Correção de fator de potência

Correção de fator de potência

(Parte 5 de 12)

Sné a potência nominal do transformador (KVA).

Iocorrente a vazio do transformador em A (dado da placa do fabricante ou fornecido via relatório de ensaio).

Inscorrente nominal no secundário do transformador

Popotência de perdas a vazio, em kW (dado da placa do fabricante ou fornecido em relatório de ensaio).

Obs.: recomendamos a utilização em kvar's de 95% do valor calculado em Qo 3.2.4 - Cálculo da Capacitância do Capacitor

C =µF
Inc = (A)

3.2.5 - Cálculo da Corrente nominal do capacitor

3.2.6 - Proteções Contra Curto-Circuito

Dimensionar para utilização de fusíveis, características gL - gG, conforme a seguinte equação:

If = Inc . 1,65 onde:

Inf =Corrente calculada do fusível (usar o valor comercial do fusível imediatamente superior);

Inc =Corrente nominal do capacitor

3.2.7 - Condutores Utilizar condutores superdimensionados em 1,43 vezes

(NBR 5060) a corrente nominal do capacitor e levar em consideração outros critérios tais como: maneira de instalar, temperatura ambiente, etc.

Correção Localizada de Motores

3.2.8 - Dimensionamento da Potência Reativa para a

Para o cálculo da potência reativa necessária consultar o ítem 3.2.2, equação I.

Nota: Cuidados especiais com chaves de partidas estáticas e com motores de alta inércia (vide ítem 5.3).

Bancos Automáticos.

3.2.9 - Dimensionamento da Potência Reativa para

Para o cálculo da potência reativa necessária consultar o ítem 3.2.2., equação I.

a) Quantidade de Estágios:

Recomenda-se dividir em estágios de no máximo 25 kvar (380/440V) ou 15 kvar (220V) por estágio do controlador, excetuando-se um dos estágios que deve ter a metade da potência em kvar do maior estágio para facilitar o ajuste fino do fator de potência, pois os controladores modernos fazem leitura por varredura, buscando a melhor combinação de estágios em cada situação.

Nota: A recomendação de valor máximo para os estágios não é aleatória. Está baseada em aspectos práticos de aplicação e permite que se mantenha as correntes de surto, provocadas pelo chaveamento de bancos (ou módulos) em paralelo, em níveis aceitáveis para os componentes. Estas correntes podem atingir patamares superiores a 100 vezes a corrente nominal dos capacitores, decorrendo daí, todo o tipo de dano que possa ser provocado por altas correntes em um circuito qualquer (atuação de fusível, queima de contatos dos contatores, queima dos resistores de pré-carga, além da expansão da caneca do capacitor, com conseqüente perda deste).

d)Proteção contra corrente de surto:Em bancos automáticos com estágios de potência superior a 15 kvar em 220V e 25 kvar em 380/440V, utilizar sempre em série com os capacitores, proteção contra o surto de corrente que surge no momento em que se energiza capacitores. Tal proteção pode ser através da associação de contatores convencionais mais os resistores de pré-carga (vide anexo D) ou através de contator convencional em série com indutores anti-surto (vide ítem e) feitos com os próprios cabos de força que alimentam os capacitores. No caso de se optar pelo uso de indutores, dimensionar o contator convencional para regime AC-6b (vide anexo M).

Manual Para Correção do Fator de Potência 10

Pot.Reat. (kvar) =(I)

(%carga . Pot.Ativa . F)

Pot. Reat. Capacitiva (kvar)
(VFF2 . 2 . π . f .10-9)
Pot. Reat(kvar) . 1000

.100). √3 . VFF

Onde:

XC = Reatância capacitiva

l= Comprimento do condutor em metros

VFF = Tensão fase-fase, em volts d = Diâmetro do condutor em metros

XL = 2π . f . Lc (Ω)
Pot. Reat. Capacitiva (kvar) . 1000

LC = Indutância do cabo In = ———————————

√3VFF
Is1 = 100In (A) (corrente de surto nominal)
VFF . √2
√3 √XLXC

Is2 = ——————— (A) (corrente de surto real)

Se Is1 ≥ Is2 o capacitor está devidamente protegido, caso contrário, calcular a indutância necessária para

L = C . ———— (µH)

√2 . VFF √3 . Is1

Conferindo a corrente de surto real com a nova indutância calculada:

XL = 2 . π . f . L (Ω)
V . √2
Is2 = ———————— (A)
√3 . √XL . XC

Concluindo assim Is1 ≥ Is2 .

Para confecção do indutor L de N espiras, utiliza-se a seguinte expressão :

Li . d
N = ————————————————
S
3,142 . 10-7 . (D - d - 2 . ———) 2

onde : Li = indutância do indutor em µH; d = diâmetro externo do cabo em m; S = seção do condutor em m²; D = diâmetro interno do indutor (desejável no mínimo 0,075m ou 75mm).

3.3 - Correção do fator de Potência em Redes com Harmônicas

A tarefa de corrigir o fator de potência em uma rede elétrica com harmônicas é mais complexa, pois as harmônicas podem interagir com os capacitores causando fenômenos de ressonância. Harmônicas são freqüências múltiplas da freqüência fundamental (H2 = 120Hz, H3 = 180Hz, H4 = 240Hz, etc) e, na prática, observa-se uma única forma de onda distorcida.

3.3.1 - Origem das Harmônicas

As harmônicas têm sua principal origem na instalação de cargas não-lineares cuja forma de onda da corrente não acompanha a forma de onda senoidal da tensão de alimentação. Nos transformadores de força, são conseqüência da relação não linear entre o fluxo de magnetização e a corrente de excitação correspondente.

3.3.2 - Classificação das Harmônicas

Atualmente as cargas não lineares são classificadas em três categorias de acordo com a natureza da deformação:

a) CATEGORIA 1 – Nesta categoria encontram-se os equipamentos com característica operativa de arcos voltaicos, tais como: fornos a arco, máquinas de solda, lâmpada de descarga e outros. A natureza da deformação da corrente é oriunda da não linearidade do arco voltaico.

b) CATEGORIA 2 – Nesta categoria encontram-se os equipamentos de núcleo magnético saturado, tais como: reatores e transformadores de núcleo saturados. A natureza da deformação da corrente é oriunda da não linearidade do circuito magnético.

c) CATEGORIA 3 – Nesta categoria encontram-se os equipamentos eletrônicos, tais como: inversores, retificadores, UPS, televisores, microondas, computadores e outros. A natureza da deformação da corrente é oriunda da não linearidade dos componentes eletrônicos.

3.3.3 - Cargas não Lineares

São cargas que distorcem a forma de onda de corrente e/ou tensão, tais como: - Conversores / inversores de freqüência;

- Acionamentos de corrente contínua;

- Retificadores;

- Fornos a arco e indução;

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