CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA - TCC

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Uberlândia 
2017 
MAURA APARECIDA SANTOS 
 
 
 
 
 
CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA 
 
 
 
Uberlândia 
2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado 
a Pitágoras como requisito parcial para a 
obtenção do título de graduado em Engenharia 
Elétrica. 
Orientador: Carlos Junior 
 
 
 
MAURA APARECIDA SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado 
a Pitágoras como requisito parcial para a 
obtenção do título de graduado em Engenharia 
Elétrica. 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
Prof.(ª). Titulação Nome do Professor (a) 
 
 
Prof.(ª). Titulação Nome do Professor (a) 
 
 
Prof.(ª). Titulação Nome do Professor (a) 
 
 
Uberlândia, 28 de 11 de 2017. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico esse trabalho a Deus e minha 
família. 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Agradeço a Deus pela vida, graça e misericórdia. A minha Mãe e familiares, colegas 
de turma, professores, chefes, e todos aqueles que contribuíram ao longo dessa 
caminhada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SANTOS, Maura Aparecida. Correção do fator de potência. 2017.45 F. Trabalho de 
Conclusão de Curso de Engenharia Elétrica – Pitágoras, Uberlândia, 2017. 
 
RESUMO 
 
O tema proposto e correção de fator de potência. Esse tema tem se tornado muito 
importante para os empresários e consumidores residenciais, no que se refere o uso 
adequado de energia elétrica. A agência nacional de Energia Elétrica criou 
atualmente normas e por consequência multas para todos os consumidores que 
desrespeitem as normas. O que tem tornado a economia de energia elétrica 
fundamental para o bolso e o meio ambiente. Não só por isso que se tornou 
fundamental, mas também por outros problemas causados pelo seu baixo valor de 
potência. Equipamentos, como motores elétricos, fornos, transformadores entre 
outros, precisam para operar de uma quantidade de energia reativa que pode ser 
substituída por outras diversas fontes ligadas ao sistema elétrico funcionando 
individual ou simultaneamente. Os aumentos da corrente através da energia reativa 
em excesso causam sobrecargas perigosas. Para compensar essas sobrecargas 
deve-se investir em diversos elementos da instalação, onde o custo não é baixo. 
Palavras-chave: Correção; Fator de Potência; Redução; Benefícios. 
 
 
 
SANTOS, Maura Aparecida. Power Factor Correction. 2017. 57 F.. Trabalho de 
Conclusão de Curso de Engenharia Elétrica – Pitágoras, Uberlândia, 2017. 
 
 
ABSTRACT 
 
The proposed theme and power factor correction. This issue has become very 
important for residential entrepreneurs and consumers, regarding the adequate use 
of electric energy. ANNEL has now established standards and consequently fines for 
all consumers who disregard the standards. What has made the electric energy 
economy fundamental to the pocket and the environment. Not only because it has 
become fundamental, but also because of other problems caused by its low power 
value. Equipment, such as electric motors, ovens, transformers and others, need to 
operate a quantity of reactive energy that can be replaced by several other sources 
connected to the electrical system running individually or simultaneously. Raising the 
current through excess reactive power causes dangerous overloads. To compensate 
for these overloads one must invest in several elements of the installation, where the 
cost is not low. 
Key-words: Correction; Power factor; Reduction; Benefits. 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 01: Formula 01...............................................................................................16 
Figura 02: Formula 02...............................................................................................16 
Figura 03: Formula 03...............................................................................................17 
Figura 04: Formula 04...............................................................................................17 
Figura 05: Defasagem de tensão x corrente.............................................................18 
Figura 06: Formula 05...............................................................................................18 
Figura 07: Fornecedor reativo...................................................................................19 
Figura 08: Receptor reativo.......................................................................................19 
Figura 09: Formula 06...............................................................................................19 
Figura 10: Triângulo das Potências...........................................................................19 
Figura 11: Formula 07 e 08.......................................................................................20 
Figura 12: Formula 09,10 e 11..................................................................................21 
Figura 13: Ligação de um banco automático convencional.......................................32 
Figura 14: instalação de banco capacitado automático.............................................33 
Figura 15: Banco de capacitor...................................................................................38 
Figura 16: Banco de capacitor...................................................................................38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE QUADROS 
 
