WEG - correcao - do - fator - de - potencia - 958 - manual - portugues - br

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(Parte 1 de 8)

Manual para Correção do Fator de Potência

Motores | Energia | Automação | Tintas

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1 - Legislação Atual
1.1.2.1 - Fator de potência horário
1.1.2.2 - Fator de potência mensal
2 - Fator de Potência
2.1 - Conceitos Básicos
2.2 - Conseqüências e Causas de um Baixo Fator de Potência
2.2.1 - Perdas na Instalação
2.2.2 - Quedas de Tensão
2.2. - Subutilização da Capacidade Instalada
2.2.4 - Principais Conseqüências
2.2.5 - Causas do Baixo fator de Potência
2.4 - Vantagens da Correção do Fator de Potência
2.4.1 - Melhoria da Tensão
2.4.2 - Redução das Perdas
2.4. - Vantagens da Empresa
2.4.4 - Vantagens da Concessionária
2.5 - Definições
3 - Correção do Fator de Potência em Baixa Tensão
.1 - Tipos de Correção do Fator de Potência
.1.1 - Correção na Média Tensão
.2 - Projeto da Correção do Fator de Potência
.2.1 - Levantamento de Dados
.2.1.1 - Empresa em Operação
.2.1.2 - Empresa em Projeto
.2.2 - Determinação da Potência Reativa
.2. -Dimensionamento da Potência Reativa para a Correção do Transformador de Força
.2.4 - Cálculo da Capacitância do Capacitor
.2.5 - Cálculo da Corrente nominal do capacitor
.2.6 - Proteções Contra Curto-Circuito
.2.7 - Condutores
.2.8 -Dimensionamento da Potência Reativa para a Correção Localizada de Motores
.2.9 - Dimensionamento da Potência Reativa para Bancos Automáticos
. - Correção do fator de Potência em Redes com Harmônicas
..1 - Origem das Harmônicas
..2 - Classificação das Harmônicas
.. - Cargas não Lineares
..4 - Problemas Causados Pelas Harmônicas
..5 - Fator de Potência com Harmônicas
..5.1 - Fator de Potência Real
..5.2 - Fator de Potência de Deslocamento
..6 - Medições
..7 - Efeitos da Ressonância
..8 - Proteções contra harmônicas
4 - Cuidados na Aplicação de Capacitores

Índice 4.1 - Interpretação dos principais parâmetros dos capacitores ....................................................................................

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5 - Cuidados na Instalação de Capacitores
5.1 - Local da Instalação
5.2 - Localização dos Cabos de Comando
5. - Cuidados na Instalação Localizada
6 - Manutenção Preventiva
6.1 - Periodicidade e Critérios para Inspeção
7 - Principais Conseqüências da Instalação Incorreta de Capacitores
8 - Capacitores em Instalações Elétricas com Fonte de Alimentação Alternativa (Grupo Gerador)
9 - Aplicação de Contatores para Manobras de Capacitores

Índice

Anexo A: Tabela do Fator Multiplicador (F)
Anexo B: Tabela para Correção de Motores
Anexo C: Tabela para Correção de Motores - Linha Plus
Anexo D: Contatores CWM_C para Manobra de Capacitores-(AC-6b)
Anexo E: Tabela de Condução de Corrente de Fios e Cabos
Anexo F: Correção para Chave de Partida Direta sem Contator
Anexo F.A: Correção para Chave de Partida Direta com Contator
Anexo G: Correção para Chave de Partida Estrela-Triângulo I
Anexo H: Correção para Chave de Partida Estrela-Triângulo I
Anexo I: Correção para Chave de Partida Compensadora
Anexo J: Correção para Chave de Partida Estrela Série-Paralelo I
Anexo K: Correção para Chave de Partida Estrela Série-Paralelo I
Anexo L: Correção para Chave de Partida Direta com Reversão
Anexo M: Contatores Convencionais Para Regime AC-6b
Anexo N: Correção Fixa em Transformadores Weg Operando a Vazio

10 - ANEXOS Referências Bibliográficas ............................................................................................................................................

