Fator de Potencia

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1-O que é o Fator de Potência?
O fator de potência é uma relação entre potência ativa e potência reativa. Trata-se da diferença entre o consumo aparente (medido em VA) e o consumo real (medido em watts).
Ele indica a eficiência com a qual a energia está sendo usada. Um alto fator de potência indica uma eficiência alta e inversamente um fator de potência baixo indica baixa eficiência. Um baixo fator de potência indica que você não está aproveitando plenamente a energia, e a solução para corrigir, é a instalação de Banco de Capacitores. 
O fator de potência é determinado pelo tipo de carga ligada ao sistema elétrico, que pode ser: Resistiva, Indutiva ou Capacitiva. 
É possível corrigir o fator de potência. Essa prática é conhecida como correção do fator de potência e é conseguida mediante o acoplamento de bancos de capacitores, com uma potência reativa contrária ao da carga, tentando ao máximo anular essa componente. Por exemplo, o efeito indutivo de motores pode ser anulado com a conexão em paralelo de um capacitor (ou banco) junto ao equipamento. 
2- O fator de potência (Fp) pode ser definido como a relação entre o componente ativo da
Potência e o valor total desta mesma potência (MAMEDE, 2007:176), ou seja:
𝐹𝑝 =𝑃/𝑆= cos 𝜑 = cos (𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 𝑄/𝑃)
O fator de potência indica a porcentagem da potência total fornecida (kVA) que é efetivamente transformada em potência ativa (kW). Assim o fator de potência mostra o grau e eficiência do uso de um sistema elétrico. Valores altos de fator de potência (próximos de 1,0) indicam uso eficiente da energia elétrica, enquanto que valores baixos evidenciam seu mau aproveitamento, além de representar uma sobrecarga para todo o sistema (DUAILIBE, 2000:4). Tanto assim que, uma vez constatado um fator de potência de valor inferior a um mínimo prefixado, as concessionárias se veem na contingência de, de acordo com a legislação em vigor, cobrar uma sobretaxa ou multa. Isto representa para quem não está com suas instalações adequadas, substancial despesa extra, além de sobrecargas nos transformadores, nos alimentadores, bem como menor rendimento e maior desgaste nas máquinas e equipamentos em geral (TAMIETTI, 2007:33).
3. Causas do baixo fator de potência
O baixo fator de potência pode provir de diversas causas. A solução para melhoria do fator de
Potência de uma instalação elétrica passa necessariamente pelo profundo conhecimento e
Análise dessas causas, a fim de que se possa propor uma ação corretiva mais eficaz (TAMIETTI, 2007:38). Entre as principais causas, podemos citar:
- Motores de indução operando em vazio ou superdimensionados (operando com pouca carga);
- Transformadores operando em vazio ou superdimensionados;
- Grande quantidade de motores de pequena potência em operação durante um longo período;
- Lâmpadas de descarga;
- Cargas especiais com consumo reativo;
- Tensão acima da nominal (CODI, 2004:3).
4. Consequências do baixo fator de potência Baixos valores de fator de potência, como já visto, são decorrentes de quantidades elevadas de energia reativa. Métodos específicos de compensação deste reativo excedente devem ser aplicados, visto que essa condição de “excesso de reativos” no sistema elétrico resulta em aumento na corrente total que circula nas redes de distribuição de energia elétrica da concessionária e das unidades consumidoras, podendo sobrecarregar as subestações, as linhas de transmissão e distribuição, prejudicando a estabilidade e as condições de aproveitamento dos sistemas elétricos, trazendo inconvenientes diversos, tais como:
 - Aumento das perdas na instalação pelo efeito Joule;
- Aumento das quedas de tensão; 
- Subutilização da capacidade instalada (limitação da capacidade dos transformadores de alimentação); 
- Sobrecarga nos equipamentos de manobra, diminuindo sua vida útil; 
- Aumento da seção nominal dos condutores e da capacidade dos equipamentos de manobra e de proteção, devido ao aumento da corrente consumida;
 - Acréscimo na conta de energia elétrica (multa) por estar operando por baixo fator de potência (TAMIETTI, 2007:41).