 
Quadro 01: Subgrupos de tensão.............................................................................25 
Quadro 02: Conceitos................................................................................................26 
Quadro 03: Fator de potência....................................................................................29 
Quadro 04: máxima dos capacitores ligados motores..............................................31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 14 
1 FATOR DE POTÊNCIA.......................................................................................... 16 
1.1. DEFINIÇÃO DAS FÓRMULAS ..................................................................................................................... 16 
1.2. CONCEITO DE FATOR DE POTÊNCIA ......................................................................................................... 22 
1.3. FATOR DE BAIXA POTÊNCIA............................................................................................................................. 23 
1.3.1. Motores ......................................................................................................................................... 23 
1.3.2. Transformadores ........................................................................................................................... 24 
1.3.3. Lâmpadas de descargas e tensão nominal .................................................................................... 24 
1.4. REGULAMENTAÇÃO ...................................................................................................................................... 25 
2 METODOS DE COMPENSAÇÃO .............ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 
2.1.1 USO DE CAPACITORES .............................................................................................................................. 27 
2.1.2 OS PROBLEMAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA ..................................................................................... 28 
2.2.1 PERDAS DE INSTALAÇÃO ................................................................................................................ 28 
2.2.2 Causa de Baixo Fator de potência ................................................................................................. 29 
2.2.3 Ligação de capacitores .................................................................................................................. 29 
2.2.4 Proteção ......................................................................................................................................... 31 
3 CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA ......................................................... 33 
3.1.1 Correção em Redes conhecidas como “SUJAS” .............................................................................. 34 
3.1.2 Causas e efeitos do baixo fator de potência .................................................................................. 35 
3.1.3 Alguns benefícios após correção do fator de potência .................................................................. 36 
3.1.4 Método para corrigir fator de potência ......................................................................................... 36 
3.1.5 Banco de Capacitor ........................................................................................................................ 37 
3.1.6 Método de Instalação de um Banco de Capacitor ......................................................................... 39 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 39 
5 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ........................................................................... 40 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
 Percebe-se que a energia reativa é responsável pela geração dos campos 
magnéticos, e campo elétrico nas bobinas dos equipamentos. A energia ativa executa 
as tarefas, produz torque, ação e o efeito do movimento nas atividades diárias dos 
equipamentos. Entre esses equipamentos tem o motor elétrico é o transformador, 
porém é essencial que se tenha a energia reativa é ativa. Nos equipamentos elétricos é 
essencial que se tenha energias reativa e ativa para seu funcionamento. O processo 
que gera energia elétrica precisa de forma indispensável da energia reativa, mesmo 
utilizando quantidades pequenas, por ter a necessidade de usar condutores de maior 
seção e uma estrutura de rede grande, o que ocasiona gastos e perdas técnicas por 
aquecimento e quedas de tensão. Nas indústrias se instala capacitores como uma 
fonte de energia reativa para correção do fator de potência nos equipamentos elétricos, 
permitindo diminuir perdas na geração de energia, melhora o perfil de tensão e 
aumenta a vida útil dos mesmos. 
 O capacitor usado para correção do fator de potência acumula energia elétrica, 
feita por duas placas condutoras e isolada, pois quando ligadas a uma fonte de tensão 
em suas extremidades geram corrente elétrica para compensar as defasagens criadas 
pelas cargas indutivas, corrente que é indispensável durante todo o processo. 
Buscando uma melhoria na qualidade de energia fornecida para os equipamentos, 
assim como reduzir os custos na infraestrutura da transmissão de energia, obtém um 
gasto menor com a energia elétrica por parte das indústrias e dos consumidores finais. 
Devido à corrente elétrica reativa, gerar os mesmos custos de transmissão de 
uma corrente ativa que é totalmente utilizada, é isso inclui o dimensionamento de 
transformadores, disjuntores, entre outros equipamentos da mesma linha, gera 
elevados custos para as concessionárias que só tem produção da energia ativa. Com 
isso as concessionárias passam a transmitir mais energia do que e capaz de produzir, 
elevando os custos de transmissão. Muitos consumidores devido a esse motivo 
passam a pagar valores mais altos ao ultrapassar uma maior quantidade de energia 
reativa comparada com a energia ativa. 
Esse trabalho de conclusão de curso tem objetivo realiza uma pesquisa 
sobre a melhor e mais viável forma de corrigir um fator de potência. 
O tipo de pesquisa realizado neste trabalho foi uma Revisão de Literatura, no 
qual foi realizada consulta a livros, dissertações e em artigos científicos 
15 
 
 
selecionados através de busca nos seguintes bases de dados (livros, sites de banco 
de dados, etc..), seguindo a seguinte ordem de importância de resultados “livros”, 
“artigos acadêmicos” e “site de bancos de dados”, etc.. O período dos artigos 
pesquisados foram os trabalhos publicados nos últimos “20“ anos na literatura 
nacional e internacional. As palavras-chave utilizadas na busca foram: “correção”, 
“fator” e “potência”, etc... Após a elaboração da fundamentação teórica e análise 
dos dados, buscou-se evidenciar os aspectos relevantes da correção de fator de 
potência, proporcionando ao leitor um entendimento mais amplo do tema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
1. FATOR DE POTÊNCIA 
Quando se usa a Corrente Alternada com dois tipos de Potência ser 
considerados a Potência Ativa ou Real e a Potência Reativa. A primeira e aquela que 
realiza o trabalho esperado, ou seja, a produção de luz em uma lâmpada ou a geração 
de calor em um chuveiro elétrico ou ainda o movimento do eixo de um motor. Já a 
Potência Reativa é utilizada para a produção e manutenção dos campos 
eletromagnéticos nas cargas indutivas e campos elétricos nas cargas capacitivas. A 
quase totalidade das instalações elétricas apresenta uma predominância de cargas 
indutivas, o que poderá deduzir que é grande a solicitação de energia reativa pelas 
mesmas. Essas cargas indutivas são caracterizadas, entre outros, por equipamentos 
que são motores elétricos, lâmpadas fluorescentes, máquinas de solda, 
transformadores, etc. É claro que nos locais em que essas cargas forem em 
quantidade elevada, é grande a solicitação de Energia Reativa. A soma dessas duas 
Potências que são entregues às cargas elétricas é chamada de Potência Aparente. 
(CREDER, 2016). 
 
1.1. DEFINIÇÃO DAS FÓRMULAS 
 
A corrente elétrica compreende uma parte imaginaria e parte real, é tem uma 
função muito complexa. A parte considerada real é composta por energia imaginaria 
e ativa pela parte real da corrente elétrica. Isso acontece na corrente devido uma 
defasagem angular com a corrente elétrica e a tensão (NISKIER, 2015). 
 
O fator de potência é definido por: 
 
 Figura 01: Fórmula 01. 
FP= COSƟ (1) 
 
Onde: 
 
 FP= Fator de potência 
 
Ɵ= Defasagem entre a corrente eficaz e a tensão 
17 
 
 
eficaz (°) 
 
 Fonte: Adaptado de Camargo (2009) 
 
 O resultado do produto está entre a corrente é a tensão eficaz aparente e 
ocorre tanto na parte ativa como na reativa da correte, se define pela letra S. 
 
