CONSUMO EFICIENTE: O USO DO CONTROLADOR DE DEMANDA.





CONSUMO EFICIENTE: O USO DO CONTROLADOR DE DEMANDA.



A energia consumida seja em residências, indústria ou comércio, é medida com a utilização de critérios pré-estabelecidos pela concessionária, que seria a companhia de fornecimento responsável por entregar esse serviço aos clientes. Sendo a energia uma espécie de mercadoria comercializada, torna-se importante conhecer não apenas os hábitos de uso da mesma como entender o gerenciamento da entrega, proporcionando a melhor compreensão do investimento necessário para que ela seja fornecida de modo adequado.


É aí que avaliamos as duas partes interessadas (consumidor e concessionária) levando em conta o fundamento principal que refere-se a custo de manutenção do sistema elétrico.
Os instrumentos que têm como função medir e faturar a energia e a demanda foram evoluindo progressivamente, tornando-se bastante práticos. Campanhas pela redução de consumo tentam conscientizar as pessoas de que é necessário fazer a utilização eficiente da energia, evitando desperdícios. 


A crise energética do Brasil ocorrida após o ano 2000 foi o principal fator que contribuiu para ajustar esse pensamento. Sabemos também que as reservas hídricas mundiais um dia podem tornar-se escassas, o que conduz ao emprego de fontes alternativas de energia como válvula de escape. As companhias energéticas de fornecimento realizam a cobrança de multas aplicadas ao consumidor final caso haja a ultrapassagem do valor de demanda contratada. Lembrando que demanda e consumo são dois conceitos distintos a serem avaliados a seguir.



CONCEITO DE DEMANDA





Resolução 456 da ANEEL no Art. 2º§ VIII traz o seguinte conceito: “Demanda é a média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de tempo especificado”. Esse intervalo de tempo (ou período de integração) corresponde no Brasil a 15 minutos. Durante um mês, considera-se portanto a seguinte expressão:





As medições realizadas utilizam métodos síncronos (mais utilizados) e assíncronos. A medição síncrona fornece a quantidade de energia ativa presente na instalação em determinado intervalo de tempo, o qual varia entre 15 e 60 minutos. 



Todas as concessionárias em nosso país e no mundo inteiro utilizam este método. Consiste em medir a energia média consumida a cada intervalo de 15 minutos, não existindo em sua totalidade instantes antes do fechamento do ciclo de pulsos integrados (lembrando que a energia movimenta-se através de sinais elétricos que assumem esse formato).


DEFINIÇÃO DE CONSUMO ENERGÉTICO

Importante não confundir consumo energético e demanda, onde a principal diferença existente concerne aos custos individuais observados. A demanda corresponde a estrutura de geração e transmissão de energia, mantida pela concessionária e disponibilizada ao consumidor. É celebrado um contrato que prevê a entrega de energia ao cliente, sendo que ele paga à companhia energética um valor de manutenção dessa estrutura e compromete-se a não ultrapassar a quantia contratada (caso isso ocorra será penalizado com pagamento de multas). Cabe à concessionária garantir sobretudo a confiabilidade do sistema que realiza a entrega do serviço.


Consumo representa a quantidade de energia ativa utilizada na prática. Ele é medido conforme a potência das cargas e o tempo de utilização, tendo como unidade fundamental o kWh (quilowatt-hora) onde:



E = Potência x Tempo
E → Energia consumida (kWh)
Potência → Medida em kW numa instalação, de acordo com sua capacidade
Tempo → Medido em horas, é o período de consumo registrado

CONTROLADOR DE DEMANDA

O controlador de demanda é um equipamento eletrônico destinado a manter o valor de demanda ativa em uma unidade consumidora sob valores pré-estabelecidos com base nos limites de contrato e atuando se necessário sobre algumas cargas na instalação. Esse dispositivo muitas vezes é capaz de controlar também o fator de potência, tornando estável o aproveitamento da energia recebida pelos equipamentos, além do consumo que é a utilização da corrente obtida por meio de conexão à rede elétrica, gerada pela tensão que alimenta.



