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    ISSN 2179-5568 Revista Especialize On-line IPOG - Goinia - Edio n 11 Vol. 01/ 2016 julho/2016

    Importncia da correo do fator de potncia nas instalaes

    eltricas industriais

    DIEGO MACHADO ANICETO - diego.aniceto@gmail.com

    MBA em Projeto, Execuo e Controle em Engenharia Eltrica

    Instituto de Ps-Graduao IPOG

    Resumo

    Atualmente, as cargas eltricas alimentadas pelo sistema de distribuio no possuem as

    mesmas caractersticas eltricas quando comparadas a algumas dcadas atrs, quando

    praticamente todas elas eram lineares. Isso tem ocorrido em funo do desenvolvimento da

    eletrnica de potncia, do avano tecnolgico dos dispositivos semicondutores,

    microprocessadores e microcontroladores, que permitiram a mudana do estilo de vida da

    populao. No entanto, foram introduzidas cargas no lineares nos setores industriais,

    comerciais e residenciais, de modo que elas tm se destacado em relao quelas de

    caractersticas lineares (O SETOR ELTRICO, 2012). Em uma rede eltrica, existem

    basicamente trs tipos de cargas eltricas: resistivas, indutivas e capacitivas. Esta

    classificao est diretamente ligada ao fator de potncia, que mede se a energia eltrica

    recebida suficiente para atender as necessidades do uso dirio, seja em residncias ou

    empresas (TECNOGERA, 2015). O fator de potncia utilizado para quantificar e tarifar a

    energia ativa e reativa presentes no sistema eltrico em praticamente todo o mundo, estudos

    comprovam que sua definio precisa de algumas consideraes se aplicada a sistemas que

    no possuam formas de onda senoidais para a tenso e/ou corrente. Ou seja, desvios nas

    condies ideais de operao que podem ocasionar falhas na medio e tarifao (MATEUS,

    2001). O objetivo deste artigo demonstrar a importncia de corrigir o fator de potncia nas

    instalaes eltricas das indstrias. Para tanto, foi apresentado conceitos bsicos sobre o fator

    de potncia, importncia do seu controle baseado na legislao vigente, causas e

    consequncias dos seus efeitos e, por fim, mtodos de correo do fator de potncia atravs de

    utilizao de capacitores. Concluiu-se que a correo do fator de potncia traz benefcios para

    as indstrias com a reduo significativa do custo de energia e aumento da eficincia

    energtica, e tambm para a concessionria diminuindo o custo de gerao e aumentando a

    capacidade de gerao para atender mais consumidores.

    Palavras-chave: Fator de potncia, Correo do fator de potncia, Excedente reativo,

    Capacitores.

    1. Introduo

    Devido a atual crise energtica do Brasil, os cuidados e preocupaes com a qualidade e

    eficincia energtica tem aumentado significativamente.

    A qualidade de energia o grau no qual tanto a utilizao quanto a distribuio de energia

    eltrica afetam o desempenho dos equipamentos eltricos e podem ser considerados como

    distrbios na qualidade de energia (TAMIETTI, 2007:4).

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    O fator de potncia um dos diversos parmetros existentes para avaliar a qualidade da energia

    eltrica e tem implicao direta em questes relacionadas utilizao, ao carregamento e

    planejamento das redes de distribuio de energia eltrica (O SETOR ELTRICO, 2011).

    Para amenizar o impacto do baixo fator de potncia, e consequentemente uma baixa qualidade

    de energia, importante que as indstrias, em suas plantas eltricas, corrijam o fator de

    potncia. Evitando assim, multas cobradas pela concessionria por excedente de consumo de

    potncia reativa e obtendo uma melhor utilizao da energia disponvel.

    Em alguns pases como Estados Unidos e tambm a Europa j existem normas que visam

    melhorar a qualidade de energia estabelecendo limites para o consumo de energia reativa e

    tambm limitando a distoro harmnica que as cargas podem produzir na rede eltrica. Com

    isso, possvel obter uma srie de benefcios, como por exemplo, a diminuio de perdas,

    reduo no estresse dos transformadores devido ao aquecimento excessivo, reduo da

    interferncia nos sistemas de telefonia e comunicao, entre outros (MARTINS, 2008).