 Figura 02: Fórmula 02. 
S=√3.Ul.Il (1) 
 
Onde: 
 
Ul = Tensão de linha (V); 
Il = Corrente de linha (A); 
S = potência aparente (kVA). 
 
 Fonte: Adaptado de Camargo (2009) 
 
 
Energia ativa é conhecida como aparente se obtém através do produto da 
multiplicação do cosseno da defasagem com a tensão mais a corrente eficaz, se 
define pela letra P e possui KW (KiloWalt) como unidade (TRAJANOCAMARGO, 
2009). 
 
 Figura 03:Fórmula 03. 
P= √3. Ul. Il. COSƟ (1) 
 
Onde: 
 
Ul = Tensão de linha (V); 
Il = Corrente de linha (A); 
P = potência ativa (KW); 
COSƟ = Defasagem entre a corrente eficaz e a tensão 
eficaz (°). 
18 
 
 
 
 Fonte: Trajano Camargo (2009) 
 
 
Para achar a potência reativa, multiplicamos a potência aparente pelo seno 
da defasagem entre a tensão e a corrente eficaz, se define pela letra Q, e possui 
como unidade o kVAr (Quilo volt Ampére reativo), (TRAJANOCAMARGO, 2009). 
 
 
 Figura 04: Fórmula 04. 
Q=√3. Ul. Il. SENƟ (1) 
 
Onde: 
 
Ul = Tensão de linha (V); 
 Il = Corrente de linha (A); 
Q = reativa (kVAr); 
Ɵ= Defasagem entre a corrente eficaz e a tensão eficaz 
(°). 
 
 
 Fonte: Trajano Camargo (2009) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 05: Defasagem de tensão x corrente. 
 
19 
 
 
 
 Fonte: Portal do Eletricista (2017). 
 
O fator de potência também pode ser definido através da relação entre a 
energia ativa e a aparente: 
 
 Figura 06: Fórmula 05. 
FP= P 
 _____ (1) 
 S 
 
Onde: 
 
FP = Fator de; 
P= ativa (kW); 
S= aparente (kVA). 
 
 Fonte: Trajano Camargo (2009) 
 
 
Representa-se a energia reativa vetorialmente através de um desfasamento 
de 90º comparada com a ativa, se estiver adiantada de 90º quando for um 
fornecedor de energia reativa como um capacitor, motor superexcitados, e outros, 
são atrasados 90º quando for um receptor de energia reativa como as de cargas 
demandada de energia reativa (CREDER, 2016). 
 
 
 
20 
 
 
 
 Estes vetores podem-se visualizados nas figuras abaixo: 
 
 Figura 07: Fornecedor reativo. Figura 08: Receptor reativo. 
 
 Fonte: Adaptado de Creder, 2016. Fonte: Adaptado de Creder, 2016. 
 
Para formar os triângulos de potência se pega os vetores da energia 
aparente, da ativa e da reativa, onde a soma vetorial das duas últimas, fornece a 
energia aparente. 
Dessa forma, toma: 
 Figura 09: Fórmula 06. 
S² = P² + Q² (1) 
 
Onde: 
 
P= ativa (KW); 
S= aparente (KVA); 
Q= reativa (kVAr). 
 Fonte: Elaborada pela autora. 
 
 Figura 10: Triângulo das Potências. 
 
 Fonte: skz engenharia (2017) 
 
21 
 
 
Também se determinar um fator de potência considerando os consumos de 
energia ativa e a reativa através de um determinado período de tempo, calculando 
por: 
 
 Figura 11: Fórmulas 07 e 08. 
 
 
(1) (2) 
 
Onde: 
 
FP=Fator de potência; 
kWh=Energia Ativa; 
Kvarh²= Energia Reativa. 
 Fonte: Elaborada pela autora. 
 
Para exemplificar, pegamos uma indústria que tem diversos motores 
elétricos, a soma de sua energia elétrica utilizada é representada pela letra P, e a 
da reativa utilizada por eles, menos a energia reativa fornecida pelos capacitores, 
forma a letra Q, sendo a reativa uma demanda gerada na concessionária (COTRIM, 
2009). 
Isso ocorre sempre que a carga deseja corrigir um fator de potência linear. 
Pode acontecer das cargas não lineares, apesar de atingir um equilíbrio por meio 
das cargas reativas fornecidas e demandadas dessa forma, mesmo assim não 
haverá necessidade de corrigir totalmente o fator de potência, pois haverá nele 
correntes harmônicas, ou seja, uma corrente chamada de distorção (NISKIER, 
2015). 
O triângulo não terá mais validade quando a potência aparente tiver 
dependendo de mais um vetor. A partir desse momento passa a ser definido pela 
letra D, sendo o mais o modelo conhecido como tetraedro de S, onde se tem duas 
dimensões, uma sendo a ativa e reativa é a outra a de distorção. A potência 
aparente é formada através dessa somatória vetorial (NISKIER, 2015). 
Nas fórmulas apresentada abaixo esta inclusa a corrente de distorção: 
22 
 
 
 
 
 Figura 12: Fórmulas 09,10 e 11. 
S´²=P²+ Q² S²=P²+ Q²+D² P= S´. COSƟ 
(1) (2) (3) 
 
 
 Fonte: Adaptado de Camargo (2009) 
. 
 
