A-4 - 2,3 a 13,8 kV; A.S. - 2,3 a 13,8 kV (Subterrâneo). B-1 - Residencial; B-1 - Residencial Baixa Renda; B-2 - Rural; B-3 - Não Residencial Nem Rural; e B-4 - Iluminação Pública. Composição da fatura de energia elétrica Classificação conforme tipo de consumidor: Legislação brasileira Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 A legislação brasileira permite às concessionárias calcular as faturas em função do: 1. Consumo (kWh), 2. Demanda (kW), 3. Fator de potência, 4. Sistema tarifário. Composição da fatura de energia elétrica Legislação brasileira 3 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 1) Consumo Registro de energia elétrica consumida durante um intervalo de tempo. No cálculo das faturas é considerado o período mensal e a unidade é o kWh (quilo watts hora). 2) Demanda Demanda corresponde ao consumo de energia dividido pelo tempo adotado na verificação. Legislação brasileira Composição da fatura de energia elétrica Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 3) Fator de Potência O fator de potência deverá ter como limite mínimo o valor de 0,92 (indutivo ou capacitivo). Caso ocorram valores menores o consumidor será penalizado. Nota(1): Para maiores detalhes consulte as Normas disponibilizadas no site ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica - Brasil, ou consulte sua concessionária. Legislação brasileira Composição da fatura de energia elétrica 4 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 Fator de Potência – forma de cálculo para cobrança na fatura de energia Legislação brasileira Composição da fatura de energia elétrica Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 1,0- 0,92 0,92 FP capacitivo FP indutivo Multa no horário das 00:00 as 6:00 hs (o sistema pode ficar indutivo sem acarretar em multa) Multa no horário das 6:00 as 24:00 hs (o sistema pode ficar capacitivo sem acarretar em multa) Variação permitida sem custo para o consumidor Legislação brasileira Composição da fatura de energia elétrica Fator de Potência – limites permitidos 5 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 4.1 - Tipos de tarifação: - Consumidores grupo B – Não aplicável conforme resolução ANEEL 569/2013. Esta resolução revisa e altera a resolução normativa 414 / 2010 4) Sistema tarifário Conforme o tipo de consumidor, teremos vários modelos de faturamento. Legislação brasileira Composição da fatura de energia elétrica Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 Estrutura caracterizada pela aplicação de tarifas de consumo de energia elétrica e/ou demanda de potência, independentemente das horas de utilização do dia e dos períodos do ano, e aplicada aos consumidores atendidos em tensão inferior a 69 kV com demanda contratada inferior a 300 kW e que não tenham optado pela tarifa horossazonal. Sistema tarifário Legislação brasileira Composição da fatura de energia elétrica Consumidores grupo A Tarifa Binômia - convencional: 6 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 Sistema tarifário Legislação brasileira Composição da fatura de energia elétrica Consumidores grupo A Tarifa Binômia - horossazonal. : As tarifas horossazonais têm preços diferenciados em relação às horas do dia (ponta e fora de ponta) e aos períodos do ano (úmido e seco). São classificadas em verde e azul, sendo que a azul considera também valores diferenciados para demanda. Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Tarifação fev/11 D O IS PERÍO DO S A N U A IS M AIO A N O V EM B RO D EZEMB R O A ABR IL SE CO Ú M IDO D O IS SEG M ENT O S H O RÁ RIO S 0 h 18 :30 21 :30 24 :00 Fora de Ponta Ponta Fora de Ponta T rês horas consecutivas nos d ias úteis, confor m e as característ ica s do sistema elétr ico da concessionária . Legislação brasileira Sistema tarifário Bandeiras tarifárias Verde Amarela Vermelha Composição da fatura de energia elétrica 7 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Conceituação Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Triângulo Retângulo A B C Características: - Um ângulo interno é sempre 90 graus - 222 Hipotenusaadjacente_Catetooposto_Cateto 8 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Funções Circulares Inversas: Se y = sen x então x = arcsen y. Se y = cos x então x = arccos y. Se y = tg x então x = arctg y. Triângulo Retângulo Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 TENSÃO ELÉTRICA Energia: capacidade de um sistema de realizar trabalho. Tensão elétrica: diferença de potencial entre dois pontos. Unidade: volt, símbolo V É a diferença de potencial entre dois pontos. Esta DDP faz com que a corrente elétrica circule através de um circuito elétrico CORRENTE ELÉTRICA É o resultado da aplicação de uma tensão entre dois pontos, continuamente ou durante um certo tempo. Unidade: ampére, símbolo A. É o movimento direcionado de elétrons em um condutor ou circuito elétrico. Ou seja, é o fluxo de cargas elétricas Tensão e corrente elétrica 9 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Tensão e corrente elétrica • A corrente elétrica é a quantidade de carga que • Passa por segundo em uma determinada seção. Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 AlternadaContínua Tensão e corrente elétrica 10 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Tensão e corrente elétrica • Ip – Valor de pico da corrente • Ipp – Valor de pico a pico da corrente • T – Período: tempo necessário para a ocorrência de um ciclo completo Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Tensão e corrente elétrica • Frequência (f): • É a velocidade na qual os ciclos são produzidos. 1 Período (T) 1 ciclo 1 segundo Frequência (X ciclos/segundo) 11 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Em sistemas CA temos 2 tipos de cargas: 480.0A 0.0A -480.0A 400.0V 0.0V -400.0V 833.33 us/div0.00ns 16.67ms Snapshot Waveform Model 7100 WEG.Q-P1M2 04/23/04 10:29:58.15 Three Phase Wye Vb Ib IV Lineares – Cargas que não provocam distorções na freqüência da rede de alimentação e não afetam a forma de onda do sistema de alimentação. Este será o foco do nosso trabalho. Tensão e corrente elétrica Não lineares – Cargas que introduzem distorções na forma de onda de tensão e/ou corrente no sistema elétrico. Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Em um circuito puramente resistivo alimentado com uma tensão alternada (CA) a tensão e a corrente estão em fase. U =R.I ou I = U/R (valores eficazes para I e U) IV Circuitos resistivos em CA 12 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Quando uma tensão alternada senoidal é aplicada a um indutor ideal a corrente estará atrasada de 90º em relação à tensão. V I I V Circuitos indutivos em CA Reatância indutiva: L.F..2XL - L dado em Henries ( H ); - F em Hertz (Hz) Motores | Automação | Energia | Tintas Definição • O que é um capacitor? É um componente elétrico que pode armazenar energiaatravés do campo elétrico entre os seus eletrodos. •Dielétrico Circuitos capacitivos em CA 13 Motores | Automação | Energia | Tintas Circuitos capacitivos em CA Motores | Automação | Energia | Tintas 26 Teoria dos Capacitores • Os capacitores para correção do fator de potência são vendidos através da potência reativa, que é dado por: • Onde: Q – Potência reativa Vrede – Tensão da rede f – Frequência da rede C – Capacitância Circuitos capacitivos em CA 14 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Um capacitor ideal ligado à uma tensão alternada senoidal, a corrente estará 90º adiantada em relação à tensão. 