    A seguir ser apresentado um artigo sobre o fator de potncia, onde ser exposto com mais

    clareza as causas de baixo fator de potncia nas indstrias, consequncias, legislao vigente,

    e benefcios e mtodos sobre correo do fator de potncia.

    2. Conceitos bsicos sobre fator de potncia

    O Sistema Eltrico constitudo por um conjunto de equipamentos, genericamente

    denominados cargas, tais como: motores, geradores, transformadores, reatores de iluminao,

    reguladores, dentre vrios outros, bem como pelas linhas de alimentao e seus condutores.

    Cada componente traz em si uma caracterstica construtiva prpria que, somada s demais,

    compem as caractersticas do sistema eltrico como um todo.

    Assim, equipamentos como os motores e geradores, por dependerem de campos

    eletromagnticos para o seu funcionamento, agregam ao sistema a caracterstica denominada

    indutiva, pois, em seu funcionamento, a energia eltrica que os alimenta, por induo,

    convertida em outro tipo de energia, no caso dos motores, por exemplo, em energia motriz

    (SENA, 2005).

    As cargas indutivas necessitam de campo eletromagntico para seu funcionamento, por isso sua

    operao requer dois tipos de potncia: ativa e reativa.

    A potncia ativa, medida em kW, aquela que efetivamente realiza trabalho, gerando calor,

    luz, movimento, etc.

    A potncia reativa, medida em kVAr, usada apenas na criao e manuteno dos campos

    eletromagnticos das cargas indutivas.

    Assim, enquanto a potncia ativa sempre consumida na execuo de trabalho, a potncia

    reativa, alm de no produzir trabalho, circula entre a carga e a fonte de alimentao, ocupando

    um espao no sistema eltrico, o qual poderia ser utilizado para fornecer mais energia ativa.

    A potncia ativa e a potncia reativa, juntas, constituem a potncia aparente, medida em kVA,

    que a potncia total gerada e transmitida carga (MARTINS, 2008).

    O chamado tringulo de potncias (Figura 1) utilizado para mostrar, graficamente, a relao

    entre as potncias ativa, reativa e aparente.

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    Figura 1- Diagrama do fator de potncia

    Fonte: Adaptado de Casa (2014)

    O fator de potncia (Fp) pode ser definido como a relao entre o componente ativo da

    potncia e o valor total desta mesma potncia (MAMEDE, 2007:176), ou seja:

    =

    = cos = cos (

    )

    Equao 1- Frmula do fator de potncia

    Fonte: Adaptado de Casa (2014)

    O fator de potncia indica a porcentagem da potncia total fornecida (kVA) que efetivamente

    transformada em potncia ativa (kW). Assim o fator de potncia mostra o grau de eficincia do

    uso de um sistema eltrico. Valores altos de fator de potncia (prximos de 1,0) indicam uso

    eficiente da energia eltrica, enquanto que valores baixos evidenciam seu mau aproveitamento,

    alm de representar uma sobrecarga para todo o sistema (DUAILIBE, 2000:4). Tanto assim

    que, uma vez constatado um fator de potncia de valor inferior a um mnimo prefixado, as

    concessionrias se veem na contingncia de, de acordo com a legislao em vigor, cobrar uma

    sobretaxa ou multa. Isto representa, para quem no est com suas instalaes adequadas,

    substancial despesa extra, alm de sobrecargas nos transformadores, nos alimentadores, bem

    como menor rendimento e maior desgaste nas mquinas e equipamentos em geral (TAMIETTI,

    2007:33).

    3. Causas do baixo fator de potncia

    O baixo fator de potncia pode provir de diversas causas. A soluo para melhoria do fator de

    potncia de uma instalao eltrica passa necessariamente pelo profundo conhecimento e

    anlise dessas causas, a fim de que se possa propor uma ao corretiva mais eficaz (TAMIETTI,

    2007:38). Entre as principais causas, podemos citar:

    Motores de induo operando em vazio ou superdimensionados (operando com pouca carga);

    Transformadores operando em vazio ou superdimensionados;

    Grande quantidade de motores de pequena potncia em operao durante um longo perodo;

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    Lmpadas de descarga;

    Cargas especiais com consumo reativo;

    Tenso acima da nominal (CODI, 2004:3).