1.2. CONCEITO DE FATOR DE POTÊNCIA 
 
O uso excessivo da energia reativa exigirá, deve ser baixo, como exemplo 
tem os condutores de maior secção transversal que não são viáveis 
economicamente, mesmos com os transformadores de maior capacidade 
provocando perdas por aquecimento e queda de energia (ENERGIA REATIVA, 
2012). 
Um dos principais indicadores de eficiência energética é a relação que 
permite descobrir se os clientes de energia elétrica estão consumindo energia de 
maneira adequada, quando monitora o uso da energia ativa e reativa dos 
consumidores. Ao constatar um fator de potência indutivo que dizer que a instalação 
elétrica observada está gastando a energia reativa, ressaltando que a maioria dos 
equipamentos elétricos possui características indutivas em função das suas bobinas 
também conhecida como indutores (BONAN, 2016). 
Quando a instalação elétrica tiver fornecendo a energia reativa, é constatado 
um fator de capacitivo, que é nada mais que uma característica dos capacitores 
instalados para fornecer a energia reativa que os equipamentos indutivos absorvem. 
Considera-se um fator de capacitivo quando instala um excesso de capacitores. Isso 
ocorre, quando os equipamentos elétricos indutivos são desligados e os capacitores 
permanecem ligados na instalação elétrica (COTRIM, 2009). 
Instalar nas proximidades destes terminais as referidas fontes de energia 
reativa evita que o transporte de energia reativa seja feito em terminais de carga da 
unidade consumidora, reduzindo perdas na transmissão do bloco de energia, 
aumentando o rendimento do sistema elétrico (BONAN, 2016). 
23 
 
 
A energia reativa indutiva é responsável apenas pela formação do campo 
magnético dos aparelhos. Normalmente é substituída por fonte geradora localizada 
distante da planta industrial, onde acarreta perdas por efeito Joule elevadas no 
sistema de transmissão e de distribuição (COTRIM, 2009). 
Obtém se essa fonte através da operação com um motor superexcitado, ou 
mais economicamente, através da instalação de capacitores de potência. Buscar 
orientação é de suma importância para que os profissionais possam instalar de 
forma correta os capacitores, para corrigir de foram efetivas o fator de potência e 
proporcionar às empresas maior qualidade é maior competitividade (FILHO, 2007). 
A lâmpada representa totalmente a carga consumida da potência, ela 
representa uma carga resistiva pura. Em muitas aplicações, não se encontra cargas 
consideradas resistivas puras e sim reativas conhecida como capacitor indutor, 
como é o caso de motores. Nos indutores, ocorre à potência reativa que não é 
usada na produção, ela tem a função única de estabelecer campos magnéticos. 
(BONAN, 2016) 
A soma vetorial da ativa com a reativa nos dá a real, essa que não é 
aproveitada, pode ser usada com melhores finalidades numa instalação 
industrial. Observando que a reativa e pequena, o ângulo entre a real é a ativa 
diminui, indicando um uso mais eficiente da energia. (MAMEDE FILHO, 2007) 
 
1.3. FATOR DE BAIXA POTÊNCIA 
 
Primeiro se deve estudar as possíveis causas para baixos valores do fator de 
potência, antes mesmo de estudar a quantidade de potência reativa que deve ser 
implementada numa indústria, a fim de deixar o fator de potência único. Na maioria 
das vezesé mais fácil concertar as causas encontradas do que corrigir o fator de 
potência adotando motores ou capacitores superexcitados, que possui um valor 
bem mais em conta para os consumidores. (COTRIM, 2009) 
 
1.3.1. Motores 
 
Consideradas como maquinas elétricas de rolamentos que consome energia 
reativa. Na sua carga de motor quando submetida não tem a mesma proporção da 
24 
 
 
demanda de energia reativa, por isso possui pouca influência, a mais influenciada é 
conhecida como a carga necessitada para ativar o motor. (BONAN, 2016) 
 
Motores elétricos movem as cargas é transforma energia elétrica em energia 
de movimento, pode ser utilizada em geradores de energia reativa. Os motores 
elétricos que são industriais movem a linha de produção são provindas de energia 
reativa e consegue fazer os dois papeis ao mesmo tempo. No entanto tem um lado 
negativo é o aumento dos gastos com energia ativa, pois superexcita os motores, 
fornecendo mais potência do que necessita para funcionar. (CREDER, 2016) 
 
 
1.3.2. Transformadores 
 
Os transformadores são parecidos com os motores de indução por que sege 
os mesmos princípios da carga imposta, além de não possuir nenhuma influência 
na quantidade de energia reativa necessitada. Com uma demanda constante por 
energia reativa, dimensiona seu capacitor ligando diretamente a ele, compensado 
dessa forma sua demanda por energia reativa. (BONAN, 2016) 
O dimensionamento deve ser realizado contendo a demanda por energia 
reativa do transformador quando ele estiver vazio, porque apesar de sua carga 
possuir pouco influencia na demanda por reativos, ainda fica bem menor quando o 
transformador estiver nessas condições. Portanto, tem a energia ativa demandada 
proporcional à carga onde o transformador for ligado. (MAMEDE FILHO, 2007) 
 
1.3.3. Lâmpadas de descargas e tensão nominal 
 
Os reatores de alto fator de potência corrigidos pelos fabricas e a utilização 
de reatores eletrônicos, apresentas as melhores formas de correção que as 
lâmpadas demandam. (BONAN, 2016) 
O fator de potência da máquina vai ser alterado se houver um aumento 
significativo na tensão que alimenta as maquinas, pois esta influenciada pela 
demanda da energia reativa de um fator quadrático e não haverá nesse caso 
mudança na energia ativa demandada. (MAMEDE FILHO, 2007) 
A residência que antes possuía apenas necessidades por energia ativa, 
mudou com os anos, devido ao uso de vários aparelhos. Como exemplos podem 
25 
 
 
ser citados a substituição das lâmpadas incandescentes, tipo do chuveiro elétrico, 
de maquinas de lava roupas, etc., todos com retificadores de tensão, o que 
aumenta a demanda. (MAMEDE FILHO, 2007) 
 