90º IC IC VC VC Circuitos Capacitivos em CA - L dado em Henries ( H ); - C em Farads ( F); - f0 em Hertz (Hz) Reatância capacitiva: C.F..2 1Xc Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Associação de capacitores: Ceq = C1 +C2 Circuitos Capacitivos em CA 15 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Freqüência de ressonância: CL f ...2 1 =0 - L dado em Henries ( H ); - C em Farads ( F); - f0 em Hertz (Hz) Circuitos RLC em CA Associação de resistores, reatâncias indutivas e capacitivas. Possibilidade de ressonância = problema para a instalação elétrica Ressonância ocorre quando: XL = Xc Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Filtros passivos: Genericamente, filtros são circuito que deixam passar só sinais de determinadas freqüências, atenuando outras. Podemos ter os seguintes tipos de filtros: Filtros Passa Altas (FPA ) Filtros Passa Baixas (FPB) Filtro Passa Faixa ( FPF) Filtro Rejeita Faixa ( FRF) Se considerarmos o filtro ideal as curvas de respostas em freqüência serão as seguintes: fCi ganho FPA ganho FPF fCi fCS ganho fCSfCi FRF fCS ganho FPB Circuitos RLC em CA 16 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Potência = trabalho realizado em um determinado tempo. Potência de 1 watt = trabalho de um joule, em cada segundo, contínua e uniformemente. Unidade de potência = watt, símbolo W. Exemplo: Uma potência de 500 W significa que foi realizado um trabalho de 500 joules em 1 segundo O joule é a unidade de energia. Potência elétrica Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Potência elétrica = capacidade de um equipamento realizar trabalho em um determinado intervalo de tempo Potência elétrica 17 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Energia elétrica = uso de potência elétrica em um determinado intervalo de tempo Unidade de energia: watthora (Wh) Relação entre o Watthora e o joule: 1 Watthora = (1 joule / segundo) hora 1 hora = 3600 s Substituindo: 1 Watthora = (1 joule / segundo) 3600 segundos = 3600 joules Portanto: 1 Wh = 3600 J Energia elétrica Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Cálculo do consumo de energia elétrica Considerando um banho de 10 minutos em um chuveiro elétrico de potência de 5.200W. Calcular o consumo de energia deste banho. Energia elétrica 18 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Conceituação jun/2008 Considerando que o preço cobrado pela concessionária que fornece energia é R$ 0,32/kWh. Calcule o valor do consumo de energia em reais deste banho Energia elétrica Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Produtos 19 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Capacitores para correção do fator de potência Capacitores para iluminação e motores monofásicos •Capacitores •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 As linhas de capacitores para corrente alternada produzidos pela WEG, estão divididas para 3 tipos de aplicações: Correção do Fator de Potência (C.F.P.), motores monofásicos (motor run) e Iluminação (lighting). Modelos Descrição Caneca Aplicação Norma Aplicada CMRW Capacitor permanente Plástica Motores monofásicos IEC60252-1 e UL810 CMRW-S Capacitor permanente com filme segmentado Plástica Motores monofásicos IEC60252-1 e UL810 CDW Capacitor permanente com dupla capacitância Alumínio Motores monofásicos IEC60252-1 e UL810 CMRW-M Capacitor permanente Alumínio Motores monofásicos IEC60252-1 e UL810 CLAW Capacitor permanente Plástica Iluminação IEC61048 e IEC61049 CILW Capacitor permanente Plástica Iluminação IEC61048 UCW Unidade Capacitiva Monofásica Alumínio C.F.P. NBR IEC60831-1/2 UCW-T Unidade Capacitiva Trifásica Alumínio C.F.P. NBR IEC60831-1/2 •Capacitores •Produtos 20 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •De acordo com a NBR IEC 60831-1/2 e UL810, os seguintes parâmetros dos capacitores para correção do fator de potência devem ser considerados: Temperatura de operação: Altitude máxima: 2.000 m; Máxima tensão admissível: 1,1 x Vnom /8hs a cada 24hs; Máxima corrente admissível: 1,30 x Inom (r.m.s.); Corrente de Pico ((Inrush): 100 x Inom - minimo de 5000 manobras; Tolerância na Capacitância: -5 /+ 5%. •Capacitores •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Bobinas produzidas com filme de polipropileno metalizado com dielétrico seco Resistências de descarga incorporadas nas UCW-T, MCW, BCW e BCW-P Normas NBR IEC60831/1-2 e UL810 Fabricados em 50 e 60 HZ •Capacitores •Produtos 21 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Auto-regenerativo •Capacitores •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Auto-regeneração do filme Causas: Sobretensões superiores a 10% da Un e sobrecorrentes acima de 30% da In Distorções harmônicas Conseqüências: Perdas de capacitância e potência em kvar Expansão da caneca ao final da vida útil Benefício: Operação segura – final de vida sem explosão da caneca •Capacitores •Produtos 22 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Dispositivo de proteção anti-explosão •Capacitores •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Área de interrupção • Conectado •Área de interrupção • Desconectado •Sulco expansível • Normal •Capacitores •Produtos •Sulco expansível • Atuado •Área de interrupção • Conectado •Área de interrupção • Desconectado •Tampa expansível • Normal •Tampa expansível • Atuada 23 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Capacitores •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Homologação UL – mercado americano – ensaios rigorosos referente a segurança dos produtos. Exemplo de ensaio: - É provocada falha no capacitor aplicando tensão CC = 10 x Vn. - Logo após o capacitor é ligado em uma fonte de 10kA/550Vca. •Resultado esperado = capacitor deve expandir •Capacitores •Produtos 24 Motores | Automação | Energia | Tintas •47 Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •48 •Eletrodo 1 •Eletrodo 2 •Dielétrico •Área Efetiva de •Capacitância Correção do Fator de Potência 25 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 UCW (Unidade Capacitiva Weg Monofásica) Unidade capacitiva para montagem de módulos e bancos trifásicos - 0,83 a 10,0 kvar Resistores de descarga - verificar inclusão ou não no catálogo Tensões até 480V (outras tensões sob consulta) Terminais de potência tipo fenda Philips e terminal box = Alta confiabilidade e segurança – unidades de Ø 53 a 75 mm. Para as unidade de Ø 40mm terminais tipo fast-on •Capacitores •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 UCW-T (Unidade Capacitiva Weg Trifásica) Potênciasdisponíveis Resistores de descarga incorporados ≤ 5kvar = resistores internos > 5kvar = resistores externos Capa de proteção para as conexões De 0,5 a 20 kvar em 220V De 0,5 a 35 kvar em 380/440/480V Terminais de potência fenda Philips e terminal box •Capacitores •Produtos 26 Motores | Automação | Energia | Tintas •51 •Elemento Capacitivo Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Ligação Delta Correção do Fator de Potência •R •S •T 27 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Elemento Capacitivo Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Ligação Delta Correção do Fator de Potência •R •S •T 28 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Ligação Fase Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Elemento Capacitivo Correção do Fator de Potência •R •S •T 29 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Ligação Fase Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência •Ligação Delta •R •S •T 30 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Ligação Fase Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Fundo Isolador Correção do Fator de Potência •R •S •T 31 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Anel de Trava Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Tampa Inferior Correção do Fator de Potência •R •S •T 32 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Silicone Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Caneca de Alumínio Correção do Fator de Potência •R •S •T 33 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Tampa de Alumínio Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência •R •S •T 34 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência 35 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Tampa Superior Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Terminal de Cobre Correção do Fator de Potência 36 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Terminal “Box” Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência 37 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência 38 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência 39 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Terminal Tubular Correção do Fator de Potência 40 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência 