Engenharia Elétrica - Eletricidade Aplicada

Engenharia Elétrica - Eletricidade Aplicada

Etapa N° 3

• Aula-tema: Circuitos Monofásicos

Essa atividade, a ser realizada em grupo, é importante para que você possa aplicar o conhecimento adquirido em aulas teóricas da disciplina, bem como, consultando seu livro texto (PLT) ao final dessa etapa você, aluno, deverá estar apto a conhecer os circuitos monofásicos através de aplicações práticas, em especial, a correção de fator de potência.

PASSOS

Passo 1 – Leia com atenção a página eletrônica: http: //www.agais.com/elétrica.htm

Passo 2 – Responda as seguintes questões:

1. Como o fator de potencia pode influenciar na conta de energia elétrica?

Resposta: Não influência no âmbito doméstico . O fator de potencia (cos Fi) indica o quanto da energia é utilizada para realizar trabalho num circuito elétrico (potencia ativa). Quanto maior esse fator, maior o rendimento do circuito, já que mais energia é utilizada para realizar trabalho. A outra parte da potência elétrica, chamada de potencia reativa é utilizada para criar os campos elétricos e magnéticos em circuitos indutivo-capacitivos. Ela não gera trabalho. A potência total, chamada de potencia aparente, é a soma vetorial das potencias ativa e reativa. O medidor de energia elétrica mede apenas a potencia ativa, já que seu principio de funcionamento se baseia na medição de tensão e corrente, semelhante à um multímetro. Para tanto, se o fator de potencia for muito baixo, haverá uma grande dissipação de potencia reativa que não será medida pelo medidor. Em instalações residenciais, onde as cargas indutivas e capacitivas são pequenas, isso não costuma acontecer. Mas em instalações industriais, isso às vezes constitui um problema, sendo às vezes necessária a instalação de bancos de capacitores para aumentar o fator de potencia e diminuir a potencia reativa do circuito.

2. Qual o menor valor de referencia para fator de potencia estabelecido pela ANEEL?

Resposta: Através da resolução nº 456 de 29 de novembro de 2000 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), foi estabelecido por lei que o fator de potência mínimo deve ser 0,92. Sendo assim, todos os usuários de energia elétrica proveniente da rede elétrica de sua localidade, terão sua energia e/ou demanda reativa excedente cobrada em conta.

3. Descreva em linhas gerais como pode ser feita a correção do fator Potência?

Resposta:

• Manobra de capacitores

Na ligação de capacitores a uma rede ocorre um processo transitório severo até que seja atingido o valor

nominal de carga. Durante este processo, podem surgir picos de corrente elevados (“in rush”), em

freqüências na faixa de centenas até milhares de Hertz, exigindo muito dos dispositivos de manobra. Os

fatores determinantes para a amplitude da freqüência e das correntes de ligação são a capacitância dos

capacitores, reatâncias do circuito e o valor instantâneo de tensão, no instante da alimentação.

• Manobra de capacitores individuais

Na ligação de um capacitor de determinada potência, a corrente de ligação (“in rush”) é determinada

basicamente pela potência do transformador e pela impedância da rede em base a potência dos capacitores.

As solicitações para os dispositivos de manobra aumentam proporcionalmente com:

• o aumento da potência dos capacitores;

• o aumento da potência do transformador, com correspondente reatância de curto- circuito;

• a diminuição da impedância dos cabos;

• Manobra de bancos de capacitores

No caso de ligação de bancos de capacitores, por exemplo, os dispositivos de manobra, no momento da

ligação de um determinado estágio, estarão sujeitos a uma condição especialmente crítica, pois os

capacitores já alimentados, de outros estágios, representam uma fonte de energia adicional.

Os picos de corrente serão limitados pela impedância dos cabos e, em condições favoráveis, pela indutância dos capacitores e pelas indutâncias entre os vários estágios dos capacitores.

Passo 3 – Suponha que um sistema monofásico industrial possua uma demanda de 65KW de potencia ativa, 95 KVA de potencia aparente e FP indutivo. Calcule a capacitância do banco de capacitores para conectar-se em paralelo com o sistema de modo a elevar o fator de potencia resultante para um FP igual a 0,92 indutivo.

Cálculos:

P = S x cosθ arc cosθ Q = S x senθ

65 = 95 x cosθ arc 0, 68 Q = 95 x sen 47, 15°

Cosθ = 0,68 θ = 47,15° Q¹ = 69, 27 KVAR

P = S x cosθ θarc cosθ Q = S x sen θ

65 = S x 0, 92 arc 0, 92 Q = 70, 65 x sen 23, 07º

S = 70, 65 KVA θ = 23, 07º Q² = 27, 68 KVAR

Q = Q¹ - Q² Q = V² / XC

Q = 69, 27 – 27, 28 XC = 220² / 41, 29

Q = 41,29 KVAR XC = 1172,19 Ω

C = 1 / 6, 28 x f x XC

C = 1 / 6, 28 x 60 x 1172,19

C = 2,26 μF

ETAPA Nº 4

Transformadores

PASSOS

Passo 1 – Pesquise na internet sobre as diferenças entre transformadores com núcleo ferromagnético e transformadores com núcleo de ar. Utiliza