Controlar a demanda proporciona redução no consumo energético, beneficiando assim aos consumidores em geral e torna-se fundamental às concessionárias que precisam operar de modo a garantir um fornecimento de energia quase ininterrupto e com boa qualidade.

 TIPOS DE CONTROLADORES DE DEMANDA

Convencionais: Atuam de forma prematura ou intermitente dentro do intervalo de integração (deslocamento dos pulsos elétricos) utilizando medição por média móvel e controle por níveis (on/off) ou ainda por controle de projeção simples. Dessa forma pode retirar uma carga mesmo que ela não interfira diretamente na ultrapassagem do valor que corresponde a demanda, tendo que ser bem programado para evitar atuação desconforme.



Inteligentes: Atuam de modo mais refinado, dando margem à demanda para que essa naturalmente caia, postergando ao máximo sua influência no controle sobre a mesma. Utilizam método de medição preditivo mais elaborado, portanto são mais confiáveis e por conseguinte eficientes.

MÉTODOS DE CONTROLE ADOTADOS

O método de medição e controle de um controlador de demanda é o fator mais importante que justifica o grau de precisão desse utilitário. Dividem-se em: janela móvel, retas de cargas ou retas inclinadas e preditivo adaptativo.


Algoritmo de Janela Móvel: Método aplicado aos primeiros controladores microprocessados que utiliza processamento “first-in first out” (o primeiro que entra é o primeiro que sai) com a divisão da janela de 15 minutos (intervalo de integração) em compartimentos. Cada compartimento armazena a quantidade de pulsos de energia contabilizada no tempo correspondente a 1 minuto, relativo a sua dimensão. 


A demanda observada consiste na média referente aos valores obtidos durante o intervalo padrão de 15 minutos a considerar. Esse algoritmo assíncrono (ao contrário da concessionária que utiliza pulso de sincronismo para armazenar dados na memória de massa em seus controladores), reflete acontecimentos passados e não aponta nenhuma tendência sobre o que poderá ocorrer com a demanda em condições normais de funcionamento da instalação no futuro.


Método de Retas de Cargas ou Retas Inclinadas: Algoritmo baseado em uma regra de três que considera como variantes: o número de pulsos acumulados em determinado intervalo de tempo, o tempo transcorrido aí e o tempo total do intervalo (padrão de 15 minutos conforme já sabemos). Método síncrono que se ajusta às configurações da concessionária, porém impreciso. Por ser lento à medida em que toma decisões de forma atrasada, observa-se que mesmo quando necessário identificar uma demanda de ultrapassagem ou ainda se ela cai evitando assim a interferência sobre cargas desnecessariamente, apresenta uma inadequação provocada por leituras errôneas no início de cada intervalo.



Método Preditivo Adaptativo: Esse método trabalha de forma preditiva, aonde ocorre o sincronismo dos pulsos elétricos, considerando o marco inicial como sendo o valor de tempo zero (início do intervalo em que ocorre a integração, no interior do qual a demanda é projetada) e conhecendo previamente a potência da carga que será utilizada. Desse modo podemos afirmar que a medição aqui realizada estará devidamente sincronizada com a concessionária. Pode atuar também de forma adaptativa.


No método de controle preditivo, existem variantes que definem a eficiência do controlador em termos de chaveamento das cargas conforme sua frequência. Um ajuste condiciona o funcionamento ao desligamento ou acionamento das cargas controláveis, cujo desempenho está relacionado a isso. Outro ajuste modula a carga antes de encerrar o intervalo de integração estipulando assim a demanda máxima que se pretende obter. 


O algoritmo atua de forma inteligente e consegue adaptar-se às condições operacionais e de processo, permitindo a realização do controle adaptativo mediante as circunstâncias apresentadas.


