BANCO DE CAPACITORES E CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA

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BANCO DE CAPACITORES E CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA (FP)
Qual a necessidade de utilização de Bancos de Capacitores em sistemas de Distribuição de Energia?
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. 
Então Fator de Potência (FP) é um índice que mede a eficiência de um circuito na utilização da energia consumida. Consiste na quantidade de energia aproveitada pela carga, oriunda do fornecimento. Essa grandeza assume qualquer valor entre 0 (zero) e 1 (um). Sendo 0, toda energia que chega a carga será devolvida à fonte. Sendo 1, toda energia enviada pela fonte será consumida pela carga. Diz-se que o fator de potência será adiantado ou atrasado conforme a relação entre as ondas de tensão e correntes geradas (isso varia de acordo com a carga).
Em se falando de cargas existem três tipos:
Resistiva → A energia segue um fluxo único ao longo do sistema, onde tensão e corrente encontram-se em fase. O fator de potência nesse caso é unitário.
Indutiva → A carga produz potência reativa com um atraso de corrente em relação a tensão. O fator de potência nesse caso está atrasado. Ex.: motores elétricos e lâmpadas com reatores.
Capacitiva → A carga produz potência reativa com um adiantamento de corrente em relação a tensão. O fator de potência aqui está adiantado. Ex.: bancos de capacitores e cabos elétricos enterrados.
MELHORIAS NA INSTALAÇÃO DE BANCO DE CAPACITORES
Melhorias no Rendimento dos Motores e Aumento da Eficiência dos Sistemas: Pela redução das quedas de tensão, os capacitores ajudam a manter o sistema de tensão sustentado ao longo dos alimentadores. A melhoria da tensão após a aplicação de capacitores deve ser considerada como mais um benefício, pois permite que as cargas trabalhem mais próximo da sua região nominal e com melhor rendimento, ou seja, menos perdas. Cuidados especiais devem ser tomados quando da operação do banco de capacitores em condições de carga leve, pois nesta situação a tensão tende a se elevar bastante, podendo atingir valores acima dos permitidos, sendo aconselhável, nestes casos, o chaveamento manual ou automático dos capacitores, de acordo com as necessidades
Redução nas Perdas de Linha: Pelo fornecimento de KVAr no ponto onde há a necessidade, os capacitores aliviam o sistema de transmitir corrente reativa. Desde que a corrente elétrica na linha é reduzida, as perdas ( I2 R) e ( I2 X) decrescem, reduzindo o kwh consumido, logo, reduzindo as contas de energia. As perdas são proporcionais ao quadrado da corrente, e que a corrente é reduzida na razão direta da melhoria do F.P., logo as perdas são inversamente proporcionais ao F.P
Liberação da Capacidade do Sistema : em equipamentos limitados termicamente, como é o caso dos geradores, transformadores, cabos, chaves, etc., os capacitores diminuem a corrente circulante nestes equipamentos liberando sua capacidade e portanto, permitindo um maior aproveitamento dos mesmos. Utilizando como exemplo transformadores, as instalações dos bancos de capacitores no secundário do trago atua corrigindo o fator de potência da instalação e diminui o carregamento do mesmo. Deve-se observar na aplicação de banco de capacitores em transformadores se causou pontos de ressonância indesejáveis atingindo altos valores de distorção, levando a redução de vida útil do banco de capacitores como também ao sistema, que poderia apresentar problemas de operação incorreta em diversos equipamentos. Para tal problema, faz-se necessária a instalação de banco de capacitores com reatores de dissintonia nos transformadores onde forem encontrados índices de distorção harmônica significativa. 
A aplicação de capacitores em circuitos com componentes harmônicos deve ser feita com critério evitando causar problemas para a vida útil do capacitor e para o sistema como um todo. Todo circuito que opera com dispositivos que alteram a forma de onda da corrente e da tensão fundamental de alimentação, possui componentes harmônicos. A amplitude e frequência destes harmônicos dependerão do tipo de equipamento utilizado, de sua potência e dos valores intrínsecos do circuito e equipamentos a ele conectados. 
Os bancos de capacitores aplicam-se como fontes reativas usados para alimentar o sistema gerador, fazendo que o mesmo gere praticamente potência ativa. 	