1.4. Regulamentação 
 
Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), controla a distribuição de 
energia elétrica no Brasil estabelece a atual legislação do fator de potência. A 
resolução normativa de Nº 414/2010 artigos Art. 76, define que o fator de potência 
de uma unidade consumidora do grupo A, deve ser verificado pela concessionária 
por medição permanente e obrigatória, ainda prescreve que o valor mínimo 
permitido para o fator indutivo ou capacitivo tenha 0,92. (ANEEL, 2000) 
A Resolução de Nº 456 da ANEEL, de 29 de novembro de 2000, define tanto 
o excesso de energia reativa, indutiva e a energia capacitiva para ser medida é 
faturada pelos consumidores do grupo A. (ANEEL, 2000). 
E interessante conhecer os tipos de grupos e subgrupos, suas atuais 
modalidade de tarifas cobradas dos consumidores, e a modalidade é classificação 
dos tipos tarifários comerciais. (MAMEDE FILHO, 2007) 
 
Quadro 01: Subgrupos de tensão. 
Subgrupos de tensão 
Subgrupo A1 T. de fornecimento igual ou acima de 230 KV. 
Subgrupo A2 T. de fornecimento de 88 KV ATE 138 KV. 
Subgrupo A3 T. de fornecimento de 69 KV. 
Subgrupo A3a T. de fornecimento de 30 KV até 44 KV. 
Subgrupo A4 T. de fornecimento de 2,3 KV até 25 KV. 
Subgrupo AS T. de fornecimento inferior a 2,3 KV. 
Fonte: Adaptado de CREDER, 2016. 
 
De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) as 
modalidades tarifárias disponíveis, podem ser caracterizadas como convencional e 
horo-sazonal que é dividida entre horo-sazonal verde e horo-sazonal azul. 
Energia elétrica convencional tem a estrutura caracterizada pela aplicação de 
tarifas de consumo, independente dos horários de utilização no dia é dos períodos 
do ano. Sua estrutura também é especificada e representada pelo grupo A, 
26 
 
 
possuindo restrições quanto ao nível Máximo de demanda é consumo de energia 
contratada menor ou igual a 300kw (ANEEL, 2000). 
A energia horo-sazonal é caracterizada por ter diferentes tarifas de consumo 
e de demanda de potência, de acordo com as horas de utilização no dia e do 
período do ano, sua estrutura também é especificada e representada pelo grupo A. 
Ela se divide em dois sendo a horo-sazonal verde e azul (ANEEL, 2000). 
 
a) A horo-sazonal verde se caracteriza por diferentes tarefas de consumo de 
energia elétrica de acordo com as horas de utilização no dia e no período do ano, 
é tem tarifa única para a demanda de potência. 
 
b) A horo-sazonal azul se caracteriza pela aplicação de tarifas diferenciadas de 
consumo de energia elétrica de acordo com as horas de utilização no dia e o 
período do ano com tarifação diferenciada para a demanda de potência. 
 
 
A ANEEL através da Resolução Normativa Nº 414/2012 estabelece 
definições como os fatores que estão sendo abordados no desenvolvimento do 
trabalho, dessa forma é necessário que se tenha uma percepção e uma clareza 
sobre o assunto. Dentre alguns dados podemos citar: 
 
 
 
Quadro 02: Conceitos. 
Conceitos 
Consumo de Energia Elétrica Consumo de potência elétrico (W) e um 
intervalo de tempo, expresso em 
quilowatt-hora (KWH). 
Horário de Ponta Intervalo de tempo composto de 3 horas 
seguidas, definida pela concessionária. 
Horário Fora de Ponta Período composto pelo conjunto de 
horas para completar as 3horas 
estabelecia das no horário de ponta. 
ERE Representa o valor da energia elétrica 
reativa excedente da quantidade 
27 
 
 
permitida. 
 Fonte: Adaptado de Creder (2016). 
 
O fator de potência é medido através dessa regulamentação, é realizado de 
duas formas diferentes, sendo a primeira por avaliação mensal e outra através dos 
valores de energia reativa e ativa. São medidos num período mensal de 30 dias, ou 
critério da concessionária local, usando um medidor de potência capacitivo. Os 
métodos de compensação e um fator importante que deve são conhecidos e 
definidos para uma correção do fator de potência (LUCAS, 2013). 
 
2. METODOS DE COMPENSAÇÃO 
 
 
Fator de potência pode ser corrigido das seguintes formas 
 
 Aumentado consumo da energia ativa; 
 Utilizando motores superexcitadas; 
 Utilizando capacitores para gerar energia reativa necessária. 
 
Quando se aumenta a capacidade de instalação que é ligado de forma 
proporcional, diminui o uso da energia ativa e reduz as perdas em relação a 
quantidade reduzida da corrente elétrica. Se o desejo do cliente for diminuir apenas 
o valor da fatura de energia no final do mês, o fator que deseja não pode ser menor 
a 0,92, o indicado para o uso e 0,95 (LUCAS, 2013). 
O alto consumo de energia ativa tem muitas desvantagens, ele apresenta 
como forma válida da correção do fator, entre as desvantagens podem citar o 
aumento da fatura de energia elétrica de forma proporcional e o aumento de perdas 
nas instalações (LUCAS, 2013). 
 
2.1.1 USO DE CAPACITORES 
 
Usar capacitores é um método econômico de obter energia reativa, 
normalmente eutilizadas como banco de capacitores. A grade vantagem de usar 
esses equipamentos é sua alta duração e o fato de não gastar energia ativa e gera 
energia reativa e ser flexível na hora da aplicação. Geralmente são classificados em 
28 
 
 
monofásico ou trifásico é possui valores de potência reativa e de tensão tabelados 
(COTRIM, 2009). 
 