41 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Resistor de Descarga Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência 42 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 •Capa Protetora Correção do Fator de Potência 43 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência •R •S •T 44 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência •R •S •T 45 Motores | Automação | Energia | Tintas •34 Correção do Fator de Potência •R •S •T Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 MCW (Módulo capacitivo trifásico WEG) Conjunto de 03 Unidades capacitivas monofásicas – UCW, ligadas em triângulo ou conjuntos montados de MCWs (associação máxima de 04 MCWs) Resistores de descarga incorporados •Capacitores •Produtos Potências de 2,5 a 60 kvar Disponibilidade de acessórios para montagem no campo dos conjuntos MCWs 46 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 BCW (Banco de Capacitores Trifásico) Potências até 50kvar em 220V e 75kvar em 380/440/480V Unidades capacitivas monofásicas ligadas em triângulo (de 6 a 15 UCW´s) Resistores de descarga incorporados •Capacitores •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Potências até 75kvar em 380V; Capacitores UCW conectados na configuração Delta; Possuem proteção geral com Fusíveis NH ou Disjuntor DWB; Relé temporizador eletrônico RTW-RE que protege os capacitores na reenergização; Resistores de descarga incorporados; Caixa tipo Box de fácil abertura e acesso para manutenção; BCWP (Banco de Capacitores Trifásico com proteção e manobra incorporados) •Capacitores •Produtos 47 Motores | Automação | Energia | Tintas •93 Tabela de potências equivalentes Número do material Resistor de descargaReferência IEC Categoria Climática Self-healing Capacitor Auto - Regenerativo Símbolo de conexão Tensão de isolação Potência Reativa Lote Tensão e Frequência Referência UL Limite de curto circuito: 10kA •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Contatores para manobra de capacitores CWMC •Produtos 48 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Contatos Auxiliares normalmente abertos adiantados (NAa) Resistências de Pré-carga Resistores de CrFeAl (Cromo-Ferro-Alumínio) alta resistividade (r =7 W/m) Isolamento de dupla camada (Ttrabalho=1400oC) 1a camada – Silicone (Isolamento) 2a camada – Fibra de vidro (V-0) Bobina faixa ampla – 0,75 a 1,1 Vca. •Contatores para capacitores - CWMC •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Elevadas correntes de in-rush ocorrem manobra de capacitores •≈ 3000A •≈ 200A •Contator sem resistências •de pré-carga •(A) •(A) •(seg)•(seg) •Contator •Contator •Contatos •adiantados •Contator com resistências •de pré-carga •Exemplo: •Contatores para capacitores - CWMC •Produtos 49 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Funcionamento dos Contatores para manobra de capacitores CWMC •Contatos principais NA - Estado: abertos Contatos adiantados NAa - Estado: abertos •Contatores para capacitores - CWMC •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Funcionamento dos Contatores para manobra de capacitores CWMC •Contatos principais NA - Estado: abertos Contatos adiantados NAa - Estado: fechados •Contatores para capacitores - CWMC •Produtos 50 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Funcionamento dos Contatores para manobra de capacitores CWMC •Contatos principais NA - Estado: fechados Contatos adiantados NAa - Estado: abertos •Contatores para capacitores - CWMC •Produtos Motores | Automação | Energia | Tintas •Contatores para capacitores - CWMC •Produtos 51 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Disponíveis em 5 tamanhos básicos. Corrente de emprego de 16 a 1600A em CA e CC, com capacidade de interrupção de curto- circuito de 16 a 80kA. Proteção de redes de distribuição, motores e geradores. Versões bipolar, tripolar e tetrapolar de 10 a 1600A. Versões com regulação térmica e magnética fixa e ajustável •Disjuntores em caixa moldada – DWA/DWB •Produtos Motores | Automação | Energia| Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Proteção dos equipamentos e fiação (barramentos) contra curto-circuito, atuando também como limitadores das correntes de curto-circuito. Seccionadoras saca-fusíveis para fusíveis NH tamanho 00 a 3 (160 a 630A) •Fusíveis de proteção – gL/gG e seccionadoras •Produtos 52 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Classe gL-gG - 500Vca; Elavada capacidade de ruptura: Tipo D: 50kA; Tipo NH: 120kA Material cerâmico de alta qualidade; TIPO “D”TIPO “NH” •Produtos •Fusíveis de proteção – gL/gG e seccionadoras Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 53 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Instalações com necessidade de potência reativa VARIÁVEL •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Instalações com necessidade de potência reativa VARIÁVEL •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 54 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Instalações com necessidade de potência reativa VARIÁVEL •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Instalações com necessidade de potência reativa VARIÁVEL •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 55 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Monofásico: - PFW01-M06 – monofásico com 06 estágios de saída - PFW01-M12 – monofásico com 12 estágios •Trifásico: - PFW01-T06 – trifásico com 06 estágios de saída - PFW01-T12 – trifásico com 12 estágios de saída •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Controle do fator de potência através da manobra de capacitores em 06 estágios •Controle do fator de potência através da manobra de capacitores em 12 estágios •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 56 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Fator de potência Corrente mínima - ativa kvar programado para mínimo consumo. Exemplo: - transformador a vazio Controle para filtro de distorção harmônica total (THD) de tensão - ativa saída 1 e liga filtro de THD externo. •Supervisão e controle •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Corrente e tensão RMS Fator de Potência Potência ativa, reativa e aparente Frequência Distorção harmônica total e individual de tensão •Medições de grandezas elétricas: •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 57 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Comutação dos estágios do controlador •O controle do fator de potência é feito através da comutação dos relés de saída – estágios no PFW01. Pode ser manual ou automática. •Modo manual – aciona estágios diretamente no teclado frontal do PFW01. •Modo automático – rodízio inteligente dos estágios: •- Potências iguais dos estágios - PFW01 aciona primeiramente os • bancos com o menor número de operações, evitando manobras • excessivas em um único estágio operando de maneira rotativa - Potências diferentes dos estágios - PFW01 aciona o banco de • acordo com a potência reativa requerida pelo sistema. •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 - Temporização para ligar e desligar estágios - Evita repiques no contator e comutações excessivas dos estágios para cargas com grandes variações do fator de potência. - Desligamento dos estágios para Distorção Harmônica Total de Tensão acima de valores pré-estabelecidos. - Corrente mínima - ativa kvar programado para mínimo consumo. Exemplo: - transformador a vazio. - Controle para filtro de distorção harmônica total (THD) de tensão – ativa saída 1 e liga filtro de THD externo. •Modo automático – programações disponíveis: •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 58 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 • Tensão máxima e mínima • Corrente máxima e mínima • Fator de potência máximo e mínimo • Distorção harmônica total de tensão •Alarmes: •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Descrição PFW01 - Monofásico PFW01 - Trifásico Dim. frontais – Altura x Largura 98mm x 98mm 144mm x 144mm Profundidade 100mm 86mm Display de cristal líquido 2 linhas x 16 colunas 2 linhas x 20 colunas Grau de proteção IP40 IP40 Entrada de tensão - Alimentação 