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Introdução

A Correção do fator de potência através, principalmente, da instalação de capacitores tem sido alvo de muita atenção das áreas de projeto, manutenção e finanças de empresas interessadas em racionalizar o consumo de seus equipamentos elétricos. Objetivando otimizar o uso da energia elétrica gerada no país, o extinto DNAEE (Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica), atualmente com a denominação de ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), através do Decreto Nº 479 de 20 de março de 1992 estabeleceu que o fator de potência mínimo deve ser 0,92.

Com o avanço da tecnologia e com o aumento das cargas não lineares nas instalações elétricas, a correção do fator de potência passa a exigir alguns cuidados especiais.

Este manual tem como objetivo dar orientação para uma correta instalação de capacitores, corrigindo efetivamente o fator de potência e proporcionando às empresas maior qualidade e maior competitividade.

A WEG possui uma ampla linha de capacitores, contatores especiais e fusíveis apropriados para a correção e em conformidade com as normas e padrões de qualidade nacionais e internacionais.

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1 - Legislação atual

Em conformidade com o estabelecido pelo Decreto nº 62.724 de 17 de maio de 1968 e com a nova redação dada pelo Decreto nº 75.887 de 20 de junho de 1975, as concessionárias de energia elétrica adotaram, desde então, o fator de potência de 0,85 como referência para limitar o fornecimento de energia reativa.

O Decreto nº 479, de 20 de março de 1992, reiterou a obrigatoriedade de se manter o fator de potência o mais próximo possível da unidade (1,0), tanto pelas concessionárias quanto pelos consumidores, recomendando, ainda, ao Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica - DNAEE - o estabelecimento de um novo limite de referência para o fator de potência indutivo e capacitivo, bem como a forma de avaliação e de critério de faturamento da energia reativa excedente a esse novo limite.

A nova legislação pertinente, estabelecida pelo DNAEE, introduziu uma nova forma de abordagem do ajuste pelo baixo fator de potência, com os seguintes aspectos relevantes : Aumento do limite mínimo do fator de potência de 0,85 para 0,92; Faturamento de energia reativa excedente; Redução do período de avaliação do fator de potência de mensal para horário, a partir de 1996 para consumi- dores com medição horosazonal.

Com isso muda-se o objetivo do faturamento: em vez de ser cobrado um ajuste por baixo fator de potência, como faziam até então, as concessionárias passam a faturar a quantidade de energia ativa que poderia ser transportada no espaço ocupado por esse consumo de reativo. Este é o motivo de as tarifas aplicadas serem de demanda e consumo de ativos, inclusive ponta e fora de ponta para os consumidores enquadrados na tarifação horosazonal.

Além do novo limite e da nova forma de medição, outro ponto importante ficou definido: das 6h da manhã às 24h o fator de potência deve ser no mínimo 0,92 para a energia e demanda de potência reativa indutiva fornecida, e das 24h até as 6h no mínimo 0,92 para energia e demanda de potência reativa capacitiva recebida.

1.1 - Excedente de reativo

1.1.1 - Forma de avaliação A ocorrência de excedente de reativo é verificada pela concessionária através do fator de potência mensal ou do fator de potência horário.

O fator de potência mensal é calculado com base nos valores mensais de energia ativa (“kWh”) e energia reativa (“kvarh”). O fator de potência horário é calculado com base nos valores de energia ativa (“kWh”) e de energia reativa (“kvarh”) medidos de hora em hora.

1.1.2 - Faturamento

1.1.2.1 - Fator de potência horário A demanda de potência e o consumo de energia reativa excedentes, calculados através do fator de potência horário, serão faturados pelas expressões:

onde :

FDR(P) = Faturamento da demanda de potência reativa excedente por posto tarifário.

DAt = Demanda de potência ativa medida de hora em hora.

DF(p) = Demanda de potência ativa faturada em cada posto horário.

