Aula 10 - Fator de Potência - Correção do Fator de Potência Parte 2

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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 
INDUSTRIAIS
Prof. Fernando Oliveira
Aula 10
Fortaleza – CE
2021
INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS
Plano da Aula – 26/04/2021
 Fator de Potência de uma Instalação com diversas cargas;
 Fator de Potência pelo Mundo;
 Vantagens da correção do fator de potência;
 Fator de Potência Capacitivo;
 Capacitores utilizados para correção do Fator de Potência;
 Correção do Fator de Potência;
 Exercícios.
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Fator de Potência de uma Instalação com diversas cargas
QUESTÃO: Considerando 3 tipos de cargas:
• Iluminação de 50 kVA, proveniente de lâmpadas incandescentes (fator de potência unitário);
• Motor de indução de 180 HP operando com cos φ indutivo igual a 0,85 e rendimento de 90%; 
• Motor Síncrono com 95 kW operando com cos φ capacitivo igual a 0,80 e rendimento de 95%.
Qual o fator de potência do conjunto?
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Fator de Potência de uma Instalação com diversas cargas
A representação através dos triângulos de potência das três cargas:
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Fator de Potência de uma Instalação com diversas cargas
O fator de potência do conjunto de cargas apresentado é obtido determinando-se a soma das
cargas:
1. Potência ATIVA:
2. Potência REATIVA: Como o motor síncrono está sobre-excitado e fornecendo,
consequentemente, potência reativa, deve-se subtrair os kVAr capacitivos dos indutivos:
3. Potência APARENTE:
4. Fator de potência do conjunto:
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Fator de Potência pelo mundo
Em função da condição de seus Sistemas Elétricos de Potência, os países se preocupam
em estabelecer os valores mínimos de fator de potência que um circuito pode operar de
forma a coibir o abuso, e então permitir que os sistemas sejam melhor aproveitados:
• Espanha – 0,92
• Coréia do Sul – 0,93
• França – 0,93
• Bélgica – 0,95
• Alemanha – 0,96
• Suíça – 0,96
• Argentina – 0,95
O Brasil não ficou pra trás e estabeleceu o valor de 0,92 indutivo durante o dia e
capacitivo durante a madrugada (Prodist – módulo 8 – item 3).
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Quais são as vantagens da correção do fator de potência?
• Melhoria da tensão: elevação da tensão de 4 a 5%;
• Redução de perdas: proporcional ao quadrado da corrente (RxI²);
• Redução significativa do custo de energia elétrica;
• Aumento da eficiência energética da empresa;
• Aumento da capacidade dos equipamento de manobra;
• Aumento da vida útil das instalações e equipamentos;
• Redução do efeito Joule;
• Redução da corrente reativa na rede elétrica.
 Por meio do aumento do consumo de energia ativa (adicionar cargas com alto fator de potência,
recomendado para instalações que trabalham FORA do horário de ponta).
 Utilizando máquinas síncronas (recomendado acionar cargas superiores a 200cv).
 Por meio de capacitores (é o mais econômico).
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Fator de Potência Capacitivo
Todo excesso de energia reativa é prejudicial ao sistema elétrico, seja o reativo indutivo,
consumido pela unidade consumidora, ou o reativo capacitivo, fornecido à rede pelos
capacitores da unidade.
Disso resulta que o controle da energia reativa deve ser tal, que o fator de potência da unidade
consumidora permaneça sempre dentro da faixa que se estende do fator de potência 0,92
indutivo até 0,92 capacitivo. Nas instalações com correção do fator de potência através dos
capacitores, os mesmos devem ser desligados, conforme se desativam as cargas indutivas, de
forma a manter uma compensação equilibrada entre reativo indutivo e capacitivo.
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Capacitores utilizados para correção do Fator de Potência
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Como medir o fator de potência?
Existem equipamentos específicos para medir o fator de potência, alguns deles bem
simples para termos em casa, como os “Kill-a-Watt”.
• Basta conectá-lo em uma tomada elétrica, e ligar nele o equipamento que queremos
medir o consumo, respeitando o limite de potência. Através de um display LCD é
possível medir diversos parâmetros como a potência aparente, potência real e fator de
potência em tempo real.
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Correção do fator de potência
• QUESTÃO
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Correção do fator de potência
Parte 1: Potências Mecânica (Pmec) e Elétrica (Pelétrica)
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Correção do fator de potência
Parte 2: Potências Aparente (S) e Reativa (Q)
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Correção do fator de potência
Parte 3: Potência Reativa (QF) que o sistema tem que ter para chegar ao FP = 0.92
POTÊNCIA ATIVA NÃO MUDA!!
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Correção do fator de potência
Comparação dos triângulos das Potências
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Correção do fator de potência
Parte 4: Calculando o valor do Capacitor:
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Correção do fator de potência
Variação da corrente absorvida pelo sistema antes e depois da correção:
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Correção do fator de potência individual
QUESTÃO: Fazer a correção do fator de potência do motor para 0,95.
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Correção do fator de potência individual
• Motor elétrico trifásico, potência 15 cv, fator 
de potência 0,83, rendimento 90%, tensão 
de alimentação 380 V.
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Correção do fator de potência individual
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Correção do fator de potência individual
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Correção do fator de potência individual
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Correção do fator de potência individual
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Correção do fator de potência individual
Agora que encontramos os valores de potência reativa do motor com o FP (0,83) e do
FP desejado (0,95), vamos encontrar agora qual o valor de potência reativa que o
banco de capacitores deverá fornecer ao motor e também qual deve ser a sua
capacitância.
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Correção do fator de potência individual
RESUMINDO: Para que o FP do motor do exemplo seja corrigido, será
necessário providenciar a instalação de um banco de capacitores trifásico
de 380 V, com capacitância igual ou maior que 77,37 microFarad e potência
reativa igual ou maior que 4212,17 VAr.
O banco deverá ser instalado de forma PARALELA ao motor.
Pode-se elaborar um circuito de comando automático que, após acionar o
motor, um contator K2 entre com o banco de capacitores e após desligar o
motor o contator K2 seja desligado e retire o banco.
Para você entender bem o que ocorre no circuito após a instalação do banco
de capacitores, ver circuito. Antes da correção, o motor consumia da rede
toda a energia reativa necessária para seu funcionamento (8242,97 Var).
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Correção do fator de potência individual
Perceba que após a correção, é
consumido da rede somente
4030,8 Var e fica a cargo do banco
de capacitores fornecer o restante
necessário para o funcionamento
do motor (4212,17 Var).
Instalando-se capacitores junto aos
motores ou aos transformadores
limita-se o fluxo de energia reativa
através dos circuitos elétricos. A
energia reativa necessária à
magnetização de motores,
transformadores e reatores passa a
ser fornecida pelos capacitores ao
invés de ficar fluindo através dos
circuitos de alimentação das
referidas cargas.
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Exercícios – Fator de Potência
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Fim
“Nossas virtudes e nossos defeitos são inseparáveis, assim como a força e a matéria. 
Quando se separam, o homem deixa de existir.”
Nikola Tesla