85 a 265Vca 90 a 270Vca Entrada de tensão - Medição 50 a 500Vca 50 a 500Vca Entrada de corrente 0,05 a 5A através de TC 0,05 a 5A através de TC Frequência 60Hz 45 a 65Hz Número de estágios 06 e 12 06 e 12 Capacidade dos contatos de saída 1A - 105VA, 250V 1A - 105VA, 250V Faixa de leitura fator de potência 0,5i a 0,5c 0,5i a 0,5c Comunicação serial ----------- RS485- Modbus RTU Velocidade de comunicação ----------- 9600, 19200 e 38400 b/s •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 59 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Bobinas dos contatores com supressores de surto •PFW01-M06 e PFW01- M12 •PFW01-T06 e PFW01-T12 •Ligações disponíveis – saídas de alarme e estágios: •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Medição de tensão •Medição de corrente •Alimentação do PFW01 •85 a 265Vca •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência •Ligações disponíveis: 60 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Ligações disponíveis: •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Ligações disponíveis – saídas de alarme e estágios: •Observações importantes: Não utilize a mesma fase para a alimentação do aparelho e para a alimentação dos contatores. Para eliminar ruídos provenientes da manobra dos contatores, instale supressores de sobretensão nas bobinas dos contatores. A correta parametrização do PFW01 é fundamental para perfeito desempenho das instalações. 90% das ocorrências de campo são decorrentes da não parametrização do PFW01. •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 61 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 62 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência • Para entrar no modo de programação do PFW01-M06 e PFW01-M12 pressione a tecla <PROG>. O equipamento irá entrar nos menus de programação. Com as teclas e selecione o menu e entre pressionando a tecla < PROG > novamente. 63 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência •Tela inicial do PFW01-M Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 64 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 65 Motores | Automação| Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 66 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 67 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 68 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 69 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 70 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 71 Motores | Automação | Energia | Tintas •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •Parametrização Manual PFW01 •Produtos •PFW01 – Controlador automático do fator de potência 72 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas Modelos disponíveis: MMW02 MMW02-M Dimensões AxLxP (mm) 98 x 98 x 84 98 x 98 x 84 Memória de massa Não 16 Mb 73 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Características eletro-mecânicas: •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas Características Técnicas MMW02 MMW02-M Elétrica Alimentação AC: 85 a 265 Vca 85 a 265 Vca Alimentação DC: 100 a 300 Vcc 100 a 300 Vcc Consumo: 10 VA 10 VA Freqüência: 50 / 60 HZ (altera nas programações) 50 / 60 HZ (altera nas programações) Saída de Alarme: 1 1 - Tipo de Saída: relé de contato seco relé de contato seco - Potência de Comutação da Saída: 10 VA / 250Vac 10 VA / 250Vac Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Grandeza elétricas medidas: •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas Características Técnicas MMW02 MMW02-M Medição de Corrente: 0,05 - 5 A 0,05 - 5 A Medição de Tensão: 50 - 500 Vca 50 - 500 Vca Núm. Elementos de Medição: 2 ou 3 2 ou 3 Tipo de Ligação: 21 Tipos (Delta / Estrela) 21 Tipos (Delta / Estrela) 74 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Dados complementares: •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas Características Técnicas MMW02 MMW02-M Indicação de Seqüência de Fase: sim sim Programação da Sequência de Fase sim (sem a necessidade de alterar a ligação física) sim (sem a necessidade de alterar a ligação física) Programação da Polaridade dos TCs sim (sem a necessidade de alterar a ligação física) sim (sem a necessidade de alterar a ligação física) Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Dados complementares: •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas Características Técnicas MMW02 MMW02-M Relógio / Calendário Sim Sim Memória de Massa: - Padrão Capacidade da Memória de Massa: - 16 Mb Intervalo minimo de registro - 1seg Modo de Armazenamento - Linear ou Circular Grandezas Armazenadas - Todas 75 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Dados complementares: •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas Características Técnicas MMW02 MMW02-M Idioma: Português / Espanhol / Inglês Português / Espanhol / Inglês Bornes para Conexão: terminal tipo olhal terminal tipo olhal Dimensões - AxLxP (mm): 96 x 96 x 84 96 x 96 x 84 Display: Cristal Líquido 4 linhas x 16 colunas (32 caracteres) Cristal Líquido 4 linhas x 16 colunas (32 caracteres) Função AJUDA: sim (informações dos detalhes das telas no Display) sim (informações dos detalhes das telas no Display) Back-light: sim sim Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Dados complementares: •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas •MMW02 •Telas de visualização 76 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação - Produtos jun/2008 Dados complementares: •MMW – Multimedidor de grandezas elétricas Características Técnicas MMW02 MMW02-M Comunicação Número de Portas: 1 1 Padrão Elétrico: 1 x RS-485 1 x RS-485 Protocolo: MODBUS-RTU MODBUS-RTU Velocidades: 600 a 115200 bps 600 a 115200 bps Formato de Dados: 8N1, 8N2, 8E1, 8E2, 8O1, 8O2 8N1, 8N2, 8E1, 8E2, 8O1, 8O2 Software parametrização Incluso Power Manager Power Manager Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições 77 Motores | Automação | Energia | Tintas •1 53 Tipos de cargas em um sistema elétrico •Carga linear: •Pode ser definida como aquela em que há uma relação linear entre corrente e tensão. 465.0A 0.0A -465.0A 350.0V 0.0V -350.0V 833.33 us/div0.00ns 16.67ms Snapshot Waveform Model 7100 WEG.Q-P1M2 04/23/04 11:13:58.14 Three Phase Wye Va Ia •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas •1 Definição dos tipos de cargas em um sistema elétrico •Cargas lineares •Carga Resistiva: •Corrente (I) em fase com a tensão (U) •Carga Indutiva: •Atraso da corrente (I) em relação a tensão (U) •Carga Capacitiva: •Atraso da tensão (U) em relação a corrente (I) C.f..2 1Xc L.f..2XL IVR / •Definições 78 Motores | Automação | Energia | Tintas •1 •Potência ativa ••É a capacidade do circuito de produzir trabalho em um determinado período de tempo. •CARGAS QUE CONSOMEM POTÊNCIA ATIVA •É a medida da energia armazenada que é devolvida para a fonte durante cada ciclo de corrente alternada. É a energia que é utilizada para produzir os campos elétrico e magnético necessários para o funcionamento de certos tipos de cargas. •CARGAS QUE CONSOMEM POTÊNCIA REATIVA •Potência reativa • •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas •1Departamento de Capacitores •É a potência total entregue pela concessionária. •CARGAS QUE CONSOMEM POTÊNCIA ATIVA E REATIVA •Potência aparente •Ativa ( kW ) •R ea tiv a ( k VA r ) • •Definições 79 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Φ.n .Vn.cos3 motor- P(kW)In 2kW 2kVAr 2S kW cosIU3P kVA IU3S kvar senIU3Q P Qarctg •Triângulo das potências: - cargas lineares •P = V3 . V . I . cos •Ativa ( kW ) •Q = v 3 . V . I . s en • R ea tiv a ( k va r ) • •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Fator de deslocamento x Fator de potência Cargas lineares e não lineares 22 1 1 )()( cos. )()( )( efhiefi efi II IFP Fator de Deslocamento (considera somente a freqüência fundamental – 60Hz) Cargas Lineares cosFP Fator de Potência (considera todas as freqüências de corrente do sistema elétrico) •kvar •Definições • FP 80 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •kvar •Triângulo das potências Cargas lineares •O transformador deve •fornecer a potência •extra (kVA - total) 222 