BANCO DE CAPACITORES

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Fator de Potência (FP) pode ser definido como sendo a relação entre a potência ativa e a potência aparente. Em um circuito puramente senoidal, pode-se dizer que o fator de potência é igual ao cosseno do ângulo entre a tensão e a corrente eficaz, ou ainda, o cosseno do ângulo entre potência aparente e potência ativa, conforme Figura 2.

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Figura 2 – Triângulo Retângulo de Potencias

- IMPORTÂNCIA DO BANCO DE CAPACITOR

- Correção do Fator de Potencia

A carga reativa provoca um efeito na corrente elétrica, defasando-a da tensão. Nessa situação consideramos o circuito como reativo.

O ideal é que a corrente nunca esteja defasada da tensão, porém, devido as características do sistema, isso é quase impossível, mas com o uso de capacitores podemos fazer com que essa defasagem seja a menor possível.

Baixos valores de fator de potencia são decorrentes de grandes quantidades de potência reativa. Essa condição resulta em aumento na corrente total que circula nas redes de distribuição de energia elétrica da concessionária e das unidades consumidoras, podendo sobrecarregar as subestações, as linhas de transmissão e distribuição, prejudicando a estabilidade e as condições de aproveitamento dos sistemas elétricos, trazendo diversos inconvenientes, tais como o aumento das perdas elétricas na instalação, quedas de tensão e subutilização da capacidade instalada.

A correção de fator de potência é usualmente realizada utilizando Banco de Capacitores fixos e/ou automáticos, na maioria das vezes são localizados nos alimentadores de distribuição ou nas subestações. Basicamente, aplicam-se Bancos de Capacitores fixos para condições de cargas leves e automáticos para cargas médias e pesadas.

- Correção de Tensão

O objetivo principal de um sistema de distribuição de energia elétrica é garantir a qualidade do fornecimento de energia aos consumidores. Desta forma a resolução da ANEEL, estabelece que é dever do sistema elétrico atender a níveis de tensão adequados, limite de 0,92 indutivo ou capacitivo, conectados em níveis de tensão inferiores a 69 kV, e 0,95 indutivo para as demais unidades capacitoras, sendo estes fiscalizados e sujeitos a multas.

As variações na tensão podem influenciar em diversos fatores: impossibilidade de utilização de equipamentos, queda de tensão em determinados horários, tensão elevada ocasionando a queima de equipamentos, distúrbios causados por consumidores adjacentes, entre outros. Entre os recursos utilizados atualmente pelas concessionárias de energia para manter os níveis de tensão em regime permanente nos sistemas de distribuição, tem-se a aplicação de Bancos de Capacitores.

- DIMENSIONAMENTO DO BANCO DE CAPACITORES

- Correção do Fator de Potencia

A ocorrência de energia reativa em circuitos elétricos sobrecarrega as instalações, ocupando uma capacidade de condução de corrente que poderia ser mais bem aproveitada para realizar trabalho útil. Isto é válido tanto para a concessionária que entrega a energia elétrica ao consumidor como também para o próprio consumidor em seus circuitos de distribuição.

Para cargas de sistemas de distribuição equilibrados, potência ativa e potência reativa e com tensões e correntes puramente senoidais, a simples aplicação do triângulo de potência pode ser utilizada para o cálculo da potência reativa do capacitor necessário para correção do Fator de Potência.

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Então, a potência reativa (kvar) da carga deve ser igual a:

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Portanto, para encontrar a potência reativa do capacitor, basta multiplicar a potência ativa da carga pelo valor de tgφ e subtrair esse valor da potência reativa atual da carga.

- Exemplo: Um circuito com potencia ativa de 144,16kW e potencia reativa de 89,02kVAr, e se considerarmos que o FP desejado seja 0,92, então o cálculo do capacitor necessário para correção, será:

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Correção de Tensão:

Sabe-se que a inserção de capacitores em um ponto da rede proporciona um ganho de tensão eficaz percentual, que pode ser calculado através da equação:

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Onde:

Elevação (%) – Incremento percentual de tensão eficaz;

kVAr – capacidade do banco de capacitor;

x – reatância do condutor;

l – distancia da fonte ao ponto de instalação dos capacitores (km);

kV – tensão nominal do poste de conexão do banco, em kV.

É possível calcular a capacitância necessária para obter o ganho de tensão desejado após o desenvolvimento da equação acima. Com isso teremos:

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Onde:

f – Frequência do sistema;

C – Capacitância em Faraday;

V – Tensão nominal fase-neutro do poste de conexão do banco.

- MODELO DE BANCO DE CAPACITORES

Características dos principais equipamentos que compõem um Banco de Capacitores:

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Figura 3 – Banco de Capacitores

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Figura 4 – Detalhes do Cubículo

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Figura 5 – Grades de Proteção

Capacitor: Exemplo de um Capacitor estático, monofásico 600kvar, 7960V, 60Hz, para instalação externa/interna e com resistores internos para descarga de 2,07 megaohms (+/-10%). Construído conforme NBR 5282/98.

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Figura