    3.1. Motores de induo operando em vazio ou superdimensionados (operando com poucas cargas)

    Os motores eltricos consomem praticamente a mesma quantidade de energia reativa,

    necessria manuteno do campo magntico, quando operando a vazio ou a plena carga.

    Entretanto o mesmo no acontece com a energia ativa, que diretamente proporcional a carga

    mecnica aplicada no eixo do motor.

    Assim quanto menor a carga mecnica aplicada, menor a energia ativa consumida,

    consequentemente, menor o fator de potncia.

    Geralmente os motores so superdimensionados para as respectivas mquinas sendo, em mdia,

    de 70% a 75% da potncia nominal do motor, a potncia efetivamente exigida pela mquina

    (motores de pequena e mdia potncia).

    muito comum o costume da substituio de um motor por outro de maior potncia,

    principalmente nos casos de manuteno para reparos e que, por acomodao, a substituio

    transitria passa a ser permanente, no se levando em conta que um superdimensionamento

    provocar baixo fator de potncia. (ALBUQUERQUE, 2009).

    3.2. Transformadores operando em vazio ou superdimensionados

    Analogamente aos motores de induo, os transformadores, quando operando

    superdimensionados para a carga que devem alimentar, consomem uma certa quantidade de

    energia reativa relativamente grande (necessria para a magnetizao do transformador), se

    comparada energia ativa, dando origem a um fator de potncia baixo.

    Desta forma, grandes transformadores alimentando pequenas cargas durante um longo perodo

    contribuem, portanto, para uma acentuada reduo do fator de potncia da instalao

    (TAMIETTI, 2007:40).

    3.3. Grande quantidade de motores de pequena potncia em operao durante um longo perodo

    A grande quantidade de motores de pequena potncia provoca baixo fator de potncia, uma vez

    que o correto dimensionamento desses motores s mquinas a eles acopladas dificultoso

    (ALBUQUERQUE, 2009).

    3.4. Lmpadas de descarga

    As lmpadas de descarga (vapor de mercrio, vapor de sdio, fluorescentes etc), para

    funcionarem, necessitam do auxlio de um reator. Os reatores, como os motores e os

    transformadores, possuem bobinas que consomem energia reativa, contribuindo para a reduo

    do fator de potncia. O uso de reatores compensados (com alto fator de potncia) pode

    contornar, em parte, o problema (MONTENEGRO, 2012:65).

    3.5. Cargas especiais com consumo reativo

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    Algumas cargas presentes em ambientes industriais apresentam grandes consumos de reativos,

    contribuindo para a diminuio do fator de potncia, entre elas:

    Fornos a arco;

    Fornos de induo eletromagntica;

    Mquinas de solda a transformador;

    Equipamentos eletrnicos (MONTENEGRO, 2012:65).

    3.6. Tenso acima da nominal

    A potncia reativa , aproximadamente, proporcional ao quadrado da tenso aplicada, enquanto

    que, no caso dos motores de induo, a potncia ativa praticamente s depende da carga

    mecnica aplicada ao eixo do motor. Assim, quanto maior a tenso aplicada aos motores, maior

    a energia reativa consumida e menor o fator de potncia (TAMIETTI, 2007:40).

    4. Consequncias do baixo fator de potncia

    Baixos valores de fator de potncia, como j visto, so decorrentes de quantidades elevadas de

    energia reativa. Mtodos especficos de compensao deste reativo excedente devem ser

    aplicados, visto que essa condio de excesso de reativos no sistema eltrico resulta em

    aumento na corrente total que circula nas redes de distribuio de energia eltrica da

    concessionria e das unidades consumidoras, podendo sobrecarregar as subestaes, as linhas

    de transmisso e distribuio, prejudicando a estabilidade e as condies de aproveitamento dos

    sistemas eltricos, trazendo inconvenientes diversos, tais como:

    Aumento das perdas na instalao pelo efeito Joule;

    Aumento das quedas de tenso;

    Subutilizao da capacidade instalada (limitao da capacidade dos transformadores de

    alimentao);

    Sobrecarga nos equipamentos de manobra, diminuindo sua vida til;

    Aumento da seo nominal dos condutores e da capacidade dos equipamentos de manobra

    e de proteo, devido ao aumento da corrente consumida;

    Acrscimo na conta de energia eltrica (multa) por estar operando por baixo fator de

    potncia (TAMIETTI, 2007:41).