DkVAkWvarkkVA •Definições •Dkva e não lineares Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 cos kVA kWFP •Potência que realiza trabalho •Potência total entregue •FATOR •de •POTÊNCIA •FATOR de •EFICIÊNCIA •ENERGÉTICA•Definições 81 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Fator de Potência é Fator de Competitividade !... •PORTUGAL •ESPANHA •CORÉIA •FRANÇA •BÉLGICA •ALEMANHA •SUÍÇA •ARGENTINA •0,92 •0,93 •0,93 •0,93 •0,95 •0,95 •0,95 •0,92 •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Causas do baixo fator de potência Transformadores operando “em vazio” Motores super dimensionados Grande N° de motores < 10cv Utilização de reatores para lâmpadas de descarga com baixo Fator de Potência Fornos de indução eletromagnética Máquina de solda a transformador •Definições 82 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Conseqüências de um baixo fator de potência Consumo excedente na conta de energia elétrica Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação Queda e flutuações de tensão Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores Sobrecarga dos equipamentos de manobra Aumento das perdas elétricas nos condutores pelo efeito Joule •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições •500kW •800kW •1000kW •Potência Útil•FP •1000 kVA •0,5 •0,8 •1,0 •Potência Trafo Variação da potência disponível no transformador em função do fator de potência 83 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Variação da seção do cabo em função do fator de potência •1,00 •1,00 •2,04 •0,70 •Seção Relativa •Fator de Potência •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Correção na média tensão - Desvantagens Inviabilidade econômica de instalar banco de capacitores automáticos; Maior probabilidade da instalação se tornar capacitiva (capacitores fixos); Aumento de tensão do lado da concessionária; Aumento da capacidade de curto-circuito na rede da concessionária; Maior investimento em cabos e equipamentos de B.T.; Manutenção mais difícil; Benefícios inerentes a eliminação de reativos nos cabos, trafos, etc., não são obtidos. •Definições 84 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições 85 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições •F = Tg (arc cos 1) - Tg (arc cos 2) •Qc = F x kW •Qc = Capacitor •2 •1 kW cosIU3P kvar senIU3Q •Qm = Motor •Qf = Qm - Qc kVA IU3S •Fator de potência desejado Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições 86 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 COMPENSAÇÃO INDIVIDUAL Viável economicamente para cargas > 10cv; Energia reativa compensada no local de origem. Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 COMPENSAÇÃO INDIVIDUAL Viável economicamente para cargas > 10cv; Energia reativa compensada no local de origem. Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições 87 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Para cargas indutivas < 10cv existentes em um mesmo local e circuitos de iluminação. COMPENSAÇÃO EM GRUPO Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Para cargas indutivas < 10cv existentes em um mesmo local e circuitos de iluminação. COMPENSAÇÃO EM GRUPO Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições 88 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Instalações com necessidade de potência reativa oscilante com o tempo. COMPENSAÇÃO CENTRAL (AUTOMÁTICA) Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Instalações com necessidade de potência reativa oscilante com o tempo. COMPENSAÇÃO CENTRAL (AUTOMÁTICA) Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições 89 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Utiliza os três tipos de compensação acima descritos. COMPENSAÇÃO MISTA Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Utiliza os três tipos de compensação acima descritos. COMPENSAÇÃO MISTA Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições 90 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 COMPENSAÇÃO Transformador Correção fixa para o transformador de potência Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 COMPENSAÇÃO Transformador Correção fixa para o transformador de potência Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de potência •Definições 91 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições •1 - Exercícios Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições •1 – Fatura de energia •1.1 – Considerando os requisitos de faturamento definidos pela concessionária, na sua opinião, qual a melhor faixa do fator de potência para regular a atuação de um controlador automático do fator de potência? •1.2 – Qual a diferença entre consumo e demanda? •1.3 – Podem existir casos onde o fator de potência, após correção em todas as cargas, ficar inferior ao esperado? Se sim, quando? 92 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •1.4 - Para um motor W22Plus, 55 KW, 4 polos, 380Vca qual a potência aparente que este motor consome a 100% de carga. •= 102 x 1,73 x 0,38 = 67,13 kVA •Potência •Corrent e •Rendimento •FP •Definições •ou cos )kW(P)kVA(P •= 55 / (0,944 x 0,87) = 66,97 kVA Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •1.4 - Para um motor W22Plus, 55 KW, 4 polos, 380Vca qual a potência aparente que este motor consome a 100% de carga. Não é possível exibir esta imagem no momento. •= 102 x 1,73 x 0,38 = 67,13 kVA •Potência •Corrent e •Rendimento •FP •Definições •ou Não é possível exibir esta imagem no momento. •= 55 / (0,944 x 0,87) = 66,97 kVA 93 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Concessionária •4700Vca •Fabrica A •consumo = 1,5 MW •FP = 0,6 •Fabrica B •consumo = 1,5 MW •FP=0,96 1.5 - Exemplo de avaliação de potência instalada – Considerando o unifilar abaixo complete os quadros seguintes. •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições 94 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Dimensionamento95 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Antes de qualquer dimensionamento, devemos coletar informações do sistema onde os capacitores serão instalados, tais como: Esquema unifilar atualizado Condições operacionais Levantamento de cargas lineares Levantamento de cargas não lineares Medições: - tensão, corrente, fator de potência, harmônicas, temperatura ambiente Contas de energia elétrica (últimas 12) •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Motores Transformadores Bancos automáticos Dimensionamento da correção do fator de potência Fatura de energia •Dimensionamento 96 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Ind ≥ 1,43 x Inc •Inf ≥ 1,65 x Inc •Disjuntores “AGW; DWB/A, ACW” •Fusíveis tipo “D” e “NH” •NBR 5060 – Classe gL/gG Dimensionamento da manobra e proteção de capacitores •Contatores CWMC •Ver tabela catálogo •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Dimensionamento 97 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Cálculo da CFP - Motores •% Carga: - Fator relativo a potência de trabalho do motor: • - Motor operando a 50% de P = 0,5 • - Motor operando a 75% de P = 0,75 • - Motor operando a 100% de P = 1,0 •P: - Potência ativa em kW •F: - Fator de multiplicação (tabelado) • Fator de potência atual x fator de potência desejado •: - Rendimento do motor em função do percentual de carga que esta operando •Qcapm: - Potência reativa do capacitor necessário no motor em kvar •Fator “F” •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Definições •F = Tg (arc cos 1) - Tg (arc cos 2) •Qc = F x kW •Qc = Capacitor •2 •1 kW cosIU3P kvar senIU3Q •Qm = Motor •Qf = Qm - Qc kVA IU3S •Fator de potência desejado 98 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Dica: - Conexões diretas capacitor-motor (sem contator) são possíveis, mas não recomendadas. Para ligação direta, recomenda-se que a potência do capacitor seja 90% da potência a vazio do motor. - No caso apresentado a potência máxima permitida seria P = 94,9 A x 0,38 x 1,73 x 0,9 = 56,1 kVA O uso do contator para manobra do banco visa reduzir riscos de ressonância e sobreexcitação que podem ocorrer durante a energização e desenergização do motor. Cálculo da CFP - Motores •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Mais