2.2 OS PROBLEMAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA 
 
Manter o fator de potência de uma instalação dentro dos limites 
estabelecidos pela ANEEL é obrigatório por lei e todo profissional deve ficar atendo 
é se preocupar com essas demandas. Deve se preocupar por motivo de lei e por 
outros motivos como quedas de tensão, perdas nas instalações e nas sobrecargas, 
assim como se deve preocupar com o rendimento menor devido à energia reativa 
ser em excesso, onde se tem um aumento na intensidade da corrente por todo 
circuito. Esse fato leva a uma perda adicional de calor na fia e por consequência a 
queda de tensão (NISKIER, 2015). 
 
2.2.1 PERDAS DE INSTALAÇÃO 
 
O aumento da corrente através da energia reativa em excesso causa 
perigosas sobrecargas. Para compensar as sobrecargas o coreto e investir nos 
elementos de instalação, porem os custos não são acessíveis (COTRIM, 2009). 
Ao aumentar a intensidade da energia reativa, de forma geométrica, não 
ocorrem perdas na fiação e nem parece aquecimento dos condutores como 
problema adicional. Para gerar uma ideia de que como isso afeta os 
dimensionamentos dos cabos têm como exemplo o quadro de CREDER, 2016 a 
seguir: 
 
 Quadro 03: Fator de potência. 
Fator de potência Seção Relativa do Cabo 
1,0 1,0 
0,90 1,23 
0,80 1,56 
0,70 2,04 
0,60 2,78 
0,50 2,78 
 Fonte: Adaptado de CREDER, 2016. 
29 
 
 
 
Pode se perceber que a simples passagem para um fator de potência 1,0 
para 0,7 traz à necessidade de multiplicar por 2 a seção dos cabos usados. Se o 
fator de potência cair para 0,5, serão necessários aumentar os cabos em 4 vezes. 
Pode-se resumir que as consequências mais graves de um fator de potência baixo 
são a seguinte: (NISKIER, 2015). 
 
 Fatura de energia elétrica alta; 
 Quedas e flutuações por causa das sobrecargas. 
 
Se usar transformadores nas instalações pode limitar a potência disponível 
na empresa, e para manter um bom nível de consumo de energia é preciso ter a 
espessura dos cabos de distribuição aumentados. Para diminuir as perdas nas 
linhas de distribuição por dissipação de energia com calor, devem aumentar a 
capacidade dos dispositivos de proteção, aumentando assim as manobras dos 
equipamentos (CREDER, 2016). 
 
2.2.2 Causa de Baixo Fator de potência 
 
Segundo Niskier (2015), várias são causas para um baixo fator de potência. 
Os profissionais devem estar sempre atentos, e fiscalizar diariamente os itens 
abaixo e fazer as, correções quando necessárias. 
 Motor trabalhando sem carga, ou seja, vazio; 
 Motor superdimensionado em relação ao trabalho que vai realizar; 
 Fornos de indução ou arco; 
 Sistema de iluminação com baixos fatores de potência; 
 Máquinas de solda; 
 Transformadores com carga abaixo da especificada em funcionamento 
 Tensão acima do valor nominal; 
 Máquinas de tratamento térmico. 
 
2.2.3 Ligação de capacitores 
 
30 
 
 
Podem ser realizados em vários pontos, um deles e iniciar no ramal de 
entrada e ser ligado direto no aparelho do consumidor na instalação, obtendo maior 
benefício por que vai gerar sua própria energia reativa, não sendo necessário 
solicitar a energia a concessionária, para isso deve ligar os bancos de capacitores 
diretos nas cargas (COTRIM, 2009). 
Nesse caso o capacitor é ligado no motor, não deve ultrapassar a energia 
que o motor consome quando estiver vazio, e não pode ser maior que 90% de 
magnetização do motor, portanto não irá ocorrer sobtensões do motor na abertura 
da contadora. A contadora deve de ser ligado tanto no motor como no banco 
capacitado. A corrente do banco capacitado também deve estar menor que a 
corrente de partida do motor (COTRIM, 2009). 
 
 
 
 
Quadro 04: Máxima dos capacitores ligados motores. 
 
Potência 
do motor 
3.600 1.800 1.200 900 720 600 
(CV) KVAr KVAr KVAr KVAr KVAr KVAr 
5 2 2 2 3 4 4,5 
7,5 2,5 2,5 3 4 5,5 6 
10 3 3 3,5 5 6,5 7,5 
15 4 4 5 6,5 8 9,5 
20 5 5 6,5 7,5 9 12 
25 6 6 7,5 9 11 14 
30 7 7 9 10 12 16 
40 9 9 11 12 15 20 
50 12 11 13 15 19 24 
60 14 14 15 18 22 27 
75 17 16 18 21 26 32,5 
100 22 21 25 27 32,5 40 
125 27 26 30 32,5 40 47,5 
150 32,5 30 35 37,5 47,5 52,5 
200 40 37,5 42,5 47,5 60 65 
250 50 45 52,5 57,5 70 77,5 
300 57,5 52,5 60 65 80 87,5 
400 70 65 75 85 95 105 
500 77,5 72,5 82,5 97,5 107,5 115 
Fonte: COTRIM, 427 p. 
 
 
 
Um caso grave de ligação de capacitores ocorre na rede de alta tensão, onde 
a concessionária tem o custo maior de infraestrutura, portanto toda fiação que se 
31 
 
 
destina aos barramentos é aos transformadores deve ser dimensionada para 
suportar tanto a potência aparente quanto ativa. Também traz benefícios menores 
na qualidade da energia e tem maior oscilação na tensão, portando, teria custo 
menor para programar os capacitores, devido às empresas englobar toda sua 
cadeia produtiva (CREDER, 2016). 
 