    4.1. Perdas na rede

    As perdas de energia eltrica ocorrem em forma de calor e so proporcionais ao quadrado da

    corrente total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma

    relao direta entre o incremento das perdas e o baixo fator de potncia, provocando o aumento

    do aquecimento de condutores e equipamentos (MONTENEGRO, 2012).

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    Grfico 1- Perdas x Fator de potncia

    Fonte: Duailibe (2000)

    4.2. Quedas de tenso

    A queda de tenso em um circuito tambm diretamente proporcional a corrente eltrica

    consumida. O aumento da corrente devido ao excesso de energia reativa leva a quedas de tenso

    acentuadas, podendo ocasionar a interrupo do fornecimento de energia eltrica e a sobrecarga

    em certos elementos da rede. Esse risco sobretudo acentuado durante os perodos nos quais a

    rede fortemente solicitada. As quedas de tenso podem provocar ainda, a diminuio da

    intensidade luminosa das lmpadas e o aumento da corrente nos motores.

    Embora os capacitores elevem os nveis de tenso, no , de um modo geral, economicamente

    vivel, sua instalao visando apenas esse fim. A melhoria dos nveis de tenso deve ser vista

    como um benefcio adicional dos capacitores.

    A tenso num ponto de um circuito eltrico pode ser calculada de acordo com a Figura 2.

    Figura 2 - Circuito eltrico

    Fonte: Duailibe (2000)

    Ou seja,

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    Equao 2 - Clculo de queda de tenso

    Fonte: Duailibe (2000)

    Observa-se que quanto maior a queda de tenso, menor ser a tenso entregue a carga.

    Com o emprego de capacitores e a melhoria do fator de potncia, a corrente total equivalente

    fica reduzida, reduzindo tambm a queda de tenso na linha e, consequentemente, melhorando

    o nvel de tenso (DUAILIBE, 2000:6).

    4.3. Subutilizao da capacidade instalada

    A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalao eltrica, inviabiliza sua plena utilizao,

    condicionando a instalao de novas cargas a investimentos que seriam evitados se o fator de

    potncia apresentasse valores mais altos. O espao ocupado pela energia reativa poderia ser

    ento utilizado para o atendimento de novas cargas.

    Os investimentos em ampliao das instalaes esto relacionados principalmente aos

    transformadores e condutores necessrios. O transformador a ser instalado deve atender

    potncia total dos equipamentos utilizados, mas devido a presena de potncia reativa, a sua

    capacidade deve ser calculada com base na potncia aparente das instalaes.

    A Tabela 1 mostra a potncia total que deve ter o transformador, para atender uma carga til de

    800 kW para fatores de potncia crescentes.

    Potncia til absorvida -kW Fator de potncia Potncia do Trafo - kVA

    800

    0,50 1600

    0,80 1000

    1,00 800

    Tabela 1 Variao da potncia do trafo em funo do fator de potncia

    Fonte: Adaptado de Casa (2014)

    Tambm o custo dos sistemas de comando, proteo e controle dos equipamentos cresce com

    o aumento da energia reativa. Da mesma forma, para transportar a mesma potncia ativa sem o

    aumento de perdas, a seo dos condutores deve aumentar medida em que o fator de potncia

    diminui. A Tabela 2 ilustra a variao da seo de um condutor em funo do fator de potncia.

    Nota-se que a seo necessria, supondo-se um fator de potncia 0,70 o dobro da seo para

    o fator de potncia 1,00.

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    Seo relativa Fator de potncia

    1,00 1,00

    1,23 0,90

    1,56 0,80

    2,04 0,70

    2,78 0,60

    5,00 0,50

    6,25 0,40

    11,10 0,30

    Tabela 2 Seo relativa do cabo em funo do fator de potncia

    Fonte: Adaptado de Casa (2014)

    A correo do fator de potncia por si s j libera capacidade para instalao de novos

    equipamentos, sem a necessidade de investimentos em transformador ou substituio de

    condutores para esse fim especfico (CASA, 2014).

    5. Correo do fator de potncia

    A primeira providncia para corrigir o baixo fator de potncia a anlise das causas que levam

    utilizao excessiva de energia reativa. A eliminao dessas causas passa pela racionalizao

    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 instalaes (CODI, 2004: 5).