algumas fórmulas que podem ser úteis para dimensionamento de capacitores para motores: Cálculo da CFP - Motores •Dimensionamento 99 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •1 - Exercícios Cálculo da CFP - Motores •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Calcular: •Para o motor W22 PLUS abaixo definir os capacitores para corrigir o FP para 0,92: •- 7,5CV / 5,5 kW, 4 Pólos, 380Vca, carga de 75% •Para o cálculo da correção é necessário definir: •- CosØ – Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do motor •- - Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do motor •Dimensionamento •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores 100 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Tabela catálogo Geral WMO •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Tabela catálogo Geral WMO •Dimensionamento •0,72•89,1 101 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008•Tabela catálogo Mod.911 WA •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008•Tabela catálogo Mod.911 WA •Dimensionamento •0,538 102 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Qkvar = 2.49 kvar •Qkvar = 0,75 x 5,5 x 0,538 • 0,891 •Comercial: MCW2,5V40 (2,5 kvar) ou UCWT2,5V40 L10 (2,5 kvar) •Motor: - 7,5cv 5,5 kW / 4 Pólos / 380Vca / Carga de 75% temos: •- CosØ = 0,72 •- = 89,1 •- F = 0,538 •Dimensionamento •Resolução em sala •Resolução em sala •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Qkvar = 2.49 kvar •Qkvar = 0,75 x 5,5 x 0,538 • 0,891 •Comercial: MCW2,5V40 (2,5 kvar) ou UCWT2,5V40 L10 (2,5 kvar) •Motor: - 7,5cv 5,5 kW / 4 Pólos / 380Vca / Carga de 75% temos: •- CosØ = 0,72 •- = 89,1 •- F = 0,538 •Dimensionamento •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores 103 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Utilizando o capacitor de 3.0 kvar,qual será o novo Fator de Potência ? •3,0 = 4,63 . F • F = 0,648 •Qkvar = 0,75 x 5,5 x F • 0,891 •Dimensionamento •F = Tg (arc cos 1) - Tg (arc cos 2) •Resolução em sala •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Utilizando o capacitor de 3.0 kvar,qual será o novo Fator de Potência ? •3,0 = 4,63 . F • F = 0,648 •Qkvar = 0,75 x 5,5 x F • 0,891 •Dimensionamento •F = Tg (arc cos 1) - Tg (arc cos 2) •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores 104 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008•Tabela catálogo Mod.911 WA •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008•Tabela catálogo Mod.911 WA •Dimensionamento •0,635 105 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Na tabela de “F” buscamos na linha horizontal o fator de potência = 0,72. Na linha horizontal do 0,72 identificamos o valor que mais se aproxima de 0,648. Neste ponto, buscamos no eixo vertical o novo fator de potência. •Cos Ø = 0,95 •Dimensionamento •Resolução em sala •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Na tabela de “F” buscamos na linha horizontal o fator de potência = 0,72. Na linha horizontal do 0,72 identificamos o valor que mais se aproxima de 0,648. Neste ponto, buscamos no eixo vertical o novo fator de potência. •Cos Ø = 0,95 •Dimensionamento •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores 106 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Onde: -Qcap = potência reativa do capacitor - Qnovo = nova potência reativa ou potência disponível com a nova tensão - Un = Tensão da rede - Ucap = tensão do capacitor (nunca poderá ser inferior a tensão da rede) 2 Ucap UnQcapQnovo Dimensionamento tensão reforçada para capacitores •Dimensionamento •- Potência reativa de capacitores: 1000 2 2.... UnCfQC •- Potência reativa de capacitores com tensão reforçada: Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •O sistema onde o motor está instalado tem flutuação de tensão de ±10%. O capacitor especificado é 2,5 kvar / 380Vca = UCWT2V40 L10 . •Podemos instalar o capacitor dimensionado? Se não, qual a solução? •Dimensionamento 2 Ucap UnQcapQnovo •Potência necessária para capacitor de 440Vca em rede de 380Vca = •= 2,5 / 0,7459 = 3.35 kvar •Logo utilizar UCWT 5 kvar / 440 Vca = UCWT5V49L10 ou 1 de 2,0+1 de 1.5kvar 7459,0 440 380 2 •Fator de redução •Resolução em sala •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores 107 Motores | Automação| Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •O sistema onde o motor está instalado tem flutuação de tensão de ±10%. O capacitor especificado é 2,5 kvar / 380Vca = UCWT2V40 L10 . •Podemos instalar o capacitor dimensionado? Se não, qual a solução? •Dimensionamento 2 Ucap UnQcapQnovo •Potência necessária para capacitor de 440Vca em rede de 380Vca = •= 2,5 / 0,7459 = 3.35 kvar •Logo utilizar UCWT 5 kvar / 440 Vca = UCWT5V49L10 ou 1 de 2,0+1 de 1.5kvar 7459,0 440 380 2 •Fator de redução •1.1 – Exercício – Motor 7,5CV Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Qual a potência do transformador a ser instalado para alimentação do motor abaixo? •Qual redução na potência aparente absorvida da rede corrigindo o fator de potência para 0,95? •- Motor = 150 kW, W22 Plus, 4 Pólos, 380 Vca, Carga de 100% •Para o cálculo da correção é necessário conhecer: •- Cos Ø – fator de potência - - rendimento •Acessando a página da WEG www.weg.net obtemos os valores específicos deste motor. •Dimensionamento •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores 108 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Dimensionamento •Motor: - 150kW / 4 Pólos / 380Vca / Carga de 100% temos: •- CosØ = 0,86; - = 95,5; •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008•Tabela catálogo Mod.911 WA •Dimensionamento 109 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008•Tabela catálogo Mod.911 WA •Dimensionamento •0,264 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Qkvar = 41,47 kvar •Qkvar = 1,0 x 150 x 0,264 • 0,955 •Escolha do capacitor: •1 x MCW45V40 (45 kvar) ou •1 x UCWT20V40 O24 + 1 x UCWT22,5V40 O24 (22,5 kvar) •Motor: - 150 kW / 4 Pólos / 380Vca / Carga de 100% temos: •- CosØ = 0,86; - = 95,5; - F = 0,264 •Dimensionamento •Resolução em sala •Resolução em •sala •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores 110 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Qkvar = 41,47 kvar •Qkvar = 1,0 x 150 x 0,264 • 0,955 •Escolha do capacitor: •1 x MCW45V40 (45 kvar) ou •1 x UCWT20V40 O24 + 1 x UCWT22,5V40 O24 (22,5 kvar) •Motor: - 150 kW / 4 Pólos / 380Vca / Carga de 100% temos: •- CosØ = 0,86; - = 95,5; - F = 0,264 •Dimensionamento •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Utilizando o capacitor de 45 kvar,qual será o novo Fator de Potência ? •45 = 157,1 . F • F = 0,2864 •Qkvar = 1,0 x 150 x F • 0,955 •Dimensionamento •F = Tg (arc cos 1) - Tg (arc cos 2) •Resolução em sala •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores 111 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Utilizando o capacitor de 45 kvar,qual será o novo Fator de Potência ? •45 = 157,1 . F • F = 0,2864 •Qkvar = 1,0 x 150 x F • 0,955 •Dimensionamento •F = Tg (arc cos 1) - Tg (arc cos 2) •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008•Tabela catálogo Mod.911 WA •Dimensionamento 112 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008•Tabela catálogo Mod.911 WA •Dimensionamento •0,264 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Na tabela de “F” buscamos na linha horizontal o fator de potência = 0,86. Na linha horizontal do 0,86 identificamos o valor que mais se aproxima de 0,2864. Neste ponto, buscamos no eixo vertical o novo fator de potência. •Cos Ø = 0,955 •Dimensionamento •Resolução em sala •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores 113 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Na tabela de “F” buscamos na linha horizontal o fator de potência = 0,86. Na linha horizontal do 0,86 identificamos o valor que mais se aproxima de 0,2864. Neste ponto, buscamos no eixo vertical o novo fator de potência. •Cos Ø = 0,955 •Dimensionamento •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •1 – Potência aparente sem capacitor: •- Motor WEG, 150kW; 380V; 4P; In = 278A; 100% carga; n=95,5; FP=0,86; •Dimensionamento •- S = 