FER(p) = Faturamento do consumo de reativo

TDA(p) = Tarifa de demanda de potência ativa excedente por posto tarifário.

CAt = Consumo de energia ativa medido em cada hora.

TCA(p) = Tarifa de energia ativa ft = Fator de potência calculado de hora em hora ∑ = Soma dos excedentes de reativo calculados a cada hora

MAX = Função que indica o maior valor da expressão entre parênteses, calculada de hora em hora. t = Indica cada intervalo de uma hora p = Indica posto tarifário: ponta e fora de ponta, para as tarifas horosazonais, e único, para a tarifa convencional. n = Número de intervalos de uma hora, por posto horário no período de faturamento.

1.1.2.2 - Fator de potência mensal: A demanda de potência e o consumo de energia reativa excedentes, calculados através do fator de potência mensal, serão faturados pelas expressões:

FER(p) =[ CAt . ( -1) ] TCA(p)n
n
FDR(p) = MAX (DAt) - DF(p) . TDA(p)
t=1
fm
FER = CA . (0,92 - 1) . TCA

FDR = (DM . 0,92 - DF) . TDA fm w.weg.net onde: FDR = Faturamento da demanda de reativo excedente. DM = Demanda ativa máxima registrada no mês (kW). DF = Demanda ativa faturável no mês (kW). TDA = Tarifa de demanda ativa (R$/ kW). FER = Faturamento do consumo de reativo excedente. CA = Consumo ativo do mês (kWh). TCA = Tarifa de consumo ativo (R$ / kWh). fm = Fator de potência médio mensal.

A Portaria nº 456, de 29 de novembro de 2000, estabelecida pela ANEEL, através do artigo 4, estabele-ce que o fator de potência da unidade consumidora do Grupo B (consumidores trifásicos atendidos em baixa tensão) será verificado pelo concessionário através de medição transitória, desde que por um período mínimo de 7 dias consecutivos.

2 - Fator de Potência

2.1 - Conceitos Básicos

A maioria das cargas das unidades consumidoras consome energia reativa indutiva, tais como: motores, transformadores, reatores para lâmpadas de descarga, fornos de indução, entre outros. As cargas indutivas necessitam de campo eletromagnético para seu funcionamento, por isso sua operação requer dois tipos de potência: Potência ativa: potência que efetivamente realiza trabalho gerando calor, luz, movimento, etc. É medida em kW.

A fig. 1 mostra uma ilustração disto. Potência Reativa: potência usada apenas para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas. É medida em kvar. A fig. 2 ilustra esta definição.

Resistência Lâmpada G

Fig. 1 - Potência ativa (kW)

G MOTOR Campo Magnético

Fig. 2 - Potência reativa (kvar)

Assim, enquanto a potência ativa é sempre consumida na execução de trabalho, a potência reativa, além de não produzir trabalho, circula entre a carga e a fonte de alimentação, ocupando um espaço no sistema elétrico que poderia ser utilizado para fornecer mais energia ativa. Definição: o fator de potência é a razão entre a potência ativa e a potência aparente. Ele indica a eficiência do uso da energia. Um alto fator de potência indica uma eficiência alta e inversamente, um fator de potência baixo indica baixa eficiência energética. Um triângulo retângulo é frequentemente utilizado para representar as relações entre kW, kvar e kVA, conforme a Fig. .

de Potência

2.2 - Conseqüências e Causas de um Baixo Fator

2.2.1 - Perdas na Instalação As perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado da corrente total (I2.R). Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma relação entre o incremento das perdas e o baixo fator de potência, provocando o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos.

2.2.2 - Quedas de Tensão O aumento da corrente devido ao excesso de energia reativa leva a quedas de tensão acentuadas, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a sobrecarga em certos elementos da rede. Esse risco é sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a rede é fortemente solicitada. As quedas de tensão podem provocar ainda, a diminuição da intensidade luminosa das lâmpadas e aumento da corrente nos motores.

Potência aparente (kVA) Potência ativa (kW)

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