Seja qual for a situação apresentada a nível de verificação, as cargas podem ser influenciadas por variáveis elétricas ou de processo e ainda operar sob condições pré-configuradas pelo usuário. Isso determina com que prioridade irão atuar os controladores sobre a operacionalidade dessas cargas manipuladas.

CONCLUSÃO

Em suma torna-se fácil atingir objetivos de economia utilizando o controlador de demanda, a nível industrial ou comercial. Consumidores que se enquadram na tarifa horo-sazonal verde ou azul são os principais interessados na utilização desse equipamento que causa uma redução significativa dos valores pagos mensalmente em suas contas de luz. 


Temos como exemplo uma instalação predial com três aparelhos de ar-condicionado em que optando-se por utilizar um controlador de demanda adaptativo, observaríamos uma retirada de carga que considera o critério básico como sendo a escolha pela atuação mais adequada dela ou a temperatura do ambiente refrigerado. 


Assim consegue-se o ajustamento às recomendações do governo através da ANEEL, que cada vez mais tem estimulado a redução de consumo tão importante e porque não dizer, fundamental.


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Qual a diferença entre HP e CV?



Qual a diferença entre HP e CV?

Ao folhear revistas automotivas ou o manual de algum automóvel você pode se deparar com a expressão ”cavalo-vapor” para dizer respeito a valores de potência. Mas caso este automóvel não seja nacional, esta informação pode vir denominada de “horse power”, também se referindo a potência. Nestes casos, muitos usuários podem ficar perdidos ou om dúvidas sobre o que essa informação realmente significa. Outras pessoas acham que essas duas formas de medida são iguais, mas não é bem assim.

Em primeiro momento, falar que a expressão “cavalo-vapor” é usada para exprimir potencia mecânica, pode parecer absurdo. Porém, esse termo foi criado em um contexto histórico em que as pessoas tinham pela primeira vez algo diferente de tração animal para realizar as suas atividades. Isso foi quando James Watt construiu uma máquina a vapor, e para quantificar a potencia de trabalho, ou o desempenho de trabalho desta máquina ele usou como comparação cavalos, que eram a fonte de tração animal usada na época. Ele observou o desempenho de cavalos que trabalhavam em minas de carvão, e os números deram certo. Se pudéssemos medir o desempenho de um cavalo em uma esteira, seria de 745,7 watts de potencia, o que é 1 HP.



HP X CV
Em eletricidade tanto HP quanto CV são utilizados para expressar a potência dos motores elétricos, ambos são unidades de potência mecânica que para ser corretamente utilizadas nos cálculos elétricos necessitam ser convertidos para potência elétrica.
Ao contrário do que muitos pensam, HP (horse-power) não é simplesmente uma tradução de CV (cavalo-vapor). Em uma motocicleta nacional, por exemplo, a potencia geralmente vem em CV, mas em uma motocicleta importada a potencia pode vir expressa em HP. As duas formas são medidas diferentes, apesar de representarem a mesma grandeza. No Sistema Internacional, a unidade que representa a potencia é o Watt (W), mas devido a divergências nos sistemas de unidades dos países de origem a potencia pode ser expressa em HP ou CV.

Para facilitar a interpretação dos dados de placa de máquinas e motores temos:
1 CV = 735,5 W e 1 HP = 745,7 W
Ou seja: 1 CV = 0,9863 HP e 1 HP = 1,0139 CV.

Bastante semelhantes, principalmente em comparação numérica. Uma motocicleta de 50 HP possui 50,6 CV.


Neste contexto o uso das unidades HP e CV serão utilizadas para a quantificação e projeção mecânica de maquinas que trabalham com motores e e para a quantificação de sistema elétrico é necessário uma conversão para a unidade de potência elétrica.

Em motores elétricos é bastante comum imaginar que a potência mecânica expressa em HP ou CV teria uma relação direta com a velocidade de giro do motor e essa afirmação é falsa, as características de giro de um motor elétricos estão associado ao outras características do motor como o numero de polos e ou a frequência da rede elétrica (para motores ligados em corrente alternada). A quantidade de potência mecânica está associada principalmente ao torque que um motor pode exercer.

