Energia Reativa

Sistema Elétrico Brasileiro:

1. Utilização de equipamentos mais eficientes;

2. Elaboração de leis que obriguem as empresas a fabricarem equipamentos com maior eficiência

3. Campanhas de Educação da população quanto ao uso da energia

4. Controle e manutenção do fator de potência das instalações,respeitando os limites estabelecidos por lei.

Medidas em Busca da Eficiência Energética

Continua e Alternada 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tensão

Chamamos de corrente alternada a uma corrente que muda periodicamente de sentido;

Uma representação gráfica de corrente ou tensão alternada chamamos de forma de onda;

A forma de onda mostra, as variações da corrente ou tensão alternada no tempo.

CORRENTE ALTERNADA

Circuito Resistivo Puro

Pt = V x I

Potência sempre positiva

Circuito Indutivo Puro

Pt = V(t) x I(t)

Pt = V(rms) x I(rms) x sen Φ

Circuito Capacitivo Puro

Pt = V(rms) x I(rms) x sen Φ

Pt = V(t) x I(t)

ANÁLISE DA POTÊNCIA EM C.A.

Em C.A. a Potência aparece sob três formas:

POTÊNCIA ATIVA (P): É a que efetivamente é utilizada para realizar umdeterminado trabalho já seja gerando calor, luz, movimento etc. Esta potência é medida em Kw

POTÊNCIA REATIVA (Q): é a potência usada apenas para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas (motores, transformadores, fornos de indução, etc.). É medida em kVAr. Esta circula constantemente entre a fonte e as cargas.Podem ser:•Potência Reativa Indutiva ou•Potência Reativa Capacitiva.

POTÊNCIA APARENTE (S): É a Potência Total de um circuito e engloba asduas anteriores.

P = POT. ATIVA Q= POT. REATIVA S = POT. APARENTE

POTÊNCIA ATIVA

• Potência que efetivamente realiza trabalho gerando calor, luz, movimento, etc.

• É medida em kW

POTÊNCIA REATIVA

Potência usada apenas para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas.É medida em kVAR

ENERGIA ATIVA E ENERGIA REATIVAAlguns equipamentos elétricos precisam de energia ativa (medidaem kWh) e energia reativa (medida em kVArh) para seu funcionamento.Apesar de necessária, a utilização da energia reativa deve ser limitada ao mínimo possível, pois ela não realiza trabalho efetivo, servindo apenas para magnetizar as bobinas dos equipamentos.O excesso de energia reativa exige condutores de maior secção etransformadores de maior capacidade

KVA² = (KW)² + (KVAr)²

Potencia Reativa(Magnetização)

S = P + Q

Potencia Aparente (Total)

Potência ativa

Triângulo de Potências

Legislação

A resolução n° 456, de 29 de novembro de 2000

Fixou o valor de referência para o fator de potência das instalações como sendo 0,92 indutivo ou capacitivo. Além disso, estabeleceu as regras para a medição e o faturamento para as instalações que apresentam valores de fator de potência abaixo de 0,92.Em outras palavras estabelece um nível máximo parautilização de reativo indutivo ou capacitivo, emfunção da energia ativa consumida (“kWh”).Por esse princípio, para cada “ kWh” de energiaativa consumida, a concessionária permite autilização de “ 0,425 kVArh” sem acréscimo no custo, seja esta indutiva ou capacitiva.Do mesmo modo estabeleceu os horários nos quais este tipo de Energia seria condicionada.

Legislação

Períodos de medição de energia reativa

( Controle)

Correção do Fator de

Potência1. Definição

2. Métodos

3. Localização da Correção

Fator de Potência

O que é o fator de potência ?

Pode ser entendido como um valor que reflete como a energiaestá sendo utilizada.

Para o funcionamento de determinadas cargas, p.ex. motor,são necessários dois tipos de potência: Ativa e Reativa.•Ativa para fazer o motor girar;•Reativa para permitir o giro do motor(magnetizar o núcleo).

FATOR DE POTÊNCIA ÍNDICE QUE MOSTRA A RELAÇÃO ENTRE A POTÊNCIA ATIVA E A POTÊNCIA APARENTE.

Indica a EFICIÊNCIA do uso da energia.