    Apesar de necessria, a utilizao de energia reativa indutiva deve ser limitada ao mnimo

    possvel por no realizar trabalho efetivo, servindo apenas para magnetizar as bobinas de

    equipamentos com caractersticas indutivas. O excesso de energia reativa exige condutores de

    maior seo e transformadores de maior capacidade. A esse excesso esto associadas, ainda,

    perdas por aquecimento e quedas de tenso (SENA, 2005).

    Figura 3 Motor utilizando energia ativa e reativa do transformador

    Fonte: Sena (2005)

    Instalando-se capacitores junto s cargas indutivas, a circulao de energia reativa fica limitada

    a estes equipamentos. Na prtica, a energia reativa passa ser fornecida pelos capacitores,

    liberando parte da capacidade do sistema eltrico e das instalaes da unidade consumidora.

    Isso comumente chamado de compensao de energia reativa. Quando est havendo

    consumo de energia reativa, caracterizando uma situao de compensao insuficiente, o fator

    de potncia chamado de indutivo. Quando est havendo um fornecimento de energia reativa

    rede, caracterizando uma situao de compensao excessiva, o fator de potncia chamado

    capacitivo (CODI, 2004:6).

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    Figura 4 - Demonstrao da correo do fator de potncia atravs de capacitor

    Fonte: CODI (2004)

    Com os capacitores funcionando como fonte de energia reativa, a circulao dessa energia fica

    limitada aos pontos onde ela efetivamente necessria, reduzindo perdas, melhorando

    condies operacionais e liberando capacidade em transformadores e condutores para

    atendimento a novas cargas, tanto nas instalaes consumidoras, como nos sistemas eltricos

    de distribuio.

    O projeto e a instalao de capacitores para correo do fator de potncia das unidades

    consumidoras deve ser realizado por profissionais experiente, minimizando, dessa forma, os

    riscos de danos aos equipamentos e, at mesmo os riscos de acidentes a terceiros (SENA,2005).

    6. Compensao atravs de capacitores

    A instalao de capacitores em paralelo com a carga a soluo mais empregada na correo

    do fator de potncia de instalaes industriais, comerciais e dos sistemas de distribuio e de

    potncia, a fim de reduzir a potncia reativa demandada rede e que os geradores da

    concessionria deveriam fornecer na ausncia destes capacitores, uma vez que estes fornecem

    energia reativa ao sistema eltrico onde esto ligados. o mtodo mais econmico e o que

    permite maior flexibilidade de aplicao (MONTENEGRO, 2012:67). Estes capacitores podem

    ser instalados na entrada ou ento prximos as cargas individuais, reduzindo as perdas e

    aumentando a capacidade disponvel no sistema, bem como melhorar o nvel de tenso

    (DUAILIBE, 2000:8).

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    Muitos fatores influenciam na escolha da localizao dos capacitores, tais como os circuitos da

    instalao, seu comprimento, as variaes da carga, tipos de motores e distribuio de cargas.

    De forma geral, capacitores ou banco de capacitores podem estar instalados da seguinte forma:

    Compensao individual;

    Compensao por grupos de cargas;

    Compensao geral;

    Compensao na entrada da energia em alta tenso (AT);

    Compensao com regulao automtica;

    Compensao combinada;

    Compensao por motores sncronos.

    6.1. Compensao individual

    efetuada instalando os capacitores junto ao equipamento cujo fator de potncia se pretende

    melhorar. Representa, do ponto de vista tcnico, a melhor soluo, apresentando as seguintes

    vantagens:

    Reduz as perdas energticas em toda a instalao;

    Diminui a carga nos circuitos de alimentao dos equipamentos compensados;

    Melhora os nveis de tenso de toda a instalao;

    Pode-se utilizar um sistema nico de acionamento para a carga e o capacitor, economizando-se em equipamentos de manobra;

    Gera reativos somente onde necessrio. Existem, contudo, algumas desvantagens dessa forma de compensao com relao s demais:

    Muitos capacitores de pequena potncia tm custo maior que capacitores concentrados de potncia maior;

    Pouca utilizao dos capacitores, no caso do equipamento compensado no ser de uso constante;

    Para motores, deve-se compensar no mximo 90% da energia reativa necessria (CODI, 2004:6).