O entendimento desta grandeza e sua conversão de unidades é muito importante no estudo de motores elétricos e mesmo os de combustão.




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Como testar capacitor com multímetro digital?




Como testar capacitor com multímetro digital?

Os capacitores são dispositivos que conseguem armazenar energia elétrica, e são bastante utilizados em circuitos eletrônicos como também em auxilio a partida de motores elétricos monofásicos e bifásicos. Quando esses tipos de motores param de funcionar, a primeira coisa que vem na cabeça de um eletricista é que o capacitor pode estar danificado, impossibilitando a partida motor. Assim será mostrado aqui, como saber se o capacitor esta funcionando corretamente, utilizando o multímetro digital para realizar os testes.
Os capacitores utilizados em circuitos eletrônicos também poderão ser testados da mesma maneira que os capacitores para motores. Iremos utilizar como exemplo, os capacitores utilizados em motores.



Na utilização em motores por exemplo os capacitores são utilizados de duas maneiras, em uso permanente ou instantâneo. No modo permanente, o capacitor auxiliar na partida do motor, e continua funcionando em conjunto com suas bobinas. Já no modo instantâneo o capacitor é associado a uma chave centrifuga, que quando o motor é ligado essa chave espera o motor atingir uma velocidade estável e depois de atingida, ela interrompe o circuito, desligando o capacitor.

O auxilio na partida de motores monofásico se faz necessário porque a interação entre os campos magnéticos não é capaz de impulsionar o rotor do motor, então os capacitores adiantam a corrente geralmente em 90° da tensão, garantindo um campo magnético capaz de mover o rotor, quebrando sua inércia.

Após esta introdução básica sobre os capacitores eletrolíticos de motores, podemos iniciar os procedimentos para os testes no capacitor. Com o multímetro é possível fazer dois testes, o de curto circuito interno, como também se o capacitor esta armazenando energia elétrica.
Siga abaixo alguns equipamentos que são necessários:




·         Multímetro digital com escala de resistência de 20 MΩ
·         Capacitor eletrolítico
·         Chave de fenda ou resistor de 100 Ω

Teste de curto circuito



1º passo: Antes de tudo é necessário conferir se o capacitor esta totalmente descarregado, assim para tal certificação, basta realizar um curto circuito entre seus terminais utilizando uma chave de fenda. Para capacitores em que o valor de tensão seja alto, é recomendado utilizar um resistor para que essa energia armazenada seja dissipada em forma de calor.

2º passo: Utilizando a escala de continuidade do multímetro, coloque as pontas de prova nos terminais do capacitor, se der continuidade quer dizer que o capacitor esta em curto circuito interno implicando que o capacitor esta danificado. Mas se o multímetro não identificar continuidade, quer dizer que ele não esta danificado por este motivo.

3º passo: Coloque no multímetro a escala de resistência e coloque o valor da resistência para o menor valor, sendo 200 Ω, em seguida coloque as pontas de prova nos terminais do capacitor e confira se o valor da resistência começa com valor negativo e vai mudando para o valor positivo, se não acontecer isso, inverta a posição das pontas de prova nos terminais. Se mesmo assim o valor não mudar, troque a escala de resistência para um valor maior, sendo 20 MΩ, coloque as pontas de prova e confira se o irá mudar. Se houver a variação da resistência o capacitor não esta em curto, e ele pode ser carregado. Caso for realizado o teste novamente, é necessário que se inverta a posição das pontas de prova, devido à polarização do capacitor.

Teste para saber se o capacitor esta carregando.


1º passo: Faça o curto circuito novamente para liberar qualquer resto de energia elétrica que esteja armazenada no capacitor.

2º passo: Coloque o multímetro na escala de continuidade, e coloque as pontas de prova nos terminais do capacitor e espere alguns segundos para que ele possa ser carregado. O multímetro oferece uma tensão contínua de aproximadamente 3 V nas pontas de prova, o que possibilita que o capacitor seja carregado.

