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Fator de potência

 

A maioria das cargas consome energia reativa indutiva, como motores, transformadores, reatores das lâmpadas de descarga e outros. As cargas indutivas geram campo eletromagnético para seu funcionamento, por isso sua operação requer dois tipos de potência:

A potência ativa realiza o trabalho gerando calor, luz, movimento, etc e é medida em KW. A potência reativa é usada para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas e é medida em KVAR.

Portanto, enquanto a potência ativa é consumida na execução de trabalho, a potência reativa, além de não produzir trabalho, circula entre a carga e a fonte, ocupando um espaço desnecessário no sistema elétrico que poderia ser disponibilizado para fornecer mais energia ativa.

Podemos definir fator de potência como a relação entre as potências ativa e aparente. Ele indica a eficiência do uso da energia. Um fator de potência alto indica uma eficiência alta e inversamente, um fator de potência baixo indica baixa eficiência. Definimos também como fator de potencia como a defasagem entre a tensão e a corrente que é igual ao ângulo φ.

As perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado da corrente total. Como essa corrente aumenta com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma relação entre a elevação das perdas e o baixo fator de potência, provocando o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos.

O aumento da corrente devido ao excesso de energia reativa ocasiona quedas de tensão acentuadas, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a sobrecarga em certos elementos da rede. Esse risco é, sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a rede é fortemente solicitada. As quedas de tensão podem provocar ainda, a diminuição da intensidade luminosa das lâmpadas e aumento da corrente nos motores.

A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua plena utilização, condicionando a instalação de novas cargas e investimentos que seriam evitados se o fator de potência apresentasse valores bem mais altos. O "espaço" ocupado pela energia reativa poderia ser então utilizado para o atendimento de novas cargas.

A potência reativa pode ser compensada por um capacitor de mesma potência elevando o fator de potência a 1.

Temos duas formas principais de compensar o baixo fator de potência em uma instalação:

Podemos compensar diretamente na carga, Ligando por exemplo, o capacitor direto nos terminais do motor.
Usualmente não compensamos a energia reativa com um capacitor de valor unitário fixo, pois fora dos horário da pico de consumo da instalação ocorreriam sobrecompensações, para isso empregamos um banco com vários capacitores de baixo valor e um controlador de fator de potência que detecta as variações de fator de potência e ativa ou desativa os capacitores necessários para elevar o cos φ.

Fabrício Mendonça
Eletrotécnico
CREA-RJ 154531

Desde 2006

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