    Figura 5 - Capacitores localizados na entrada dos motores

    Fonte: CODI (2004)

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    6.2. Compensao por grupo de cargas

    O banco de capacitores instalado de forma a compensar um setor ou um conjunto de mquinas.

    colocado junto ao quadro de distribuio que alimenta esses equipamentos. A potncia

    necessria ser menor que no caso da compensao individual, o que torna a instalao mais

    econmica. Tem como desvantagem o fato de no haver diminuio de corrente nos

    alimentadores de cada equipamento compensado (CODI, 2004:7).

    Figura 6 - Capacitores localizados nos grupos de cargas

    Fonte: CODI (2004)

    6.3. Compensao geral

    O banco de capacitores instalado na sada do transformador ou do quadro de distribuio

    geral, se a instalao for alimentada em baixa tenso. Utiliza-se em instalaes eltricas com

    nmero elevado de cargas com potncias diferentes e regimes de utilizao pouco uniformes.

    Apresenta as seguintes vantagens principais:

    Os capacitores instalados so mais utilizados;

    Fcil superviso;

    Possibilidade de controle automtico;

    Melhoria geral do nvel de tenso;

    Instalaes adicionais suplementares relativamente simples.

    A principal desvantagem consiste em no haver alvio sensvel dos alimentadores de cada

    equipamento. (CODI, 2004:7).

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    Figura 7 - Capacitores localizados na saida do transformador

    Fonte: CODI (2004)

    6.4. Compensao na entrada da energia em alta tenso (AT)

    No muito frequente a compensao no lado da alta tenso. Tal localizao no alivia nem

    mesmo os transformadores e exige dispositivos de comando e proteo dos capacitores com

    isolao para a tenso primria. Embora o preo por kVAr dos capacitores seja menor para

    tenses mais elevadas, este tipo de compensao, em geral, s encontrada nas unidades

    consumidores que recebem grandes quantidades de energia eltrica e dispem de subestaes

    transformadoras. Neste caso, a diversidade da demanda entre as subestaes pode resultar em

    economia na quantidade de capacitores a instalar. (CODI, 2004:7).

    Figura 8 - Capacitores localizados na entrada da energia de alta tenso

    Fonte: CODI (2004)

    6.5. Compensao com regulao automtica

    Nas formas de compensao geral e por grupos de equipamentos, usual utilizar-se uma

    soluo em que os capacitores so agrupados por bancos controlveis individualmente. Um rel

    varimtrico, sensvel s variaes de energia reativa, comanda automaticamente a operao dos

    capacitores necessrios obteno do fator de potncia desejado (CODI, 2004:8).

    6.6. Compensao combinada

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    Em muitos casos utilizam-se, conjuntamente, as diversas formas de compensao (CODI,

    2004:8).

    Grfico 2 Grfico de compensao combinada

    Fonte: CODI (2004)

    6.7. Compensao por motores sncronos

    Motores sncronos podem ser utilizados para compensao do fator de potncia por gerarem

    energia reativa, da mesma forma como um gerador convencional o faz. A potncia reativa

    capacitiva fornecida por um motor sncrono instalao, funo da corrente de excitao e da

    carga em seu eixo.

    Entretanto, devido ao fato de ser um equipamento bastante caro, nem sempre compensador

    do ponto de vista econmico, sendo competitivo, em princpio, para potncias superiores a 200

    CV e funcionamento por perodos longos (CODI, 2004:8).

    7. Dimensionamento e precaues na instalao dos bancos de capacitores

    No que se refere ao dimensionamento de bancos de capacitores, isto , na determinao da

    potncia reativa em KVAr a ser instalada, de modo a corrigir o fator de potncia, vimos que tal

    problema no suscetvel a uma soluo imediata e simplista.

    Por um lado, a potncia reativa a instalar, est intimamente relacionada ao local de instalao

    escolhido. Por outro lado, depende do perodo de tempo em que permanecem ligados os

    capacitores e as cargas que utilizam energia reativa, ainda que deste perodo, devam ser

    deduzidas as horas em que a potncia reativa fornecida pelos capacitores excede necessria

    para as instalaes, uma vez que as concessionrias no "aceitam" de volta os KVArs fornecidos

    pelo consumidor.

    Por essas razes, cada problema de Correo de fator de potncia deve ser considerado como

    um caso individual, no existindo solues pr-fabricadas (ALBURQUERQUE, 2009).

