O Fator de Potencia

RESUMO

Este trabalho aborda os métodos de correção de fator de potencia e distorções harmônicas utilizadas para se obter um ganho considerável na qualidade de energia de uma empresa. Esta que ao longo dos anos vem sendo bastante discutida. O Fator de Potencia é um assunto muito importante para área energética e de equipamentos eletrônicos, pois profissionais da área estão cada vez mais enfatizando seu trabalho com relação à correção de fator de potencia, que atualmente utiliza-se para obter melhor aproveitamento energético e também em aspectos ambientais, visto que precisemos de recursos renováveis e também controlar a utilização de recursos existentes, evitando possíveis problemas com falta de energia elétrica ou falha no processo de fornecimento de energia. Desta maneira, com o avanço tecnológico foram existindo processos de correção de fator de potencia juntamente com filtros de distorções harmônicas, que beneficiam as empresas para que se obtenha uma energia confiável estabilizada eletricamente e com um baixo custo operacional, e consequentemente não ocasione multas com excedentes de energias consumidas fora dos contratos de demanda. Seus problemas se dão pelas distorções das ondas senoidais, muito conhecidas como fator de potência e harmônicos, que com a montagem de um banco de capacitor e a utilização de fontes de alimentação ininterruptas, filtros de interferência eletromagnética e outros, podem-se corrigir boa parte destes problemas. A distorção harmônica trata-se de uma componente senoidal da tensão ou corrente alternada, com a frequência igual a um múltiplo da frequência fundamental. Quem gera essas distorções são os próprios equipamentos no instante do chaveamento (liga/desliga). No acionamento de motores inversores, capacitores ou iluminação, existe uma corrente de curto-circuito num intervalo de milésimos de segundos, fazendo com que todo o sistema seja afetado pelo sinal gerado naquele instante, pois eleva a tensão, a corrente e deforma a frequência. Estes distúrbios propagam-se por todo o circuito elétrico, até chegar a uma impedância baixa, capaz de sugar este sinal e restaura a linha de 60 hz.

Palavras-chave: Harmônicos. Fator de Potência. Correção de Fator de Potência. Banco de Capacitores

ABSTRACT

This work discusses the methods to correct the Power Factor and Harmonics Distortions, used to check the really gain of energy quality from a factory. For a long time, it has been much discussed. The power factor is a very important theme, to energy area and electronics equipments, because the professionals are increasingly inside their jobs with the correction of power factor, which actually has used this method for a better use of energy and ambient aspects, that needs of renewable resources and control the use of this contains resources, avoiding possible troubles with the low energy or any error on process of supplying energy. Thus, with the technology advance, was happening correct process of power factor, with the distortion harmonics filters, which agree the factories to get a confinable energy with the electrical stability and has a low operational cost and consequently doesn’t sire mulct with the exceed consume of energy out of time demand. Then problems are given for distortions of sinusoidal waves, very popular knew for power factor and harmonics, that with a construction of the capacitor bank and the use of interrupt supplies, interference filters of electromagnetics effects and another, can be correct much of these problems. The harmonic distortion it is a sinusoidal component of voltage or current alternate, with the frequency is same to multiple of fundamental frequency. These, when injected into an electrical system, appear many phenomenonwhich affect the energy supply, both in the energy quality as at operation of energy company and the own costumer. Who generate these distortions are the own devices at switching instant (power\off). At the inverter motors of actuation, capacitors, light places, appear a current of shorted between thousandths of seconds, doing with every system will be affect to a signal generated that instant because raises the voltage, the current and change the frequency. These disturbs propagate for all electrical circuit, until come a low impedance, able to suck this signal and restore the line of 60 Hertz.

Keywords: Harmonics. Power Factor. to correct the Power Factor. Capacitor Bank.

1 - INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA

No final da década dos anos 70, a situação da geração de energia no Brasil era bem diferente da atual. Este trabalho tem como objetivo explicar e demonstrar o que é fator de potência, e porque ele ocorre. Para melhor compreensão do leitor será falado sobre o que é o triângulo das potências explicando o que é cada uma das potências. A qualidade da energia atualmente tem sido alvo de muito interesse e discussão e nos últimos anos. Cada vez mais, plantas industriais têm descoberto que tem de lidar com o problema da falta de qualidade da energia elétrica. Distorção harmônica é um tipo de problema que surge na rede elétrica devido a vários motivos que serão vistos mais adianta. O grande problema é que algumas empresas têm um consumo excessivo de energia reativa o que prejudica a rede da empresa e da concessionária distribuidora de energia. Para solucionar esse problema é necessária a instalação de capacitores. Quando isso não ocorre por parte da empresa é necessário que a distribuidora de energia instale capacitores na rede de distribuição. Mas gera também uma multa que varia conforme o consumo de energia reativa.

Podemos classificar em três tipos de consumidores: o residencial, o comercial e o industrial. Numa residência as cargas eram resistivas, ficando em grande parte com os chuveiros e os ferros de passar roupa; em geral os equipamentos eletrônicos se resumiam a rádios e televisores. Atualmente, percebe-se um crescimento considerável em relação às residências já possuírem uma grande demanda de equipamentos eletroeletrônicos, tais como micro-ondas, computadores, televisores, ar condicionados, entre outros.

Com esse aumento, tais equipamentos comprometem a distorção da forma de onda de tensão e corrente, ocasionando a geração de frequências harmônicas. Já nos setores comerciais e industriais por causa do grande consumo de energia, os problemas são maiores e afetam toda a rede. Assim, foram criadas várias normas regulamentadoras, para que cada consumidor industrial possa utilizar somente a carga que contratou protocolada com contratos