CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA

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CONCEITOS BÁSICOS
O CAPACITOR
MANOBRA E PROTEÇÃO DE CAPACITORES
3
5
1
HARMÔNICOS
6
TIPOS DE CORREÇÃO
2
4
DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES
CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA
Início
Q
P
S

CONCEITOS BÁSICOS
TRIÂNGULO DE POTÊNCIA
OBJETIVO
Otimizar o uso da energia elétrica através da instalação de capacitores.
Correção
1-5
PORTARIA 1569 - 23/12/1993
 Limite mínimo de 0,85 para 0,92;
 Período de avaliação: mensal para horário; (medição horosazonal);
 Faturamento da energia reativa excedente:
 das 6:00 às 24:00 horas; no mínimo 0,92 indutivo;
 das 24:00 às 6:00 horas; no mínmo 0,92 capacitivo.
LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL)
CONCEITOS BÁSICOS
2-5
Correção
 Atenção !!!
 Consumidores do Grupo B (3 B.T. , consumo mensal 2.000kWh, Celesc)
 	Medição transitória (Período mínimo de 72 horas consecutivas);
 	F.P. < 0,92i (60 dias para regularização)
Ex.: consumidores: padarias, microempresas, mini-supermercados, etc.
PORTARIA 466 - 12/11/1997 - Art.31.
O FP será verificado pelo concessionário, através de medição apropriada:
CONCEITOS BÁSICOS
LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL)
3-5
Correção
 Motores e Transformadores operando “em vazio” ou com pequenas cargas;
 Motores super dimensionados;
 Fornos a arco;
 Fornos de indução eletromagnética;
 Máquina de solda atransformador;
 Grande número de motores <10cv;
 Utilização de reatores para lâmpadas de descarga com baixo fator de potência.
CAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA
CONCEITOS BÁSICOS
4-5
Correção
 Multa e conseqüente acréscimo na conta de energia elétrica;
 Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação;
 Queda e flutuações de tensão;
 Sobrecarga dos equipamentos de manobra;
 Aumento das perdas elétricas nos condutores pelo efeito Joule;
 Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores; 
 Aumento da capacidade; dos equipamentos de manobra e de proteção.
CONSEQUÊNCIAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA
CONCEITOS BÁSICOS
5-5
Correção
Para cargas indutivas < 10cv existentes em um mesmo local.
Instalações com necessidade de potência reativa oscilante com o tempo.
Utiliza os três tipos de compensação acima descritos.
COMPENSAÇÃO
INDIVIDUAL
COMPENSAÇÃO EM GRUPO
COMPENSAÇÃO CENTRAL
(AUTOMÁTICA)
COMPENSAÇÃO MISTA
TIPOS DE CORREÇÃO
 Viável economicamente para cargas 10cv; 
 Energia reativa compensada no local de origem. 
Correção
1-3
 O consumidor deixa de pagar multas;
 Aproveitamento adicional da capacidade dos condutores e equipamentos;
 Redução das perdas e quedas de tensão nos condutores etransformadores;
 Conservação e qualidade de energia.
VANTAGENS DA CORREÇÃO
TIPOS DE CORREÇÃO
2-3
Correção
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.
CORREÇÃO NA MÉDIA TENSÃO
TIPOS DE CORREÇÃO
3-3
Correção
LINHA WEG
UCW / MCW / BCW / UCW-T
	