3º passo: Após o 2º passo, troque a escala do multímetro para tensão contínua na opção de 20 Vcc. Coloque as pontas de prova nos terminais do capacitor e confira se irá aparecer o valor da tensão no display, se aparecer o valor da tensão quer dizer que ele esta funcionando.

Estes teste simples podem lhe dar um diagnóstico geral do capacitor demonstrando algumas das falhas possíveis, é importante entender que ter um capacímetro para realizar ainda o teste da capacidades de armazenamento é interessante para lhe proporcionar ainda mais uma informação do capacitor.

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ESTUDANDO O FUNCIONAMENTO DOS MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICO.




ESTUDANDO O FUNCIONAMENTO DOS MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICO.


Histórico e Funcionamento da Máquina de Indução Trifásica.
As máquinas revolucionaram o mundo, trazendo modernidade quando utilizadas na indústria. Um inventor austríaco chamado Nikola Tesla, resolveu em torno de 1880 estudar o campo girante aplicando sua teoria sobre ele. Com isso surgiu a máquina de indução (modelo particular das máquinas de corrente alternada), sendo esta financiada originalmente por George Westinghouse.

Tal descoberta impulsionou a Revolução Industrial, tornando-se o principal tipo de conversor eletromecânico utilizado devido ao sistema de alimentação encontrado com maior frequência ser em CA ou corrente alternada (por exemplo, a rede elétrica de fornecimento que abastece nossas residências). Significa portanto que essa máquina converte energia elétrica em energia mecânica, princípio de funcionamento do motor, o que justifica sua utilização em diversas aplicações.
Podemos citar inúmeras vantagens relativas aos motores de indução. Estes costumam ser empregados nas situações em que se verificam potências pequenas ou médias, até mesmo quando a variação de velocidade não for necessária. Também chamados motores assíncronos, eles são robustos, possuem custos de produção e manutenção pequenos além de vida útil longa. Exemplos de aplicação: ventiladores, compressores, elevadores, bombas, etc.

 TIPOS DE MOTORES DE INDUÇÃO (ASSÍNCRONOS)

Os motores de indução variam de acordo com sua constituição básica. Formados essencialmente por um estator (parte fixa que recebe a alimentação da rede elétrica em seus condutores) e um rotor (parte girante que está ligada ao eixo o qual aciona uma carga mecânica, sob o efeito do campo magnético produzido pela alimentação das bobinas de armadura ou do estator).
Os tipos de motores de indução conhecidos são: rotor em gaiola “bifásico” e rotor bobinado (anéis). Ou seja, essa classificação varia segundo a forma que assume a peça conectada ao eixo girante (na verdade o rotor) e como estejam distribuídas suas bobinas.
Rotor em gaiola de esquilo (bifásico): Esse rotor apresenta um núcleo ferromagnético laminado com ranhuras em que se encaixam as barras condutoras que o integram, sendo estas curto-circuitadas por anéis coletores nas extremidades. Podem ser monofásicos (exigem dispositivo de partida, sendo o conjugado motor nulo em condições iniciais de funcionamento) e trifásicos que por serem mais práticos, costumam ser utilizados com maior frequência.



Rotor Bobinado (anéis): Motores trifásicos cujas bobinas a eles associadas estão conectadas a uma resistência variável e trifásica (ligação estrela ou Y), pois a corrente de partida é alta e deve ser controlada. Sendo a resistência variável inicialmente o seu valor é máximo, passando a diminuir com o movimento do rotor até atingir a plena carga (condição em que é estabelecido o curto-circuito e essa resistência torna-se nula).



MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICO – PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO.


Finalmente, as máquinas alimentadas em sistema alternado trifásico apresentam-se como sendo ideais a qualquer aplicação. Suas vantagens proporcionam garantia de satisfação quanto ao uso, principalmente pela sua vida útil ser extensa. 

Motores de indução seriam portanto equipamentos vitais ao funcionamento de nossos aparelhos eletrodomésticos, sem os quais não disporíamos da utilidade que eles costumam nos proporcionar.




