ARTIGO TÉCNICO
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Temper Portugal S.A. lmelo@grupotemper.com
compensação de energia {TÉCNICAS MODERNAS DE COMPENSAÇÃO DE ENERGIA REACTIVA}
A rede eléctrica é composta por um complexo conjunto de fontes, de distintos tipos de cargas ligadas, de diversas correntes que circulam a distintas frequências, variadas potências e quedas de tensão, etc... A evolução tecnológica das últimas décadas contribuiu para o aumento da potência consumida pelos utilizadores de energia eléctrica tanto em quantidade como em qualidade devido às características das cargas que a consomem. Antigamente associávamos a energia reactiva quase unicamente aos motores industriais. Hoje em dia, o problema assumiu dimensões muito maiores devido ao grande número de cargas diárias usadas quer na habitação, quer no terciário. Por fim, a combinação de elementos passivos (resistências, bobines e condensadores, com elementos semi-condutores (díodos, tríodos, tiristores..) que controlam hoje em dia a maior parte da energia eléctrica, geram e introduzem harmónicos na rede, adicionando maior problemática no que respeita à optimização do rendimento das linhas, das instalações e dos equipamentos. Hoje em dia, é imprescindível analisar e observar todos os parâmetros de qualidade da onda, no momento de eleger o sistema de compensação de energia reactiva mais adequado em cada caso. Com este guia, pretende-se “refrescar a memória” no que respeita a conceitos sobejamente conhecidos e quiçá introduzir outros não tão conhecidos, tendo em vista a redução do consumo de energia reactiva em máquinas, instalações e redes eléctricas da forma mais optimizada possível.
este curto período de tempo de escassos milissegundos (um ciclo de alterna corresponde a 20mseg a 50 Hz), a potência gerada é de sinal negativo, quer dizer, circula em sentido contrário, ou seja, da carga para a fonte. É precisamente essa energia de sentido oposto e carácter magnético, a que denominamos de potência ou energia reactiva. Este processo repete-se nas redes de corrente alterna a 50 Hz, na razão de 50 vezes por segundo. Produz-se, portanto, um ”ir e vir” constante e indesejado de correntes na rede que se traduzem em perdas. A figura seguinte descreve (dentro do rectângulo azul) o processo durante um ciclo de corrente alterna:
CONCEITOS BÁSICOS SOBRE ENERGIA REACTIVA A corrente absorvida da rede pelas máquinas e equipamentos eléctricos é composta de uma parte resistiva e outra reactiva. São muito poucas as cargas puramente resistivas que consomem uma corrente que está em fase com a tensão. Normalmente, a presença de cargas de carácter indutivo produz um atraso da corrente relativamente à tensão. De forma que, durante o mesmo ciclo alterno, tensão e corrente têm sinais distintos. Durante
Ciclo de corrente alterna, 50 ms
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Os condensadores não se devem conectar à saída de um variador de velocidade. Ambos poderiam sofrer danos devido às altas-frequências de comutação na tensão de saída do variador. Tão pouco se devem colocar à entrada do variador, devido aos transitórios que se geram na ligação. Recomenda-se que sejam instalados com um cabo a vários metros ou que sejam instaladas indutâncias entre os condensadores e o motor. O mesmo também se aplica aos arrancadores progressivos. No caso de compensação fixa de transformadores, para evitar ressonâncias e sobretensões em vazio, devemos corrigir a reactiva, não mais do que, 5 a 10% da potência nominal do transformador, sempre do lado da baixa tensão. Regulador de Reactiva
COMPENSAÇÃO AUTOMÁTICA DE INSTALAÇÕES Compensar individualmente cada motor ou cada transformador resulta na solução mais recomendável do ponto de vista técnico. Não sendo, no entanto, sempre viável do ponto de vista económico. No caso de instalações eléctricas com consumos variáveis e distintos tipos de cargas, etc., a solução actualmente mais utilizada é instalar uma bateria de condensadores automática. Estes sistemas dispõem de vários escalões capacitivos, ligados através de contactores especiais para esta aplicação, os quais são activados e desactivados segundo os comandos de um regulador de reactiva (relé varimétrico). Os reguladores de última geração dispõem de um microprocessador que avalia as necessidades de reactiva capacitiva da instalação, analisam as distintas alternativas/combinações, e seleccionam aquela combinação que põe em funcionamento os elementos até ao momento menos utilizados, para evitar o desgaste de uns condensadores relativamente a outros.
Estes reguladores dispõem além de controlo de THD (taxa de distorção harmónica) e temperatura, mediante o qual desligam de forma parcial ou total dos blocos capacitivos em caso de níveis perigosos de harmónicos ou temperatura, evitando assim a deterioração ou destruição dos condensadores. No que respeita a excussão pratica da montagem, alguns fabricantes dispõem de sistemas modulares, mediante o qual o instalador pode confeccionar o seu próprio sistema, montar e desmontar módulos de forma rápida e simples, assim com controlar futuras ampliações ou modificações do sistema.
Composição de uma bateria de condensadores em sistema modular - KOMBICAP da Koban