BANCO DE CAPACITORES

UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP

ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Atividades Práticas Supervisionadas – 2° Semestre

BANCO DE CAPACITORES

Jundiaí

Maio / 2016

SUMARIO

1.        OBJETIVO        

2.        CAPACITOR        

2.1 POTÊNCIAS ATIVA, REATIVA E O FATOR DE POTÊNCIA        

3.        IMPORTÂNCIA DO BANCO DE CAPACITOR        

3.1        Correção do Fator de Potencia        

3.2        Correção de Tensão        

4.        DIMENSIONAMENTO DO BANCO DE CAPACITORES        

4.1        Correção do Fator de Potencia        

5.        MODELO DE BANCO DE CAPACITORES        

6.        INSTALAÇÃO DE DO BANCO DE CAPACITORES        

7.        REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        

 

1. OBJETIVO

O objetivo desse trabalho é informar a utilidade de um banco de capacitor que é utilizado para corrigir o fator potencial, evitando assim multas tarifárias de energia elétrica.

1. CAPACITOR

O capacitor é um componente elétrico que possui a propriedade de armazenar energia e devolvê-la ao sistema quando a fonte ao qual está ligado deixa de fornecer energia.

O capacitor é composto de placas condutoras separadas por um condutor dielétrico (semicondutor). Esse arranjo, quando submetido a uma diferença de potencial (tensão) tem a propriedade de armazenar energia, chamada de capacitância, que é medida em Farad (F).

O capacitor mais simples e mais fácil de estudar, que chamaremos de capacitor básico, é dado na Figura 1, duas placas metálicas retangulares planas e paralelas, de espessura desprezível, de dimensões a e b, separadas por uma distância d.

[pic 1]

Figura 1 – Capacitor básico

A igualdade fundamental do capacitor é a proporcionalidade entre a carga elétrica armazenada e a tensão aplicada:

q = C V

E a constante de proporcionalidade C é denominada capacitância do capacitor.

No Sistema Internacional, a unidade de carga elétrica (q) é o Coulomb (C) e a de tensão elétrica, o Volt. Portanto, a unidade de capacitância é o Coulomb por volt (C/V), que é denominada Farad (F). O Farad é uma unidade muito grande para a maioria dos valores usuais e quase sempre são usados os submúltiplos Microfarad (µF), Nanofarad (nF) e Picofarad (pF).

A tensão inicial que o capacitor fornece é a mesma tensão que ele está submetido, ou seja, o mesmo valor da fonte. Com o decorrer do tempo, o capacitor vai descarregando até zerar a sua tensão e a energia acumulada. É por esse motivo que não podemos considerar o capacitor como um equipamento desenergizado mesmo após da abertura das chaves fusíveis do banco de capacitores.

 

2.1 POTÊNCIAS ATIVA, REATIVA E O FATOR DE POTÊNCIA

Potência ativa (P) é a potência que efetivamente realiza trabalho gerando calor, luz, movimento, etc. Sua unidade de medida é o Watt (W). Para tensão e corrente senoidais, a potência ativa é a parte real da potência complexa. Para tensão e corrente periódicas não senoidais, a potência ativa é a soma das potências dos componentes contínuos dos componentes fundamentais e dos harmônicos.

Potência reativa (Q) é a potência usada apenas para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas. É medida em Volt Ampère reativo (VAr). Em regime senoidal, é a parte imaginaria da potência complexa, 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.

A potência total absorvida é chamada de potência aparente (S), sua unidade de medida é o Volt Ampère (VA). Pode-se dizer ainda que a potência aparente é o produto dos valores eficazes da tensão e da corrente, representam a relação entre as três potências (ativa, reativa e aparente), através de um triângulo retângulo, onde os catetos deste triângulo representam as potências ativa e reativa, sendo a potência aparente representada pela hipotenusa. O ângulo formado entre a potência aparente e a potência ativa, representa o ângulo de defasagem entre a tensão e a corrente, ou ainda, o ângulo de fase, sendo que este ângulo irá variar em função do tipo de carga alimentada.

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.

[pic 2]

Figura 2 – Triângulo Retângulo de Potencias

1. IMPORTÂNCIA DO BANCO DE CAPACITOR

1.  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.