1,73x0,38x278 = 182,7kVA ou 150kW/(0,955x0,86) = 182,6 kVA •2 – Potência aparente com capacitor de 45kvar: •- S = 150kW/(0,955x0,95) = 165,3 kVA •3 – Potência aparente disponível com capacitor de 45kvar: •- S = 182,7 – 165,3 = 17,4 kVA / kW •Resolução em sala •Resolução em sala •Resolução em sala •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores 114 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •1 – Potência aparente sem capacitor: •- Motor WEG, 150kW; 380V; 4P; In = 278A; 100% carga; n=95,5; FP=0,86; •Dimensionamento •- S = 1,73x0,38x278 = 182,7kVA ou 150kW/(0,955x0,86) = 182,6 kVA •2 – Potência aparente com capacitor de 45kvar: •- S = 150kW/(0,955x0,95) = 165,3 kVA •3 – Potência aparente disponível com capacitor de 45kvar: •- S = 182,7 – 165,3 = 17,4 kVA / kW •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •S1 = 182,7 kVA •St = 225 kVA •Motor WEG, 150kW; 380V; 4P; In = 278A; 100% carga; n=95,5; FP=0,86; •Dimensionamento •MCW 45kvar – 380Vca ou •1 x UCWT20V40 O24 + UCWT22,5V40 O24 (22,5 kvar) •S2 = 165,3 kVA •S1-S2 = 17kVA •ou seja •Resolução em sala •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores 115 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •S1 = 182,7 kVA •St = 225 kVA •Motor WEG, 150kW; 380V; 4P; In = 278A; 100% carga; n=95,5; FP=0,86; •Dimensionamento •MCW 45kvar – 380Vca ou •1 x UCWT20V40 O24 + UCWT22,5V40 O24 (22,5 kvar) •S2 = 165,3 kVA •S1-S2 = 17kVA •ou seja •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •O sistema onde o motor está instalado tem flutuação de tensão de ±10%. O capacitor especificado é 45,0 kvar / 380Vca. •Podemos instalar? Se não, qual a solução? •Dimensionamento 2 Ucap UnQcapQnovo •Potência necessária para capacitor de 440Vca em rede de 380Vca = •= 45,0 / 0,7459 = 60,33 kvar •Se considerarmos a potência calculada temos = 41,47 / 0,7459 = • = 55,6 kvar •Logo utilizar 3 x UCWT 20,0 kvar / 440 Vca = UCWT20V49 O24 7459,0 440 380 2 •Fator de redução •Resolução em sala •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores 116 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •O sistema onde o motor está instalado tem flutuação de tensão de ±10%. O capacitor especificado é 45,0 kvar / 380Vca. •Podemos instalar? Se não, qual a solução? •Dimensionamento 2 Ucap UnQcapQnovo •Potência necessária para capacitor de 440Vca em rede de 380Vca = •= 45,0 / 0,7459 = 60,33 kvar •Se considerarmos a potência calculada temos = 41,47 / 0,7459 = • = 55,6 kvar •Logo utilizar 3 x UCWT 20,0 kvar / 440 Vca = UCWT20V49 O24 7459,0 440 380 2 •Fator de redução •1.2 – Exercício – Motor 150kW Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 • Para 50 kvar em 440Vca • O disjuntor recomendado é 66 x 1,43 = 95A disjuntor de 100A. •Considerando um capacitor de 50 kvar / 440 V, qual o disjuntorde proteção recomendado? •A capacidade de curto-circuito mínima deste disjuntor deve ser calculada em função da corrente de curto-circuito trifásica simétrica no ponto de conexão do capacitor. •De uma forma prática, a corrente de curto-circuito simétrica máxima (desconsiderando as contribuições de motores, geradores síncronos e os próprios capacitores) é: 65,68A 30,44. 50In •Dimensionamento •Resolução em sala •1.3 – Exercício – Dimensionamento disjuntor de proteção Cálculo da CFP - Motores 117 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 • Para 50 kvar em 440Vca • O disjuntor recomendado é 66 x 1,43 = 95A disjuntor de 100A. •Considerando um capacitor de 50 kvar / 440 V, qual o disjuntor de proteção recomendado? •A capacidade de curto-circuito mínima deste disjuntor deve ser calculada em função da corrente de curto-circuito trifásica simétrica no ponto de conexão do capacitor. •De uma forma prática, a corrente de curto-circuito simétrica máxima (desconsiderando as contribuições de motores, geradores síncronos e os próprios capacitores) é: 65,68A 30,44. 50In •Dimensionamento •1.3 – Exercício – Dimensionamento disjuntor de proteção Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Considerando então um transformador de 500kVA, Z%=5,2%, tensão secundária de 440Vca, qual disjuntor usar no banco de capacitores anterior? • Pela fórmula acima, temos: - • O disjuntor, independente da corrente nominal, deverá ter uma capacidade de interrupção de, no mínimo, 12,63kA / 440Vca. • Neste caso, o disjuntor será de 100A, 15kA/440Vca 440Vca em12,6kA A632.12 052,0.30,44. 500Icc •Dimensionamento •Resolução em sala •1.3 – Exercício – Dimensionamento disjuntor de proteção Cálculo da CFP - Motores 118 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Considerando então um transformador de 500kVA, Z%=5,2%, tensão secundária de 440Vca, qual disjuntor usar no banco de capacitores anterior? • Pela fórmula acima, temos: - • O disjuntor, independente da corrente nominal, deverá ter uma capacidade de interrupção de, no mínimo, 12,63kA / 440Vca. • Neste caso, o disjuntor será de 100A, 15kA/440Vca 440Vca em12,6kA A632.12 052,0.30,44. 500Icc •Dimensionamento •1.3 – Exercício – Dimensionamento disjuntor de proteção Cálculo da CFP - Motores Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 O transformador é dimensionado pela potência aparente (S) e por aí se nota a importância da manutenção de um fator de potência elevado numa instalação. •A correção do fator de potência abordada até agora considerou apenas a potência reativa devido as cargas. Quando a potência fornecida as cargas é proveniente de um transformador abaixador, o fator de potência de entrada de energia da indústria é levemente inferior ao fator de potência da carga. Cálculo da CFP - Transformadores •Dimensionamento 119 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Potência de excitação (kvar) •PExcit (kvar) = Io (%) x Pn (kVA) • 100 •Onde •PN (kVA) = Potência Nominal •Io (%) = Corrente de excitação •PExcit (kvar)= Io (%) x Pn (kVA) 2 – Po (kW) 2 • 100 • •Po (kW) = Perda a vazio •Fator de Potência do transformador a vazio •FP = cos = Po (kW) • PExcit (kvar) •Onde: Po (kW) = Perda a vazio Distribuição Força Cálculo da CFP - Transformadores •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Dica: - Para motores e transformadores “recondicionados” e/ou “recuperados” os valores nominais de fator de potência ficam abaixo dos valores originais. Cuidado ao dimensionar a correção para estes tipos de equipamentos. Cálculo da CFP - Motores e Transformadores •Dimensionamento 120 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •1 - Exercícios Cálculo da CFP - Transformadores •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •PN (kVA) = 300 kVA •Io (%) = 2,2 •Po (W) = 950W •Dimensionamento •1.1 – Exercício – Transformador de distribuição – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? Cálculo da CFP - Transformadores 121 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •PExcit (kvar) = Io (%) x PN (kVA) • 100 •PExcit (kvar) = 2,2 x 300 • 100 •PExcit = 6,6 kvar •Dimensionamento •Resolução em sala Cálculo da CFP - Transformadores •1.1 – Exercício – Transformador de distribuição – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •PExcit (kvar) = Io (%) x PN (kVA) • 100 •PExcit (kvar) = 2,2 x 300 • 100 •PExcit = 6,6 kvar •Dimensionamento Cálculo da CFP - Transformadores •1.1 – Exercício – Transformador de distribuição – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? 122 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •cos = Po (kW) • PExcit (kvar) •cos = 0,14 •cos = 0.95 • 6.6 •Dimensionamento •Resolução em sala Cálculo da CFP - Transformadores •1.1 – Exercício – Transformador de distribuição – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •cos = Po (kW) • PExcit (kvar) •cos = 0,14 •cos = 0.95 • 6.6 •Dimensionamento Cálculo da CFP - Transformadores •1.1 – Exercício – Transformador de distribuição – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? 123 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •PExcit = 6,6 (kvar) •Dimensionamento Cálculo da CFP - Transformadores •1.2 – Exercício – Transformador de força – Qual o capacitor necessário para o transformador trabalhando a vazio trabalhar com FP=0,95? •Fazer Qc = kvar x 0,95 •QC = 0,95 x 6,6 (kvar) = 6,27 kvar •Segurança = reduzir possibilidade de ressonância Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •PN (kVA) = 1500 kVA •Po (W) = 2300W •Io (%) = 1 •Dimensionamento Cálculo da CFP - Transformadores •1.3 – Exercício – Transformador de força – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? 