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Chaves Para Eletrônica – Ferramentas.





Chaves Para Eletrônica – Ferramentas.

Neste artigo vou falar de chaves, mas as chaves que são ferramentas, chave de fenda, chave phillips entre outras. Uma chave de boa qualidade faz a diferença, primeira em deixando as cabeças dos parafusos intactas, sem danificar espanado-as e também em tornar mais rápido e fácil a retirada do parafuso.


Comprar ferramentas baratas é comprar duas vezes ou mais, ou seja gastar em dobro. Abaixo vou mostrar os tipos mais comum de chaves e parafusos usados em equipamentos eletrônicos.
Chaves Para Eletrônica



Acima as principais chaves usadas na eletrônica e abaixo uma breve descrição de cada uma.

Chave de Fenda






chave de fenda é o tipo de cabeça de parafuso mais antiga, mais utilizada e popular no Brasil e no mundo .  A ponta da chave é composta de uma lâmina plana, a desvantagem é que a chave de fenda pode escorregar quando submetido a um forte torque durante o aperto ou soltura do parafuso.
Atualmente tem sido deixada de lado e quase abandonada na eletrônica,  mas entre as aplicações ainda amplamente usada são em aparatos de madeira como móveis e aparelhos elétricos.

Chave Phillips





chave Phillips é a mais usada na eletrônica, e em outras áreas, a ponta da cabeça do parafuso é composta em formato de cruz , ou seja, duas ranhuras em 90 graus em relação um ao outro. A chave Phillips requer menos força para girar o parafuso em relação ao parafuso de fenda, com isso a integridade da cabeça é mantida e o dano acontece mais na ponta da chave.

Chave Torx






chave torx apesar de bem conhecida pelos técnicos em eletrônica é ainda uma cabeça de parafuso desconhecida pelos iniciantes e hobbystas. Esta cabeça de parafuso torx tem um padrão em forma de estrela de seis pontas, tem uma resistência mecânica ainda muito melhor do que os parafusos de cabeça Philips.


O parafuso torx é muito usada em aplicações nas telecomunicações, eletrodomésticos, automóveis entre  outras áreas. Existe também a versão chamada torx 2,  torx de Segurança ou torx inviolável que ​​tem uma pequena quia, e a chave um orifício, com isso que se encaixa melhor uma a outra evitando ainda mais deslises.

Existem dezenas de variações de chaves torxs, como a  torx Plus entre outras.

Chave Allen




chave Allen é bem conhecida, muito usada em mecânica, principalmente automotiva, mas também é usada na eletrônica. Ela é muito parecida com a torx, podendo em certos casos uma substituir a outra, só não é aconselhável.
A Allen tem em seu parafuso um orifício hexagonal, a ranhura tem seis lados que formam um ângulo de 120 ° entre si.  A chave tem seis lados e produz um torque excepcional.

Este é um artigo simples sobre chaves, existem centenas de tipos, aqui só estão as principais usadas na eletrônica.


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CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA: USO DO BANCO DE CAPACITORES.




CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA: USO DO BANCO DE CAPACITORES.

Um conceito amplamente discutido e motivo de inúmeros debates entre profissionais da eletricidade, consiste na forma de aproveitamento da energia consumida pelas cargas em determinada instalação, também chamada fator de potência

O sistema da concessionária provê a distribuição da energia aproveitada para a realização de trabalho útil (potência ativa, medida em kW) e a energia que não realiza trabalho e serve apenas para magnetizar bobinas em motores e transformadores (potência reativa, medida em kVAr). O cliente industrial através de contrato estabelecido junto à companhia energética de sua cidade, recebe energia tanto ativa como reativa, sendo a última trocada com o sistema elétrico.