    Na especificao dos capacitores, deve-se ter ateno especial quanto ao desligamento. As

    normas recomendam os seguintes itens a serem seguidos para capacitores com tenso maior ou

    igual a 600 V:

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    Os capacitores devem ser providos de meios para escoamento da carga, uma vez

    desligados;

    A tenso residual do capacitor deve estar abaixo de 50 V at 1 minuto aps seu

    desligamento da fonte de alimentao;

    O circuito de descarga deve estar permanentemente ligado aos terminais do capacitor ou

    banco de capacitores, ou ser provido de sistemas automticos que o conectem aos

    terminais ao ser desligado da linha (DUAILIBE, 2000:15).

    8. Legislao sobre excedente de reativo

    Com o principal objetivo de otimizar o uso da energia eltrica gerada no pas, limitando o fluxo

    potncia de reativa no sistema eltrico e evitando o elevado sobredimensionamento do mesmo,

    surgiu a primeira regulamentao referente ao uso de energia eltrica, estabelecida pelo Decreto

    n 62.724 de 17 de maio de 1968 e com a nova redao dada pelo Decreto n 75.887 de 20 de

    junho de 1975, as concessionrias de energia eltrica adotaram, desde ento, o fator de potncia

    de 0,85 como referncia para limitar o fornecimento de energia reativa. Consumidores

    atendidos em alta tenso que apresentassem valor mdio mensal abaixo desse referencial eram

    penalizados com um percentual de ajuste (multa) na conta de energia (TAMIETTI, 2014)

    O Decreto n 479, de 20 de maro de 1992, reiterou a obrigatoriedade de se manter o fator de

    potncia o mais prximo possvel da unidade (1,00), tanto pelas concessionrias quanto pelos

    consumidores, recomendando, ainda, ao extinto DNAEE (Departamento Nacional de guas e

    Energia Eltrica), atualmente com a denominao de ANEEL (Agncia Nacional de Energia

    Eltrica), o estabelecimento de um novo limite de referncia para o fator de potncia indutivo

    e capacitivo, bem como a forma de avaliao e de critrio de faturamento da energia reativa

    excedente a esse novo limite.

    A nova legislao, sendo vlida, atualmente, a resoluo n 414/ANEEL de 9 de setembro de

    2010, introduziu uma nova forma de abordagem do ajuste pelo baixo fator de potncia, com os

    seguintes aspectos relevantes:

    Aumento do limite mnimo do fator de potncia de 0,85 para 0,92;

    Faturamento de energia reativa excedente;

    Reduo do perodo de avaliao do fator de potncia de mensal para horrio, a partir

    de 1996 para consumidores com medio horosazonal.

    Com isso muda-se o objetivo do faturamento: em vez de ser cobrado um ajuste por baixo fator

    de potncia, como faziam at ento, as concessionrias passam a faturar a quantidade de energia

    ativa que poderia ser transportada no espao ocupado por esse consumo de reativo. Este o

    motivo de as tarifas aplicadas serem de demanda e consumo de ativos, inclusive ponta e fora

    de ponta para os consumidores enquadrados na tarifao horosazonal.

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    Figura 9 Controle de fator de potncia capacitivo e indutivo

    Fonte: CODI (2004)

    Alm do novo limite e da nova forma de medio, outro ponto importante ficou definido: das

    6h da manh s 24h o fator de potncia deve ser no mnimo 0,92 para a energia e demanda de

    potncia reativa indutiva fornecida, e das 24h at as 6h no mnimo 0,92 para energia e demanda

    de potncia reativa capacitiva recebida como mostra a Figura 10 abaixo (CASA, 2014).

    Figura 10 Perodos de medio de energia reativa indutiva e capacitiva

    Fonte: CODI (2004)

    9. Benefcios da correo do fator de potncia

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    Existem vrios benefcios da correo do fator de potncia, tanto para concessionria quanto

    para as indstrias.

    Os benefcios mais relevantes para as indstrias so:

    Reduo significativa do custo de energia eltrica;

    Aumento da eficincia energtica da indstria;

    Melhoria da tenso;

    Aumento da capacidade dos equipamentos de manobra;

    Aumento da vida til das instalaes e equipamentos;

    Reduo do efeito Joule;

    Reduo da corrente reativa na rede eltrica.

