Correção de fator de potência

Correção de fator de potência

(Parte 7 de 12)

fixo (kvar)

Qc é a potência reativa de cada estágio mais o banco

3.3.7 - Efeitos da Ressonância

Quando se tem harmônicas presentes na rede elétrica acima dos valores pré-estabelecidos anteriormente, corre-se o risco que ocorra ressonância série entre o trafo e o capacitor ou banco de capacitores ou ressonância paralela entre os mesmos e as cargas (motores, etc.). Nesta situação, usa-se indutores antiharmônicas em série com os capacitores, os quais evitam a ressonância do(s) capacitor(es) com todo o espectro de harmônicas que possa ser gerado. O fenômeno da resonância série ou paralela também pode ocorrer em instalações livre de harmônicas e com fator de potência unitário. Nesta condição, a impedância capacitiva, submetendo a instalação elétrica aos efeitos danosos da ressonância. Ressonância Série: é a condição na qual as reatâncias capacitiva e indutiva de um circuito RLC são iguais. Quando isso ocorre, as reatâncias se cancelam entre si e a impetância do circuito se torna igual à resistência, a qual é um valor muito pequeno. Ocorre entre o transformador de força e os capacitores ou banco de capacitores ligados num mesmo barramento. A ressonância série é a responsável por sobrecorrentes que danificam os capacitores e os demais componentes do circuito. Ressonância Paralela: baseia-se na troca de energia entre um indutor e um capacitor ligados em paralelo com uma fonte de tensão. Na condição ressonância paralela a corrente de linha é nula porque a soma vetorial das correntes no circuito "tanque" é zero. A tensão e a impedância resultante assumem valores muito elevados.

Manual Para Correção do Fator de Potência 13

Transformador

Ressonância série

Ressonância paralela capacitor cargas não lineares que produzem harmônicas

(Sobretensão máxima não deve ultrapassar a 10%. Tolerância por 8 horas contínuas a cada 24 horas).

(Sobrecorrente máxima não ultrapassar a 30% continuamente), onde:

relação entre a tensão do harmônico de ordem N e a tensão nominal (tensão RMS da rede) N =número de ordem do harmônico

Diagrama unifilar representando as ressonâncias: série e paralelo.

DHTt =∞ Σ(UHN / Un)2N=1

< 1,10

DHTi =∞ Σ(IHN / In)2N=1

< 1,30

3.3.6 - Medições Os instrumentos convencionais, tipo bancada ou tipo alicate, são projetados para medir formas de onda senoidal pura, ou seja, sem nenhuma distorção. Porém, devemos admitir que, atualmente, são poucas as instalações que não têm distorção significativa na senóide de 50/60 Hz. Nestes casos os instrumentos de medidas devem indicar o valor RMS verdadeiro (conhecidos como TRUE RMS), identificado no próprio instrumento.

UHN / Un =

Espectro de Freqüências Harmônicas

Entende-se por espectro de freqüências harmônicas um gráfico ou tabela da amplitude de tensão ou corrente em função das freqüências harmônicas. Geralmente tais amplitudes são apresentadas em percentuais ou em p.u. (por unidade) da amplitude da fundamental (freqüência da rede). Com as medições realizadas com analisador de harmônicas, pode-se obter os valores de sobretensão e sobrecorrente, de acordo com as seguintes fórmulas:

Diagrama Série-Paralelo

Obs:Quando se utilizam indutores anti-harmônicas, dispensa-se o uso de indutores anti-surto! fr = fo . ( ———) Z . Qc

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3.3.9 - Fluxograma da correção na presença de harmônicas

20% ou mais da carga total é compreendida por CNL*?

* Cargas Não Lineares

Limites de distorção harmônica total de tensão são inferiores a 5% e no espectro individual é inferior a3%?

A probabilidade de haver ressonância é alta!

Instalação de filtros L-C em derivação localizados junto as fontes harmônicas de porte e, sintonizados em série na freqüência harmônica perturbadora.

Se os capacitores produzirem ressonância para as harmônicas geradas, a sua localização ou parte podem ser alteradas para eliminar a ressonância, ou indutor anti-harmônica podem ser adicionado em série para dessintonizá-los na freqüência perturbadora de ressonância. Torna-se necessário o uso de capacitores com tensão reforçada.

É muito pouca a probabilidade de haver ressonância.

Recomendamos o uso de capacitores c/ tensão reforçada para garantir maior vida útil.

CAPACITORES

4 - CUIDADOS NA APLICAÇÃO DE a)Tensão elevada: - Junto a transformadores poderão ser submetidos a acréscimos de tensão nos períodos de baixa carga; - Harmônicas na rede (vide ítem 3.3.1);

- Ressonância paralela (vide ítem 3.3.7).

b) Corrente de Surto: - Manter a corrente de surto menor que 100 vezes a corrente nominal (vide ítem 3.2.9); - Tempo de chaveamento muito pequeno poderá elevar a tensão no capacitor, provocando danos (redução da vida útil).

c) Harmônicas na Rede Elétrica: - Evitar ressonância série (aumento da corrente) e ressonância paralela (aumento da tensão) (vide ítem 3.3.7).

d) Temperatura: - Não deve ultrapassar o limite máximo do capacitor.

- Máximo: 50o C;

- Média 24h: 40o C;

- Média anual: 30o C; conforme IEC.

e) Terminais do Capacitor:

ATENÇÃO! - Não utilizar os terminais das células para fazer interligação entre si, pois assim a corrente que circula nos terminais aumenta, aquece os terminais e provoca vazamento nas células.

4.1 - Interpretação dos principais parâmetros dos capacitores a) Temperatura de operação: São os limites de temperatura das células, montadas dentro dos capacitores. Não confundir com temperatura ambiente.

b) Máxima Tensão Permissível (IEC 831/1):

1,0 . Vn -Duração Contínua – Maior valor médio durante qualquer período de energização do Banco.

1,1 . Vn -Duração de 8h a cada 24h de operação (não contínuo) – Flutuações do sistema.

1,15 . Vn -Duração de 30 min a cada 24h de operação (não contínuo) – Flutuações do sistema.

1,20 . Vn -Duração de 5 min (200 vezes durante a vida do capacitor) – Tensão a carga leve.

1,30 . Vn -Duração de 1 min (200 vezes durante a vida do capacitor)

Obs: Causas que podem elevar a tensão nos terminais dos capacitores: - Aumento da tensão da rede elétrica;

- Fator de potência capacitivo;

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