CONCEITO DE FATOR DE POTÊNCIA    
Normalmente em circuitos de corrente alternada (CA) contendo característica resistiva, dizemos que a tensão e corrente existentes encontram-se em fase. Isso significa que o comportamento das ondas que identificam essas grandezas é o mesmo ao longo de um ciclo, determinado pela frequência com que tal movimento se repete de modo completo. Porém se no circuito existem cargas indutivas ou capacitivas, tais elementos armazenam energia e a devolvem à fonte (rede elétrica da concessionária) posto que não é realizado trabalho útil nesse caso. Logo, teremos um fator de potência considerado baixo e uma corrente maior será necessária para realizar o mesmo trabalho que num circuito com alto fator de potência.
O fluxo de potência é definido por 3 componentes então:
Potência Ativa (P): energia que aciona cargas resistivas e transformada em trabalho útil. Sua unidade de medida é o kW (quilowatt).

Potência Reativa (Q): energia armazenada por componentes indutivos e capacitivos e que não realiza trabalho, pois é devolvida à fonte após gerar campo elétrico ou magnético. Sua unidade de medida é o kVAr (quilovolt ampère reativo).
Potência Aparente (S): vetor resultante que apresenta duas componentes que são as potências ativa (P) e reativa (Q). Sua unidade de medida é o VA (Volt-ampère).



Triângulo de Potências mostrando as componentes da potência aparente (S)
Quando as ondas de tensão e corrente são senoidais, esse triângulo acima representa a relação entre as potências aonde P é a componente horizontal de S e Q a componente vertical.



Sendo o  definido como fator de potência. Então Fator de Potência (FP) seria um índice que mede a eficiência de um circuito na utilização da energia consumida. Em outras palavras consiste na quantidade de energia aproveitada pela carga, oriunda do fornecimento. Essa grandeza assume qualquer valor entre 0 (zero) e 1 (um). Sendo 0, toda energia que chega a carga será devolvida à fonte. Sendo 1, toda energia enviada pela fonte será consumida pela carga. Diz-se que o fator de potência será adiantado ou atrasado conforme a relação entre as ondas de tensão e correntes geradas (isso varia de acordo com a carga).
Em se falando de cargas existem três tipos:
Resistiva → A energia segue um fluxo único ao longo do sistema, onde tensão e corrente encontram-se em fase. O fator de potência nesse caso é unitário.
Indutiva → A carga produz potência reativa com um atraso de corrente em relação a tensão. O fator de potência nesse caso está atrasado. Ex.: motores elétricos e lâmpadas com reatores.
Capacitiva → A carga produz potência reativa com um adiantamento de corrente em relação a tensão. O fator de potência aqui está adiantado. Ex.: bancos de capacitores e cabos elétricos enterrados.





Ondas de tensão e corrente em fase. Se essas ondas forem senoidais, FP = 1 resistivo, sendo o ângulo de fase φ = 0º





Onda de corrente atrasada em relação à onda de tensão, logo a carga possui característica indutiva. FP < 1 (atrasado). Φ representa a defasagem entre elas.

Imagem 5

Onda de corrente adiantada em relação à onda de tensão, logo a carga possui característica capacitiva. FP < 1 (adiantado). Φ representa a defasagem entre elas.

O ideal é que se obtenha um fator de potência resistivo, mas na prática isso é impossível quando se utiliza cargas indutivas. Visando anular o efeito de um FP atrasado e buscando torná-lo o mais próximo de 1 é que se utiliza bancos de capacitores com energia reativa contrária à da carga.