Principais Características:
 Baixas perdas;
 Alta confiabilidade;
 Auto-regenerativo;
 Dispositivo de proteção anti-explosão;
 Fabricação conforme norma IEC831/1-2 e VDE 560/4.
O CAPACITOR
Correção
1-6
O CAPACITOR
VISTA INTERNA DA UCW :
RESISTOR DE DESCARGA :
2-6
Correção
Composta de dois filmes de polipropileno (dielétrico) metalizado (Zinco+Alumínio) em uma das faces;
BOBINAGEM :
METALIZAÇÃO :
ESTUFA :
O tratamento térmico é realizado para eliminação de possíveis folgas e umidade entre uma camada e outra, durante 8 horas a 90 graus;
Aplicação de uma camada de Zinco em ambas as extremidades do capacitor e sobre estas partes metalizadas, posteriormente serão soldadas as conexões elétricas;
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS - BOBINA 
3-6
Correção
O CAPACITOR
Responsável pela descarga (30s,1/10Un) após a desenergização do capacitor.
INTERRUPTOR DE SEGURANÇA :
RESINA EM POLIURETANO :
REGENERAÇÃO :
RESISTOR DE DESCARGA :
Elimina pequenas falhas (furos) no filme. A tensão de regeneração é 2xUn do capacitor durante 2 seg.;
Envolve a bobina que se encontra dentro da caneca. Serve como proteção contra oxidação e enchimento. Quando ocorre sobrepressões internas, esta resina se expande e provoca a expansão da caneca; 
Sua função é a de romper quando ocorrer a expansão da caneca, fazendo com que a tensão de alimentação seja interrompida;
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
4-6
Correção
Devido a pressão interna formada pelo acúmulo de gases (óxido de alumínio) liberados pelo capacitor quando ocorrem anormalidades com a qualidade de energia (sobretensões, temperatura elevada, harmônicas, etc.) 
EXPANSÃO
POR QUE A CANECA EXPANDE ?
5-6
Correção
O CAPACITOR
CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS
 Tensão nominal: 20/380/440/480V; 
 Freqüência nominal: 60 Hz;
 Tolerância de capacitância: - 5 +10%;
 Perda dielétrica: < 0,4W/kvar ;
 Temperatura ambiente: - 25 a + 50°C;
 Máxima tensão admissível: 1,10Un;
 Máxima corrente admissível: 1,3In;
 Máximo dv/dt admissível: 25V/µs.
NÍVEIS DE TENSÕES ADMISSÍVEIS EM SERVIÇO - IEC 831/1:
Serviço
Normal
Ligar
Desligar
Fator-tensão x
Un rms
Duração máxima
1,00
1,10
1,15
1,20
1,30
Contínuo
8 horas a cada 24 horas
30 minutos a cada 24 horas
5 minutos
1 minuto
6-6
Correção
DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES
INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS :
 Esquema unifilar atualizado;
 Condições operacionais;
 Levantamento de cargas lineares;
 Levantamento de cargas não lineares (soft-starter, inv. freq., etc);
 Medições: tensão, corrente, fator de potência inicial, temperatura ambiente;
 Contas de energia elétrica (últimas 12); 
Correção
1-5
 FATUR. REATIVO EXED. 243,46
66,20
DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES
CONTA DE ENERGIA ELÉTRICA
2-5
Correção
Para simplificar podemos substituir (tg 1 - tg 2) por um fator F. 
Então:
onde:
	Qcap	: potência reativa capacitiva em kvar
	P	: potência ativa da carga, em kW
	 	: rendimento de acordo com a carga
Para motores, podemos considerar:
DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES
EXPRESSÕES MATEMÁTICAS
3-5
Correção
DISJUNTOR :
Dimensionado, considerando-se as tolerâncias da capacitância (- 5 + 10%) e de correntes harmônicas adicionais (+ 30%), para uma corrente de 1,43 vezes a corrente nominal do capacitor. Característica g.
FUSÍVEIS :
Tipo D ou NH de característica retardada gL/gG. 
PROTEÇÃO DE CAPACITORES
DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES
4-5
Correção
POTÊNCIA DO CAPACITOR NA CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES FUNCIONANDO EM VAZIO:
CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES
DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES
5-5
Correção
 	Baixo custo;
 	Alta confiabilidade;
 	Dimensões reduzidas;
 	Fixação do tipo rápida através de parafusos ou trilhos de 35mm;