KWFATOR DE POTÊNCIA = --------------- KVA

Um alto fator de potência (mais próximo de 1,0) indica alta eficiência energética;

Um baixo fator de potência (mais distante de 1,0) indica baixa eficiência energética.

CAUSA DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

*Motores de indução trabalhando a vazio;

*Motores superdimensionados;

*Transformadores a vazio ou com pouca carga;

*Reatores de baixo fator de potência no sistema de iluminação;

*Fornos de indução ou a arco;

*Máquinas de tratamento térmico;

*Máquinas de solda; etc.

*Acréscimo na conta de energia elétrica por estar operando com baixo fator de potência;

*Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação;

*Quedas e flutuações de tensão nos circuitos de distribuição;

*Sobrecarga nos equipamentos de manobra limitando sua vida útil;

*Aumento das perdas elétricas na linha de distribuição pelo efeito Joule;

*Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores;

*Necessidade de aumento da capacidade dos equipamentos de manobra e proteção.

CONSEQÜÊNCIA DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

Fator de potência =0,65 Fator de potência =0,92

Potência Aparente Inicial Potência Aparente Inicial

 

Instalação poderá ter aumentos de carga em até 41 %

MÉTODOS DE CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA:

1. Através do aumento do consumo de energia ativa

2. Utilizando máquinas síncronas

3. Utilizando capacitores

BANCO DE CAPACITORES

Uma forma econômica e racional de se obter energia reativa Capacitiva necessária para a operação dos equipamentos é a instalação de bancos de capacitores próximos a esses equipamentos. Essa instalação de capacitores, porém,deve ser precedida de medidas operacionais que levem à diminuição da necessidade de energia reativa, como, por exemplo, o dimensionamento correto de motores e outras cargas indutivas ociosas ou superdimensionadas.Com os capacitores funcionando como fontes de energia reativa,a circulação dessa energia fica Circulando entre o Banco de capacitores e carga. não mais ocupando espaço na rede de distribuição das concessionárias de energia

Localização da Correção

Existem várias alternativas para a instalação de capacitores em uma instalação, cada uma delasapresentando vantagens e desvantagens. Nesse sentido, a escolha da melhor alternativa dependerá deanálises técnicas de cada instalação

Correção localizada: Instalação dos capacitores junto ao equipamento que se pretende corrigir o fator de potência. Representa, do ponto de vista técnico, a melhor solução, com as seguintes vantagens:

• Reduz as perdas energéticas em toda a instalação;

• Diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos;

Correção por grupos de cargas: O capacitor é instalado de forma a corrigir

um setor ou um conjunto de pequenas máquinas (<10 cv).

É instalado junto ao quadro de distribuição que alimenta esses equipamentos. Tem como desvantagem não diminuir a corrente nas alimentadoras de cada equipamento.

Correção centralizada das Cargas

•Uma compensação centralizada,pode ser supervisionada mais facilmente

•Ampliações futuras tornam-se mais simples

• A potência dos capacitores pode ser adaptada constantemente por aumento de potência da planta elétrica

•Considerando-se o fator de simultaneidade,geralmente a potência reativa necessária é inferior á potência necessária para a compensação das cargas individualmente.

MÉTODO: VANTAGENS : DESVANTAGENS:

Capacitores Individuais tecnicamente eficiente e eficaz

custo alto de instalação

Bancos Automáticos melhor para cargas variáveis;

prevenir sobre-tensão; baixo custo de instalação

custo mais alto do equipamento

Bancos Fixos mais econômico; poucas instalações

menos flexível; requer desligamento manual ou

timer.

Combinação o mais prático para grande número de motores

menos flexível

Estima-se que 10% da energiaproduzida é perdida da geraçãoaté o consumo final

Nos cabos de transmissão cercade 16% da potência éconsiderada reativa, gerandoperdas para a concessionária

As concessionárias

Conclusão :

Novo apagão???? Racionamento?? O apagão e o racionamentoocorridos nos anos de 2000 a2002, mostraram a fragilidadedos sistemas elétricos do Brasil Despertou-se uma consciênciade consumir com qualidade eprodutividade. Novos investimentos no setorelétrico evitam que tenhamosnovos apagões no Brasil

Muito Obrigado !!

Juan Adolfo

Sistemas Elétricos