BANCOS DE CAPACITORES: SOLUÇÃO PARA CORRIGIR O FATOR DE POTÊNCIA

Sendo o fator de potência indutivo (provocando instabilidade no sistema), quedas de tensão ou até mesmo dissipação maior de potência ocorrerão em consequência da maior quantidade de energia reativa emitida pelas cargas. Significa que será necessária uma corrente maior para produzir a mesma potência útil requerida, pois as perdas irão ser consequentemente maiores também.
As concessionárias estabeleceram o valor 0,92 como ideal para o fator de potência a ser mantido pelos clientes em suas instalações elétricas, conforme resolução normativa Nº 569 da ANEEL de 23 de julho de 2013. Abaixo desse valor, haverá a cobrança por excedente de reativos ajustada pelas regras dos contratos realizados entre fornecedor e cliente. Essa multa é aplicada sobre a energia consumida ao longo de um mês e o fator de potência na condição em que esteja abaixo do valor mínimo exigido.
Visando evitar o pagamento desnecessário de multas por violar as recomendações das empresas responsáveis pelo fornecimento de energia, a solução prática a ser utilizada quando necessário é a instalação dos chamados bancos de capacitores, elementos que conectados ao equipamento cuja produção de reativos for excessiva, evita sobrecarga do sistema durante seu funcionamento. Um fator de potência irregular segundo avaliam alguns engenheiros pode afetar a eficiência da geração e transmissão de energia elétrica.

TIPOS DE CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA

Existem cinco maneiras de instalar um banco de capacitores, objetivando a conservação de energia e uma relação custo/benefício mais atraente. Veja a seguir as peculiaridades relativas a cada método citado.
  • Correção na entrada de energia de alta tensão: Corrige o fator de potência avaliado pela concessionária, porém não elimina os problemas internos da instalação que apresenta excedente de reativos. Apresenta custo elevado.
  • Correção na entrada de energia de baixa tensão: Utiliza em geral bancos de capacitores automáticos, permitindo uma correção expressiva do fator de potência. Aplicado a instalações contendo elevado número de cargas com potências nominais diferentes e aonde o regime de utilização for pouco uniforme. Uma desvantagem observada seria o fato de não haver alívio sensível dos alimentadores que correspondem a cada equipamento.
  • Correção por grupos de cargas: Nesse método, o banco de capacitores é instalado para efetuar a correção do fator de potência em um determinado setor ou conjunto de pequenas máquinas (potências mecânicas menores que 10 cv). Localiza-se no quadro de distribuição que alimenta tais equipamentos. Não reduz a corrente nos circuitos de alimentação, o que consiste em um inconveniente característico.
  • Correção localizada: A instalação do banco de capacitores é feita junto ao equipamento para o qual se pretende corrigir o fator de potência. Consiste numa solução adequada tecnicamente falando, com algumas vantagens enunciadas a seguir:
  1.  Reduz as perdas energéticas em toda a instalação;
  2. Diminui a carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos;
  3. Pode-se utilizar em sistema único de acionamento para a carga e o capacitor, economizando-se um equipamento de manobra;
  4. Gera potência reativa somente onde é necessário.
  • Correção mista: Essa instalação é considerada a melhor e mais completa solução em termos de conservação energética, levando em conta aspectos técnicos, práticos e financeiros. O critério adotado segue as determinações abaixo:
 Instala-se um capacitor fixo diretamente no lado secundário do transformador;
  1. Motores de aproximadamente 10 cv ou mais, corrige-se localmente (tendo cuidado com motores de alta inércia, pois nesse caso não se pode dispensar o uso de contatores para manobra dos capacitores desde que a corrente nominal deles seja superior a 90% da corrente de excitação do motor);
  2. Motores com potências inferiores a 10 cv são corrigidos por grupos;
  3. Redes próprias para iluminação com lâmpadas de descarga, contendo reatores de baixo fator de potência, corrige-se na entrada da rede;
  4. Na entrada instala-se um banco de capacitores automático de pequena potência para equalização final.

CONCLUSÃO

Observamos que o fator de potência interfere diretamente na qualidade da energia distribuída pela rede elétrica à qual nossas residências estão ligadas. Quando o aproveitamento dessa energia é feito de modo a produzir a menor instabilidade possível no transporte das cargas, ocorre uma ganho em eficiência na entrega do produto. O banco de capacitores torna-se muito útil quando o excesso de cargas reativas principalmente no setor industrial causa desníveis de tensão e perdas que desestruturam o fornecimento, constituindo nesses casos solução direta para evitar distorções ou falhas com prejuízos diretos ao consumidor.

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