 	Incorporam resistores de pré-carga;
 	Limitados a 25kvar em 380/440V;
 	Especificação técnica conforme norma IEC947-4 e VDE 0660.
CONTATORES ESPECIAS LINHA CW _K / CWM_K :
 MANOBRA E PROTEÇÃO DE CAPACITORES
Correção
1-3
ESQUEMA DE LIGAÇÃO VÁLIDO PARA BANCOS
> 25KVAR EM 380V:
MANOBRA DE CAPACITORES
K1 - Contator principal para manutenção do capacitor ligado e desligamento do capacitor;
K2 - Contator para ligamento do capacitor.
2-3
Correção
CW17K
CW37K
CONTATORES LINHA CW _ K 
DIAGRAMA DE CONTATOS - SÉRIE K
3-3
Correção
	São formas de onda (tensão ou corrente) periódica, deformada, composta pela freqüencia fundamental da rede elétrica, 50 ou 60Hz, mais os múltiplos desta, que podem atingir valores de vários kHz.
HARMÔNICAS
DEFINIÇÃO :
ORIGEM DAS HARMÔNICAS : CARGAS NÃO LINEARES 
 Conversores / inversores de freqüência;
 Acionamentos de corrente continua;
 Retificadores;
 Fornos a arco e de indução;
 No-breaks;
 Controladores tiristorizados; 
 Fontes chaveadas;
 Transformadores com núcleo saturado.
Correção
1-8
 	83% de distorção em corrente, correspondente a uma sobrecorrente de 30%;
 	5% de distorção em tensão, com porcentagemindividual máxima de 3%.
Sempre que as cargas não lineares representem mais de 20% da carga instalada,
considera-se que há harmônicas na rede.
LIMITES ACEITÁVEIS NO CAPACITOR :
DICA :
HARMÔNICAS
2-8
Correção
 Sobrecorrentes nos capacitores pelo efeito da ressonância série;
 Aumento das perdas em equipamentos eletrônicos;
 Funcionamento irregular nos equipamentos de proteção e controle;
 Interferências eletromagnéticas; 
 Vibrações e ruído acústico;
 Aumento da temperatura nos cabos e equipamentos de manobra; 
 Sobretensão.
HARMÔNICAS
CAUSAS E EFEITOS
3-8
Correção
Em instalações com Correção do FP, torna-se preocupante quando existem harmônicas presentes na rede elétrica, pois tem-se o risco que ocorra:	
HARMÔNICAS
O FENÔMENO DA RESSONÂNCIA
 	Ressonância entre trafo/carga com o capacitor ou banco de capacitores;
 	Amplificação das harmônicas pelo efeito da ressonância paralela ou série;
 	Elevação dos níveis de tensão ou corrente a valores inaceitáveis.
OBS.: Utiliza-se indutores anti-harmônicas para evitar a ressonância do capacitor com todo o espectro de harmônicas, protegendo assim, os capacitores.
4-8
Correção
 	Ocorre quando as reatâncias capacitiva e 	indutiva de um circuito RLC são iguais.
 	As reatâncias se cancelam entre si e a 	impedância do circuito se torna igual a resistência.
 	Ocorre entre o transformador de força e os capacitores ou banco de capacitores ligados num mesmo barramento.
 I=E/R
R 0
I 
HARMÔNICAS
RESSONÂNCIA SÉRIE
5-8
Correção
 	Baseia-se na troca de energia entre um indutor e um capacitor, ligados em paralelo com uma fonte de tensão.
 	Um circuito ressonante paralelo possui, teoricamente, impedância infinita e corrente de linha nula.
 	Ocorre entre as cargas e os capacitores, conectados num mesmo barramento.
HARMÔNICAS
RESSONÂNCIA PARALELA
6-8
Correção
Dados fundamentais para a determinação do indutor anti-harmônicas:
 Esquema unifilar elétrico atualizado;
 Indicação no esquema unifilar do(s) ponto(s) de medição;
 Potência, tensão e freqüência do capacitor;
 Espectro das harmônicas;
 Corrente, tensão e freqüência de cada harmônica.
HARMÔNICAS
INDUTOR ANTI-HARMÔNICAS
7-8
Correção
Instalado em série com contatores convencionais para manobra de capacitores, devido a alta corrente transitória provocada pela energização (carga) dos capacitores.
A elevada corrente transitória de alta freqüência depende dos seguintes fatores: 
 	Capacitância; 
 	Indutância do circuito;
 	Valor de pico da tensão senoidal no momento da ligação;
 	Tensão residual dos capacitores.
HARMÔNICAS
INDUTOR ANTI-SURTO
8-8
Correção
Início
kVA
 
kW
 
 
FP
 
 
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2
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