124 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •PExcit = 14,8 (kvar) •PExcit = 1 x 1500 2 - (2,3) 2 • 100 •PExcit (kVAr) = Io (%) x PN (kva) 2 – Po (kW)2 • 100 •PExcit = (15)2 - (2,3)2• = 225 – 5,29 •Dimensionamento •Resolução em sala Cálculo da CFP - Transformadores •1.3 – Exercício – Transformador de força – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •PExcit = 14,8 (kvar) •PExcit = 1 x 1500 2 - (2,3) 2 • 100 •PExcit (kvar) = Io (%) x PN (kVA) 2 – Po (kW)2 • 100 •PExcit = (15)2 - (2,3)2• = 225 – 5,29 •Dimensionamento Cálculo da CFP - Transformadores •1.3 – Exercício – Transformador de força – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? 125 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •cos = Po (kW) • PExcit (kVAr) •cos = 0,16 •cos = 2,3 • 14,8 •Dimensionamento •Resolução em sala Cálculo da CFP - Transformadores •1.3 – Exercício – Transformador de força – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •cos = Po (kW) • PExcit (kVAr) •cos = 0,16 •cos = 2,3• 14,8 •Dimensionamento Cálculo da CFP - Transformadores •1.3 – Exercício – Transformador de força – Qual o fator de potência para o transformador trabalhando a vazio? 126 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •PExcit = 14,8 (kvar) •Dimensionamento Cálculo da CFP - Transformadores •1.4 – Exercício – Transformador de força – Qual o capacitor necessário para o transformador trabalhando a vazio trabalhar com FP=0,95? •Fazer Qc = kvar x 0,95 •QC = 0,95 x 14,8 (kvar) = 14,06 kvar •Segurança = reduzir possibilidade de ressonância Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •CCM •QDF •V, A, Hz, FP •kWh, kW •kVArh •V, A, Hz, FP •kWh, kW •kVArh •kWh •kW •kVArh •Trafo–1.000kVA •13,8kV / 380V •Z%=5% •Trafo–1.000kVA •13,8kV / 380V •Z%=5% •S0 1 •TI E• Q1 Q2 Q3 • Qx Qy Qz • Q1 Q2 Q3 Q4 •K1M K2M1 K2M2 U3 K4M1 K4M2 K4M3 • CA •TC1/2/3 • F01 TP1/2 CV • CA •TC1/2/3 • F01 TP1/2 CV • CA •TC1/2/3 • F01 TP1/2 CV •S01•S01 • CA •TC1/2/3 • F01 TP1/2 CV •TC1/2/3 • TP1/2 •Q1 Q2 S3 S4 • F3 •Cub. Medição (MT) •QDMT •QGBT •S0 2 •Q0 1 •Q0 2 •50/51N •A •V •A •V •M •50C V •M •10C V •M •100C V •M •30CV •A •V •A •V Cálculo da CFP - Banco de capacitores •Dimensionamento 127 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 TENSÃO 380 V-60Hz -MOTOR 4P - 1800 rpm Corrente Potência Potência Potência Nominal Elétrica Elétrica Reativa CV kW In(A) 100% 100% (kW) (kVA) (kVAr) 1,50 1,10 2,57 2 79,5 0,82 2,77 3,37 1,93 3,00 2,20 5,05 8 83,0 0,80 21,20 26,51 15,90 5,00 3,70 8,1 3 85,5 0,81 12,98 16,03 9,40 7,50 5,50 11,6 3 88,0 0,82 18,75 22,87 13,09 12,5 9,20 19,3 3 88,5 0,82 31,19 38,03 21,77 20,0 15,0 29,9 3 90,2 0,83 49,89 60,11 33,53 25,0 18,5 37,0 3 91,0 0,83 60,99 73,48 40,98 50,0 37,0 70 3 92,4 0,86 120,13 139,69 71,28 60,0 45,0 83 2 93,0 0,87 96,77 111,23 54,84 150 110 206 1 93,5 0,87 117,65 135,23 66,67 175 130 245 1 94,1 0,85 138,15 162,53 85,62 32 TOTAL: 670,5 789,1 415,0 Qde FPRendi- mento Potência Mecânica 2,77 3,37 1,93 21,20 26,51 15,90 12,98 16,03 9,40 18,75 22,87 13,09 31,19 38,03 21,77 49,89 60,11 33,53 60,99 73,48 40,98 120,13 139,69 71,28 96,77 111,23 54,84 117,65 135,23 66,67 138,15 162,53 85,62 670,5 789,1 415,0 Cálculo da CFP - Banco de capacitores •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Tensão da Instalação...................................... : 380 V Potência Ativa Total (P).................................. : 670 kW Potência Reativa Total (Q)............................. : 415 kVAr Potência Aparente (S)................................... : 789 kVA Corrente Nominal Total (In)............................ : 1.191 A Fator de Potência da Instalação.................... : 0,85 Indutivo Fator de Potência desejado........................... : Indutivo Bco. Capacitores necesário............................ : kVAr para correção do F.P.: Bco. de Capacitores proposto ....................... : kVAr Novo Fator de Potência................................ : Novo Valor Corrente Nominal.......................... : A Corrente Liberada ............. : A Valores sem correção FPGrandezas 380 V 670 kW 415 kVAr 789 kVA 1.191 A 0,85 Indutivo 0,920 129 kVAr 130,0 kVAr 0,92 Indutivo 1.100 A 91 A Valores com correção FP=0,92 380 V 670 kW 415 kVAr 789 kVA 1.191 A 0,85 Indutivo 0,950 195 kVAr 200,0 kVAr 0,95 Indutivo 1.063 A 128 A Valores com correção FP=0,95 •MELHOR • EFICIÊNCIA • C •A •R •G •A •Para •FP= •0,95 •Dimensionamento 128 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •SITUAÇÃO: •UMA FÁBRICA NECESSITA DE BANCO AUTOMÁTICO DE CAPACITORES PARA CORREÇÃO DE F.P., EM 380V, EM PAINEL SOB TEMPERATURA DE 40°C. •VALOR TOTAL DO BANCO: 100kVAr/6 estágios Cálculo da CFP - Banco de capacitores •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •Diagrama unifilar do banco - 380 Vca •Dimensionamento 129 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Cálculo da corrente total e disjuntor geral •12 0 •12 0 Cálculo da CFP - Banco de capacitores •DWB250N-250- 3 •Dimensionamento •Resolução em sala Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Cálculo da corrente total e disjuntor geral •12 0 •12 0 Cálculo da CFP - Banco de capacitores •DWB250N-250- 3 •Dimensionamento 130 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Dimensionamento fusíveis: •Incap-25 = 25/0,38*1,73 = 38A • Infus.= 38A * 1,65 = 63A •Fusivel = 63A •Incap-15 = 15/0,38*1,73 = 23A • Infus.= 23A * 1,65 = 38A •Fusivel = 50A •Incap-5 = 5/0,38*1,73 = 8A • Infus.= 8A * 1,65 = 13,2A •Fusivel = 16A Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio Cálculo da CFP - Banco de capacitores •Dimensionamento •Resolução em sala Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Dimensionamento fusíveis: •Incap-25 = 25/0,38*1,73 = 38A • Infus.= 38A * 1,65 = 63A •Fusivel = 63A •Incap-15 = 15/0,38*1,73 = 23A • Infus.= 23A * 1,65 = 38A •Fusivel = 50A •Incap-5 = 5/0,38*1,73 = 8A • Infus.= 8A * 1,65 = 13,2A •Fusivel = 16A Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio Cálculo da CFP - Banco de capacitores •Dimensionamento 131 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Dimensionamento contatores: •25kVA r •Contator CWMC32 •15kVA r •Contator CWMC18 • 5kVAr •Contator CWMC18 Cálculo da CFP - Banco de capacitores Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Atenção: para condutores elétricos verificar as condições de instalação (por ex. agrupamento, temperatura ambiente, capacidade de interrupção, maneira de instalar). Sempre consultar catálogos específicos de forma a proceder ao correto dimensionamento dos condutores elétricos. A tabela ao lado é um exemplo de capacidade de condução para cabos instalados em eletrocalhas fechadas, sem considerar nenhum fator de redução. Cálculo da CFP - Banco de capacitores Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio •Dimensionamento 132 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 Dimensionamento condutores elétricos: •Os cabos devem ser dimensionados considerando o nível de curto circuito, capacidade de corrente e queda de tensão -ver tabela específica do fabricante. •De maneira simplificada, vamos considerar a capacidade de corrente definida pela proteção. Neste caso, a capacidade dos fusíveis será utilizada para dimensionar os cabos elétricos. • Infus.= 63A •Condutor elétrico = •1 6• Infus.= 50A •Condutor elétrico = •1 0• Infus.= 16A •Condutor elétrico = •2, 5• Para fusível de 16A, consideramos como seção mínima do circuito de força o cabo de •2, 5 Cálculo da CFP - Banco de capacitores Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio •Dimensionamento Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação – Definições e aplicação jun/2008 •CWMC32 •CWMC32 •CWMC32 •CWMC18 •CWMC18 •CWMC18 •DWB250 -N-250-3 •1 6 •1 6 •1 6 •1 0 •2, 5 •2, 5 •12 0 •5 0 Cálculo da CFP - Banco de capacitores •Dimensionamento 133 Motores | Automação | Energia | Tintas WEG Automação