    Os benefcios mais significativos para a concessionria so:

    O bloco de potncia reativa deixa de circular no sistema de transmisso e distribuio;

    Evita as perdas pelo efeito Joule;

    Aumenta a capacidade do sistema de transmisso e distribuio para conduzir o bloco de

    potncia ativa;

    Aumenta a capacidade de gerao com intuito de atender mais consumidores;

    Diminuir os custos de gerao (CASA, 2014).

    10. Concluso

    Cada vez mais se acentua a preocupao com o aumento de produtividade do sistema eltrico,

    atravs de estudos de otimizao e execuo de projetos de eficientizao energtica. Devemos

    nos atentar no apenas em economizar energia, mas em consumir com produtividade, ou seja,

    minimizar ou compensar o consumo de energia reativa em uma instalao.

    Desta forma, a compensao da energia reativa numa instalao de suma importncia e produz

    grandes vantagens, entre elas: reduo das perdas de energia em cabos e transformadores,

    reduo dos custos de energia eltrica pela eliminao do ajuste na tarifa imposto pela

    concessionria, liberao da capacidade do sistema, permitindo a ligao de cargas adicionais,

    ou seja, aumento da capacidade de conduo dos cabos e da capacidade disponvel em

    transformadores e elevao dos nveis de tenso, melhorando o funcionamento dos

    equipamentos de instalao.

    importante salientar que a preocupao com o consumo de energia reativa no deve ser apenas

    das grandes instalaes eltricas (complexos industriais). Nestes, o problema acentuado e

    pesa no bolso dos proprietrios, no apenas devido ao aumento de perdas, queda de tenso

    ou sobrecargas nos equipamentos, mas tambm atravs dos chamados ajuste de tarifao (as

    populares multas) devido ao elevado consumo de energia reativa.

    Com o avano da tecnologia e com o aumento das cargas no lineares nas instalaes eltricas,

    a correo do fator de potncia passou a ter um rigor maior da ANEEL (Agncia Nacional de

    Energia Eltrica), atravs da resoluo nmero 479 de 20 de maro de 1992, estabeleceu que o

    fator de potncia mnimo de referncia deveria ser igual a 0,92, sendo vlida, atualmente, a

    resoluo n 414/ANEEL de 9 de novembro de 2010.

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    Em face do crescente uso de automao nas indstrias e do aumento da multas e ajustes

    cobrados pelas concessionrias, o gerenciamento de energia eltrica vem se tornando uma

    necessidade para as empresas interessadas em reduzir custos. Os consumidores no devem-se

    preocupar apenas com os ganhos decorrentes da eliminao de multas e passar a exigir recursos

    para que alcance um amento de produtividade atravs da diminuio de interrupes, maior

    vida til dos transformadores e demais equipamentos instalados nas subestaes.

    Referncias

    ALBUQUERQUE, Cludio. Energia ativa e reativa. So Paulo: CERIPA, 2009.

    CASA, Darci. Manual de correo do fator de potncia. Porto Alegre: DICEL Engenharia,

    2014.

    CODI Manual de orientao aos consumidores: Energia Reativa Excedente, Comit de

    Distribuio de Energia Eltrica. Rio de janeiro, 2004.

    DUALIBE, Paulo. Capacitores: Instalao e correo do fator de potncia. So Paulo, 2000.

    MAMEDE, Joo. Instalaes eltricas industriais. Rio de Janeiro: LTC, 2007.

    MARTINS, Alexandre. Entendendo o fator de potncia. Porto Alegre: CP Eletrnica, 2008.

    MATEUS, Valdecir. Fator de potncia. Cuiab, 2001.

    MONTENEGRO, Fabio. Correo do fator de potncia. So Paulo, 2012.

    Revista O SETOR ELTRICO, So Paulo: Atitude. Edio 66, 2011.

    Revista O SETOR ELTRICO, So Paulo: Atitude. Edio 80, 2012.

    Revista TECNOGERA, So Paulo, 2015.

    SENA, Carlos. Combate ao desperdcio de energia eltrica: Fator de potncia. Esprito

    Santo, 2005.

    TAMIETTI, Ricardo. Compensao reativa e a correo do fator de potncia. Belo

    Horizontal: Engeweb, 2007.