2.2.4 Proteção 
 
Existem basicamente três formas de fazer uma alimentação na instalação 
com energia reativa através de capacitores, segundo CREDER, (2016). 
 
 Banco capacitado fixo; 
 Banco semiautomático; 
 Banco automático. 
 
O banco automático é o semiautomático são compensadores variáveis, 
indicados para casos com cargas que tenha uma grande variação de energia. 
 
 Figura 13: Ligação de um banco automático convencional. 
32 
 
 
 
Fonte: (LOVATO ELETRIC DO BRASIL LTDA, 2004). 
 
Também são usados para carga com pouca variação, de forma cautelosa, 
porque existem transitórios na rede por causa da manobra dos capacitores, onde 
estipula o fator de potência de acordo com a demora do sistema para se adequar as 
cargas são comuns à demora que fique nas casas das dezenas dos segundos para 
finalização de manobra dos capacitores (NISKIER, 2015). 
 
 
 
 
 
 
 Figura 14: instalação de banco capacitado automático. 
33 
 
 
 
 Fonte: Weg, manual de correção de potência (2009). 
 
Não se usa bancos automáticos convencionais para soldar, nas prensas, 
elevadores, injetoras com cargas elevadas e com atuação rápida, entre outros da 
mesma linha, porque eles levam bastante tempo para aceitar a energia reativa a 
carga, nesse caso deve ocorrer instantaneamente (CREDER, 2016). 
Isso acontece devido uso de elementos estáticos para a manobra dos 
capacitores, ou seja, um conjunto composto por reatores é capacitores. Alguns dos 
grandes benefícios gerados são: a ausência de demanda e flutuações de energia 
reativa pela carga (CREDER, 2016). 
 
 
3. CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA 
 
 
Segundo Creder, (2016), existem cinco maneiras para instalar um banco 
capacitor, com o objetivo de conserva a energia e obter uma relação custo benefício 
atraente. Para cada uma tem suas peculiaridades relativas: 
a) Correção de energia de alta tensão na entrada: Corrige o fator de potência, 
mas não elimina os problemas internos da instalação. 
b) Correção de energia de baixa tensão na entrada: Utilizam em geral bancos 
de capacitores automáticos, para corrigir o fator de potência, porem 
34 
 
 
apresenta uma desvantagem no fato de não haver alívio sensível dos 
alimentadores que correspondem a cada equipamento. 
c) Cargas corrigidas: o banco de capacitores é instalado para efetuar acorreção de potência mecânico menor que 10 cv, mas não reduz a corrente 
nos circuitos de alimentação. 
d) Correção localizada: A instalação do banco de capacitores feita junto ao 
equipamento para correção. Consiste numa solução adequada e possui 
algumas vantagens como: 
 Redução das perdas energéticas de toda a instalação; 
 Diminuição da carga nos circuitos que alimenta os equipamentos; 
 Podem utilizar em sistema único de acionamento; 
 Geração de potência reativa somente onde for necessário. 
e) Correção mista: Essa instalação é considerada a melhor e mais completa. 
A correção do fator de potência é alcançada através da instalação de 
capacitores. Em 2017 o fator de potência e alvo de muita atenção dos empresários 
para manutenção e redução de custos nos negócios, além do interesse em 
racionalizar o gasto de energia (CREDER, 2016). 
Ainda com o objetivo de aperfeiçoar o uso da energia elétrica gerada, o 
extinto DNAEE (Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica), em 2017 com 
a denominação ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), através do decreto 
nº 479 de 20 de março de 1992 estabeleceu que o fator mínimo devesse ser de 
0,92 para fábricas, indústrias é consumidor (ANEEL, 2010). 
 
3.1.1 Correção em Redes conhecidas como “SUJAS” 
 
Se a energia de uma rede fosse limpa, tudo seria mais simples, dessa forma 
apresentaria como onda senoidal, sem harmônicas e alimentadas de cargas livres 
comuns. No entanto, devido a utilização de dispositivos acumuladores de potência 
como SCRs, IGBTs, MOSFETs, TRIACs, etc., faz com que numa rede de 60 Hz 
estejam presentes harmônicos que deformam a energia disponível. (NISKIER, 
2015). 
35 
 
 
Dentre as cargas podem-se citar os dispositivos alimentados por inversores 
de frequência, os arcos, computadores, ente outros. O caso mais grave que podem 
considerar e quando se tenta corrigir um fator de potência numa rede cheia de 
harmônicas, pois esse agente aumenta os problemas ao invés de trazer a solução 
(NISKIER, 2015). 
Outro problema agrave que pode acontecer é quando se liga um banco de 
capacitores em paralelo com uma carga forte como a de um motor constituído por 
ressonante. Se as harmônicas reagirem na frequência desse circuito, gera uma alta 
tensão em seus extremos, gerando calor na sobrecarga dos circuitos, provocando 
assim disparo dos sistemas de proteção (CREDER, 2016). 
 
 
3.1.2 Causas e efeitos do baixo fator de potência 
 
De acordo com a norma (NBR 10520,2002), Deve considerar os motivos geradores 
de baixo fator de potência, expondo onde indica os problemas, para alertar os 
consumidores deve divulgar alguns fatores como: 
 
 Causas 
 
 Motores elétricos trabalhando em vazio (sem carga acoplada aos motores); 
 Motores elétricos superdimensionados para suas respectivas cargas; 
 Transformadores Grandes alimentando pequenas cargas por um tempo longo; 
 Grande quantidade de motores de pequena potência. 
 