5. Correção do fator de potência 
A primeira providência para corrigir o baixo fator de potência é a análise das causas que levam à utilização excessiva de energia reativa. A eliminação dessas causas passa pela racionalização do uso de equipamentos – desligar motores em vazio, redimensionar equipamentos superdimensionados, redistribuir cargas pelos diversos circuitos, etc. – e pode, eventualmente, solucionar o problema de excesso de reativo nas instalações (CODI, 2004: 5). Apesar de necessária, a utilização de energia reativa indutiva deve ser limitada ao mínimo possível por não realizar trabalho efetivo, servindo apenas para magnetizar as bobinas de equipamentos com características indutivas. O excesso de energia reativa exige condutores de maior seção e transformadores de maior capacidade. A esse excesso estão associadas, ainda, perdas por aquecimento e quedas de tensão (SENA, 2005).
Instalando-se capacitores junto às cargas indutivas, a circulação de energia reativa fica limitada a estes equipamentos. Na prática, a energia reativa passa ser fornecida pelos capacitores, liberando parte da capacidade do sistema elétrico e das instalações da unidade consumidora. Isso é comumente chamado de “compensação de energia reativa”. Quando está havendo consumo de energia reativa, caracterizando uma situação de compensação insuficiente, o fator de potência é chamado de indutivo. Quando está havendo um fornecimento de energia reativa à rede, caracterizando uma situação de compensação excessiva, o fator de potência é chamado capacitivo (CODI, 2004:6). 
Com os capacitores funcionando como fonte de energia reativa, a circulação dessa energia fica limitada aos pontos onde ela é efetivamente necessária, reduzindo perdas, melhorando condições operacionais e liberando capacidade em transformadores e condutores para atendimento a novas cargas, tanto nas instalações consumidoras, como nos sistemas elétricos de distribuição. O projeto e a instalação de capacitores para correção do fator de potência das unidades consumidoras deve ser realizado por profissionais experiente, minimizando, dessa forma, os riscos de danos aos equipamentos e, até mesmo os riscos de acidentes a terceiros (SENA, 2005).
6. Compensação através de capacitores
 A instalação de capacitores em paralelo com a carga é a solução mais empregada na correção do fator de potência de instalações industriais, comerciais e dos sistemas de distribuição e de potência, a fim de reduzir a potência reativa demandada à rede e que os geradores da concessionária deveriam fornecer na ausência destes capacitores, uma vez que estes fornecem energia reativa ao sistema elétrico onde estão ligados. É o método mais econômico e o que permite maior flexibilidade de aplicação (MONTENEGRO, 2012:67). Estes capacitores podem ser instalados na entrada ou então próximos às cargas individuais, reduzindo as perdas e aumentando a capacidade disponível no sistema, bem como melhorar o nível de tensão (DUAILIBE, 2000:8).
9. Benefícios da correção do fator de potência
Existem vários benefícios da correção do fator de potência, tanto para concessionária quanto para as indústrias. Os benefícios mais relevantes para as indústrias são: Redução significativa do custo de energia elétrica; Aumento da eficiência energética da indústria; Melhoria da tensão; Aumento da capacidade dos equipamentos de manobra; Aumento da vida útil das instalações e equipamentos; Redução do efeito Joule; Redução da corrente reativa na rede elétrica. Os benefícios mais significativos para a concessionária são: O bloco de potência reativa deixa de circular no sistema de transmissão e distribuição; Evita as perdas pelo efeito Joule; Aumenta a capacidade do sistema de transmissão e distribuição para conduzir o bloco de potência ativa; Aumenta a capacidade de geração com intuito de atender mais consumidores; Diminuir os custos de geração (CASA, 2014).