Correção de fator de potência

Correção de fator de potência

(Parte 6 de 12)

- Transformadores com o núcleo saturado;

- No–Breaks (UPS);

- Controladores tiristorizados;

- Fontes chaveadas;

- Máquinas de solda elétrica;

- Lâmpadas Fluorescentes;

- Microcomputadores (Centro de processamento de dados), etc.

Manual Para Correção do Fator de Potência 1

Pot. Reat. Capac. (kvar)
2 . π . f . VFF2 . 10-9
2 . π . f . C
Lc = 0,2l [(2,303 log ( 4 x l ) / d ) – 0,75] (µH)

Xc = ———————— (Ω) e) Cálculo da Indutância Anti-surto:

- Distorção das características de atuação de relés de proteção; - Aumento do erro em instrumentos de medição de energia, que estão calibrados para medir ondas senoidais puras; - Interferência em equipamentos de comunicação, aquecimento em reatores de lâmpadas fluorescentes, interferência na operação de computadores e em equipamentos para variação de velocidade de motores, etc.; - Aparecimento de ressonâncias entre capacitores para correção de fator de potência e o restante do sistema, causando sobretensões e sobrecorrentes que podem causar sérios danos ao sistema.

3.3.5 - Fator de Potência com Harmônicas

Quando há distorção harmônica na instalação elétrica o triângulo de potências sofre uma alteração, recebendo uma terceira dimensão provocada pela potência aparente necessária para sustentar a distorção da freqüência fundamental (50/60 Hz).

3.3.5.1 - Fator de Potência Real

O Fator de Potência Real leva em consideração a defasagem entre a corrente e a tensão, os ângulos de defasagem de cada harmônica e a Potência Reativa para produzí-las. Seu valor é sempre menor que o fator de potência de deslocamento sendo que a correção deverá ser feita pelo fator de potência real.

3.3.4 - Problemas Causados Pelas Harmônicas

Altos níveis de distorção harmônica numa instalação elétrica podem causar problemas para as redes de distribuição das concessionárias e para a própria instalação, assim como para os equipamentos ali instalados.

O aumento de tensão na rede causado pela distorção harmônica acelera a fadiga dos motores e as isolações de fios e cabos, o que pode ocasionar queimas, falhas e desligamentos. Adicionalmente, as harmônicas aumentam a corrente RMS (devido a ressonância série), causando elevação nas temperaturas de operação de diversos equipamentos e diminuição de sua vida útil.

Essas ondas de freqüência superior à fundamental, causam vários danos ao sistema, entre os quais podemos destacar :

- Aumento das perdas nos estatores e rotores de máquinas rotativas, causando superaquecimento danoso às máquinas; - O fluxo de harmônicas nos elementos de ligação de uma rede leva a perdas adicionais causadas pelo aumento do valor RMS da corrente, além do surgimento de quedas de tensão harmônicas nas várias impedâncias do circuito. No caso dos cabos há um aumento de fadiga dos dielétricos, diminuindo sua vida útil e aumentando os custos de manutenção. O aumento das perdas e o desgaste precoce das isolações também podem afetar os transformadores do sistema elétrico;

Obs:Estas medidas deverão ser feitas por equipamentos especiais conforme descritos no ítem 3.3.6 (Medições).

3.3.5.2 - Fator de Potência de Deslocamento

O Fator de Potência de Deslocamento considera apenas a defasagem entre a corrente e a tensão na freqüência fundamental. Em regime permanente senoidal o fator de potência é entendido como sendo um fator que representa o quanto da potência aparente é transformada em potência ativa (cobrado pela concessionária).

Vn
V1

- Fator de distorção : onde:

Vn = Tensão da harmônica "n" V1 = Tensão fundamental (RMS)

- Determinação da distorção harmônica total - THD (V ou I).

THD = √V2² + V3² + V4² ++ Vn² . 100 (Tensão)
V1
THD = √I2² + I3² + I4² ++ In² . 100 (Corrente)
Imáx.

Cálculo do Fator de Potência com Harmônicas:

PPotência ativa (Watts

Potência aparente (VA)S

DVA Distorção da potência aparente

Q Potência reativa (var)

S Potência ativa: P = 3 . V . I . cos ϕ

Potência reativa: Q = 3 . V . I . sen ϕϕ Potência aparente: S = 3 . V . I

Manual Para Correção do Fator de Potência 12

DF =100%

THD = √ ∑ + (Ii (h) ef)2

Ii(1) ef

FP =Cosϕ1

FP = Ii (1) ef . cosϕ

√ (Ii (h) ef)2 + ∑ (Ii (h) ef)2

3.3.8 - Proteções contra harmônicas

Tendo concluído haver mais de 20 % de CNL na instalação e que os índices de harmônicas estão acima dos limites abordados no ítem 3.2.1.2, deve-se instalar indutores anti-harmônicas em série com os capacitores. Nesta condição utilize capacitores com tensão reforçada (redimensionar a potência do capacitor, conforme ítem 4.1.g.)

Dados fundamentais para a determinação do indutor antiharmônicas:

- Esquema unifilar elétrico atualizado de toda a instalação; - Indicação no esquema unifilar do(s) ponto(s) de medição das harmônicas; - Potência, tensão e freqüência do(s) capacitor(es);

- Espectro das harmônicas;

- Corrente, tensão e fator de potência de cada harmônica.

Proteção contra harmônicas:

Indutor Anti-harmônica: Protege os capacitores contra harmônicas e correntes de surto, porém as harmônicas permanecem na rede elétrica.

Filtro Anti-harmônica: Elimina uma harmônica específica da rede elétrica evitando assim problemas na instalação e nos equipamentos. Caso existam problemas com mais de uma harmônica, deve-se colocar um filtro individual para cada uma delas.

Cálculo da Freqüência de Ressonância

Deverá ser calculada para cada estágio do banco mais a correção do transformador, pois se for muito próxima da freqüência de alguma harmônica deverão ser instalados mais capacitores ou indutores anti-harmônica, conforme equação abaixo:

Onde :

fo é a freqüência da fundamental (50/60 Hz) fr é a freqüência de ressonância

Str é a potência aparente do transformador (kVA) Z é a impedância do transformador (Ω)

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