 
 Efeitos de baixo Fator de potência 
 
 Variações de tensão, provocando queima de equipamentos elétricos; 
 Condutores elétricos aquecidos; 
 Grandes Perdas de energia; 
 Redução do aproveitamento da capacidade dos transformadores; 
 
36 
 
 
3.1.3 Alguns benefícios após correção do fator de potência 
 
 E importante destacar a melhoria do fator de potência, tanto para a 
concessionária quanto para cliente. São apresentados a seguir, os benefícios desta 
correção na instalação (Copel, 2011). 
 
 Redução na Conta de luz; 
 Aumento na capacidade do sistema elétrico; 
 Fator de potência incorrido causa perdas de energia do seu sistema de 
distribuição; 
 Diminui nas variações de tensão; 
 Melhora o aproveitamento da capacidade de transformadores; 
 Aumenta a vida útil dos equipamentos; 
 Utilizar a energia consumida de forma racional. 
 
3.1.4 Método para corrigir fator de potência 
 
Ações que deverá ser tomada para que a correção do fator de potência 
seguir de forma precisa (Mamede, 2001) 
 
 Evitando o funcionamento de equipamentos acima de sua tensão nominal; 
 Instalação de capacitor no circuito AC do consumidor para diminuir a magnitude 
energia reativa; 
 Instalar capacitores onde for necessário; 
 Dimensionar motores e equipamentos corretamente; 
 Procurar sempre serviço de um técnico habilitado para a realização do trabalho. 
 
 Subexcitado: corresponde à condição de baixa corrente de excitação onde o 
valor da força eletromotriz induzida nos polos do estator, assim, a corrente 
estática mantém-se atrasada em relação à tensão. 
 
 Excitado para a condição de fator de potência único: vem da condição anterior e 
aumenta a corrente de excitação, assim, assume o valor unitário e o motor não 
necessitará de potência reativa para a formação de seu campo magnético. 
37 
 
 
 
 Sobre excitado: eleva a corrente de excitação e faz com que o motor funcione 
com o fator de potência capacitivo, fornecendo reativa a rede. 
 
3.1.5 Banco de Capacitor 
Capacitores são aqueles equipamentos que armazena energia reativa, e 
fornece as maquinas a energia necessária para o funcionamento. A instalação de 
banco de capacitores ligados perto desses equipamentos é uma forma mais 
econômica de obter a energia reativa necessária (CREDER, 2016). 
Capacitores funcionando como fontes de reativo, a passagem da energia fica 
limitada aos pontos onde é necessária, reduzindo as perdas e melhorando as 
condições do sistema elétrico em questão. Para não haver o consumo excessivo de 
energia reativa capacitiva deverão ser desligados no total ou parcialmente, em 
conformidade com o uso dos motores e transformadores, o que gera efeitos 
adversos no sistema elétrico à concessionária (CREDER, 2016). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15: Banco de capacitor. 
38 
 
 
 
Fonte: WEG (2001). 
 
Figura 16: Banco de capacitor. 
 
Fonte: Watts Engenharia de Sistemas (2014) 
 
 
39 
 
 
3.1.6 Método de Instalação de um Banco de Capacitor 
 
Os bancos de capacitores são formados por conjuntos de unidades capacitivas, 
chamadas de células. Cada célula é formada por conjunto de capacitores 
individualmente. E são formados por eletrodos de alumínio, filme de polipropileno 
impregnado em óleo (Coelba 2ª edição, 2009). 
Podem ser instalados de dois modos em derivação ou em série com o 
alimentador de distribuição. Os bancos de capacitores em derivação são mais 
utilizados por ser fácil sua instalação e operação e consequentemente menor custo. Os 
bancos de capacitores conectados em série compensam a reatância indutiva da linha 
obtendo uma elevação da tensão instantânea com o aumento da carga, pode ser 
comparado com um regulador de tensão que relaciona proporcionalmente com as 
variações de corrente. As desvantagens dessa instalação são as dificuldades de 
proteção do capacitor, controle e problemas de ferro-ressonância, fazem com que os 
capacitores em série sejam menos utilizados em redes de distribuição. Sendo, o 
primeiro modo é operar o banco de capacitores fixo, opera durante o tempo todo com 
potência plena independente do carregamento da rede. O segundo modo é operar o 
banco de capacitores de modo chaveado, podendo ser ligado ou desligado conforme o 
carregamento. A desvantagem é um custo maior de aquisição e manutenção em 
relação ao fixo (PABLA, 2005). 
 
 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 
Durante a execução do trabalho podemos concluir que fator de potência é coisa 
muito séria, principalmente quando se trata de fornecimento de energia elétrica, 
independente do tipo de consumidor, seja emindústrias, comércios ou residências. 
Deve-se ter atenção para os valores exigidos por lei assim como o interesse em 
diminuir o valor de consumo da fatura de energia elétrica no final do mês. Como 
estudado ao longo do trabalho, podemos perceber que um fator de potência baixa 
causa muitos problemas que vão além de mexer com o bolso. 
40 
 
 
Para a importante adequação de um fator de potência nos pontos consumidores, 
mesmo que te baixo tensão é preciso fazer investimentos em transformadores, quadros 
de distribuição e condutores. 
O banco capacitor na maioria das vezes trabalha rebaixando a tensão conforme 
os dados extraídos do próprio regulador e das leituras, onde esta os pontos negativos 
de atuação do regulador, com isso a tensão rebaixada no inicio do alimentador, torna 
um grande risco da tensão ficar fora dos padrões que ANNEL estabelece. Os 
consumidores não podem ser afetados por problemas oriundos de equipamentos mal 
instalados em um ponto alimentador. 
Através desse trabalho podemos constatar que os benefícios por se fazer à 
correção de um fator de potência são muito grandes ficando viável para os 
consumidores, pois possui retorno financeiro em pouco tempo, além de diminuir a 
carga sobre os condutores, contatores e demais componentes de alimentação num 
ponto consumidor de energia elétrica. 
 
 
 
 
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