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José Andrade Schneider Electric Portugal
compensação do factor de potência {E FILTRAGEM DE HARMÓNICAS}
Nos tempos actuais, a compensação de factor de potência é uma das medidas de eficiência energética a ser considerada e realizada. Sendo na maioria aplicada com o objectivo da não penalização do distribuidor de energia e ao mais baixo custo, não considerando o teor harmónico da instalação eléctrica e o tipo de compensação adequado. ENERGIA ACTIVA Todas as máquinas eléctricas alimentadas com corrente alterna transformam a energia eléctrica fornecida, em trabalho mecânico e calor. Esta energia mede-se em kWh e denomina-se por energia activa. Os receptores que absorvem unicamente este tipo de energia denominam-se por resistivos.
Esta mesma relação é estabelecida entre as potências ou energias activa e reactiva. O cos M indica a relação entre a potência activa e a potência aparente na harmónica fundamental ( H1), enquanto que o factor de potência é relativo ao valor total (H1+H2+H3+H4+H5+Hn) da instalação (os kVA que se podem consumir, como máximo). Por esta razão, o factor de potência indica o “rendimento eléctrico” de uma instalação (fig.1).
ENERGIA REACTIVA Certos receptores necessitam de campos magnéticos para o seu funcionamento (motores, transformadores...) e consomem outro tipo de energia denominada por energia reactiva. A razão é que este tipo de cargas (denominadas indutivas) absorvem energia da rede durante a criação dos campos magnéticos de que necessitam para o seu funcionamento e fornecem energia à rede durante o funcionamento dos mesmos. Esta transferência de energia entre os receptores e a fonte (fig. 1), provoca perdas nos condutores, quedas de tensão nos mesmos, e um consumo suplementar de energia que não é directamente aproveitada pelos receptores.
Figura 1 . Triângulo de potências.
CONSEQUÊNCIAS E CAUSAS DE UM FACTOR DE POTÊNCIA REDUZIDO O COS M E O FACTOR DE POTÊNCIA A ligação de cargas indutivas numa instalação provoca o desfasamento entre as ondas de corrente e de tensão. O ângulo M mede este desfasamento e indica a relação entre a intensidade reactiva (indutiva) de uma instalação e a intensidade activa da mesma.
› Perdas na Instalação As perdas de energia eléctrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado da corrente total I2xR. Como essa corrente aumenta com o excesso de energia reactiva, estabelece-se uma rela-
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compensação (bateria de condensadores e filtros) os condensadores devem ser sobrevoltados, aumentando assim o seu tempo de vida útil e a utilização de indutâncias anti-harmónicas. Neste caso, estaremos na presença de um circuito do tipo RLC. Como seleccionar o equipamento de corte e protecção (disjuntor) e a canalização de forma correcta: Para tal é necessário calcular a corrente consumida pelo equipamento de compensação, , isto para a harmónica fundamental. Para considerar todo o teor harmónico é aconselhável a multiplicar o resultado da equação anterior de acordo com a tabela seguinte:
Figura 8 . Coeficientes de dimensionamento de protecções na presença de harmónicas.
Se estiver na posse de informação detalhada do teor harmónico, THD I e U, poderá seleccioná-la de acordo com a tabela seguinte:
Figura 9 . Tabela de selecção de acordo com as taxas de distorção harmónica em corrente e em tensão, THD I e THD U.
Bibliografia recomendada › Electrical Instalation Guide - Schneider Electric › Harmonic mitigation; Solution handbook - Schneider Electric › Cadernos técnicos - Schneider Electric › Manuais de instalação de equipamentos Varset - Schneider Electric