Existem cinco maneiras de instalar um banco de capacitores, objetivando a conservação de energia e uma relação custo/benefício mais atraente. Veja a seguir as peculiaridades relativas a cada método citado.
Correção na entrada de energia de alta tensão: Corrige o fator de potência avaliado pela concessionária, porém não elimina os problemas internos da instalação que apresenta excedente de reativos. Apresenta custo elevado.
Correção na entrada de energia de baixa tensão: Utiliza em geral bancos de capacitores automáticos, permitindo uma correção expressiva do fator de potência. Aplicado a instalações contendo elevado número de cargas com potências nominais diferentes e aonde o regime de utilização for pouco uniforme. Uma desvantagem observada seria o fato de não haver alívio sensível dos alimentadores que correspondem a cada equipamento.
Correção por grupos de cargas: Nesse método, o banco de capacitores é instalado para efetuar a correção do fator de potência em um determinado setor ou conjunto de pequenas máquinas (potências mecânicas menores que 10 cv). Localiza-se no quadro de distribuição que alimenta tais equipamentos. Não reduz a corrente nos circuitos de alimentação, o que consiste em um inconveniente característico.
Correção localizada: A instalação do banco de capacitores é feita junto ao equipamento para o qual se pretende corrigir o fator de potência. Consiste numa solução adequada tecnicamente falando, com algumas vantagens enunciadas a seguir:
 Reduz as perdas energéticas em toda a instalação;
Diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos;
Pode-se utilizar em sistema único de acionamento para a carga e o capacitor, economizando-se um equipamento de manobra;
Gera potência reativa somente onde é necessário.
Correção mista: Essa instalação é considerada a melhor e mais completa solução em termos de conservação energética, levando em conta aspectos técnicos, práticos e financeiros. O critério adotado segue as determinações abaixo:
 Instala-se um capacitor fixo diretamente no lado secundário do transformador;
Motores de aproximadamente 10 cv ou mais, corrige-se localmente (tendo cuidado com motores de alta inércia, pois nesse caso não se pode dispensar o uso de contatores para manobra dos capacitores desde que a corrente nominal deles seja superior a 90% da corrente de excitação do motor);
Motores com potências inferiores a 10 cv são corrigidos por grupos;
Redes próprias para iluminação com lâmpadas de descarga, contendo reatores de baixo fator de potência, corrige-se na entrada da rede;
Na entrada instala-se um banco de capacitores automático de pequena potência para equalização final.
Observamos que o fator de potência interfere diretamente na qualidade da energia distribuída pela
rede elétrica à qual nossas residências estão ligadas. Quando o aproveitamento dessa energia é feito de modo a produzir a menor instabilidade possível no transporte das cargas, ocorre um ganho em eficiência na entrega do produto. O banco de capacitores torna-se muito útil quando o excesso de cargas reativas principalmente no setor industrial causa desníveis de tensão e perdas que desestruturam o fornecimento, constituindo nesses casos solução direta para evitar distorções ou falhas com prejuízos diretos ao consumidor.
ESQUEMA DE LIGAÇÃO DOS BANCOS DE CAPACITORES
A conexão dos bancos de capacitores pode ser feita de 03 formas: delta, estrela com neutro aterrado e estrela com neutro isolado.
A conexão em Delta é usada em classes de tensão até 2,4 Kv. Esta ligação impede a circulação no sistema elétrico de correntes de 3ª harmônica, que ocorre na conexão estrela com neutro aterrado, e que pode causar interferência nos circuitos de comunicação e proteção.
A conexão Estrela com Neutro Aterrado fornece uma via de escoamento de baixa impedância para correntes de descarga atmosférica, no entanto, pode apresentar interferência nos circuitos de comunicação e proteção, devido a circulação de correntes harmônicas de sequência 0 para terra. Devido à circulação de correntes harmônicas, podem surgir problemas de atuações indevidas na proteção de sobrecorrente do banco, queima acima do normal de fusíveis além de possíveis danos nas unidades capactivas.
A conexão Estrela com Neutro Isolado não provoca interferências nos circuitos de comunicação, pois bloqueia a circulação de correntes harmônicas. O neutro para este tipo de ligação deverá ser isolado para tensão fase-fase, por prevenção contra surtos de manobras. 
DIMENSIONAMENTO DOS BANCOS