Alguns equipamentos como motores, transformadores, reatores de iluminação são as principais cargas de uma instalação elétrica responsáveis por consumir energia reativa. A relação entre a potência ativa, que é convertida em trabalho, e a potência total absorvida (potência aparente, em kVA) é chamado de Fator de Potência (FP). Este fator indica o quão eficaz o consumo de energia por parte da instalação ou de um equipamento em específico, sendo 1 o seu valor máximo, quando toda energia drenada da fonte é transformada em trabalho.
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) regulamenta que o Fator de Potência de uma instalação elétrica deve ser mantido o mais próximo possível do valor unitário, mas permite que o valor mínimo seja de 0,92. Se o FP estiver abaixo do valor mínimo, a conta de energia sofrerá um ajuste em reais. Além do ajuste na conta de energia, o baixo fator de potência cria outras situações indesejadas:
– Queda na capacidade dos alimentadores do sistema elétrica.
– Desgaste prematuro dos dispositivos da instalação elétrica.
– Aumento das perdas elétricas nas linhas de transmissão.
– Quedas de tensão nos circuitos de distribuição.
– Necessidade de superdimensionamento dos condutores e dispositivos de proteção.
– Mau funcionamento dos dispositivos de proteção.
– Aumento do consumo de energia.
As causas do baixo fator de potência também podem ser apontadas como:
– Motores trabalhando em vazio (sem carga).
– Motores superdimensionados.
– Fornos de indução.
– Reatores de baixo FP na instalação.
– Máquinas de solda.
– Transformadores operando a vazio.
Atividade 2)
O proprietário de uma pequena indústria metalmecânica da região contratou você para analisar as instalações elétricas da empresa, pois estava descontente com as multas pagas devido às condições de carga da sua fábrica. A tabela a seguir representa as principais cargas percebidas na análise da instalação trifásica. As cargas trifásicas são todas equilibradas e, logo, sua potência é distribuída igualmente entre cada uma das fases.
| Equipamento | Fases conectadas | Potência Total (kW) | Potência Equival. Monofásica (kW) | Fator de Potência | |
| 1 | Máquina de solda | A, B, C | 10,0 | 3,33 | 0,80 |
| 2 | Torno mecânico | A, B, C | 7,50 | 2,50 | 0,80 |
| 3 | Furadeira de bancada | A | 0,55 | 0,55 | 0,82 |
| 4 | Compressor | A, B, C | 3,90 | 1,30 | 0,82 |
| 5 | Iluminação 1 | C | 1,00 | 1,00 | 0,85 |
| 6 | Iluminação 2 | B | 0,50 | 0,50 | 0,70 |
Considere que a fonte de tensão trifásica é de 220 Volts Eficazes em 60 Hz entre fases (Tensão de linha).
2.a): Considerando o fator de potência de cada equipamento e a potência equivalente monofásica, determine a impedância na forma retangular (resistência e indutância) de cada Equipamento.
2.b): Assumindo que todos os equipamentos estão ligados, qual é a potência ativa (kW) de cada fase?
2.c): Ainda considerando todas as máquinas energizadas, qual é a corrente de cada fase?
2.d): Considerando a fase com o maior valor de potência aparente, determine qual o fator de potência desta fase.
2.e): Qual o valor da Potência Reativa da fase destacada no item b)?
2.f): A partir da potência encontrada no item f), qual seria a potência reativa (Qc) do banco de capacitores para que o Fator de Potência atinja 0,95?
2.g): Calcule a capacitância necessária para corrigir o fator de potência.
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