Controle de fator de potência.

Continuando o assunto fator de potencia, abordemos agora as considerações de cálculo, medições e correções.
Antes de tudo é bom lembrar conforme já comentamos que um baixo fator de potência decorre de um conjunto de fatores e a melhoria do mesmo passa por um estudo de engenharia, feito por técnicos que realmente estejam habilitados a faze-lo.
Uma vez estudados e corrigidos os casos de super-dimensionamento e outros, a parte inevitável que sobra em relação ao baixo fator de potência pode ser corrigida, aplicando-se reativos. Para gerar KVARCap, pode-se utilizar na instalação motores síncronos, na condição superexcitados ou simplesmente ligando-se capacitores. É claro que esses, tem que ser ligados conforme a necessidade, pois um grande numero de capacitores ligados indevidamente eleva a tensão do barramento, causando sobre tensões e muitos problemas de queima de equipamentos.
Assim, medindo-se a potência ativa, a potência reativa e o cos , é possível determinar se o sistema tem um fator de potencia, abaixo de 0,92 e baseado nos cálculos demonstrados abaixo é possível determinar a quantidade de KVARC necessário e especificar capacitores para a correção do fator de potência e instala-los, não esquecendo da proteção com fusíveis adequados. No mercado existem capacitores de várias potência e classes de tensão o que permite fracionar um banco de capacitores e liga-los a alta ou a baixa tensão conforme conveniência.
Quanto a ligação de capacitores, pode-se simplesmente ligar através de um comando manual, frações de um banco de capacitores de potências decrescentes, como por exemplo:100, 50,10,10 KVAR. Nesse procedimento quem liga é um operador duma sala de controle, mediante a observação do cos (teta)
Isso também pode ser feito automaticamente se o aparelho que indica o fator de potência tiver como comandar circuitos conforme passe de uma marca definida.

Outra forma de comandar é fazer os capacitores serem ligados em paralelo com os motores, não esquecendo nesses casos de recalcular a atuação das proteções elétricas em função da corrente compensada.

De preferência o controle deve ser feito por um sistema automático, gerenciado por um computador com programas aplicativos específicos para isso, que ao mesmo tempo controla a demanda e o fator de potência, desligando cargas eleitas pelo usuário para manter a demanda no limite definido e ligando ou desligando capacitores conforme seja necessário para manter o fator de potencia igual ou maior a 0,92.

Abaixo, algumas considerações sobre cálculos:
Como já foi abordado um sistema de potências pode ser representado por um triangulo, onde a potência aparente é a hipotenusa , a potência ativa o cateto adjacente e a potência reativa o cateto oposto.

Se chamarmos a potencia ativa de P , a reativa de Q , a aparente de S e  o ângulo entre a potencia aparente e a ativa, podemos expressar que Q = P x tg(teta).

Agora, consideremos que tenhamos um Q1, dado em KVAR indutivo de tamanho tal que o ângulo esteja grande o suficiente para causar um baixo fator de potência. Para corrigir, conforme já foi falado deve-se aplicar a instalação Um Q2, KVAR capacitivo, que para efeito de análise fica oposto ao Q1 existente, subtraindo-se deste.

controle_fator.jpg

É claro que conforme foi mencionado tudo deve ser feito automaticamente por um sistema medidor e gerenciador
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Cálculos do controlador: O controlador faz constantemente vários cálculos que permitem alcançar valores de demanda e fator de potência, a cada intervalo de integração, dentro dos limites estabelecidos pela legislação em vigor, sem desligar inutilmente as cargas, sem sobrecarregar os capacitores, e sem prejudicar a produção.

Os cálculos são feitos da seguinte forma:

“A concessionária registra a DEMANDA ATIVA consumida a cada 15 minutos, o chamado intervalo de integração e também a DEMANDA REATIVA a cada 15 minutos, e com base nestes valores, calcula o FATOR DE POTÊNCIA médio da instalação em cada intervalo de uma HORA, ao longo do mês.

A forma como é feita essa medição é assim:

Entrada de Dados: Os pulsos emitidos pelo medidor REP, utilizado pela concessionária para fazer os registros que servirão ao faturamento de sua energia, são os mesmos que o controlador utiliza para fazer cálculos e controles. Isto torna o controle 100% compatível com a sua medição. Estes pulsos são recebidos pela placa de interface do sistema, especialmente desenhada para este fim.

Atuação do controlador: O controlador atua sobre as cargas e sobre os capacitores obedecendo aos critérios definidos pelo usuário, e garante que a demanda e o fator de potência alcançados no final de cada intervalo estarão dentro do limites prefixados.”

Mantendo o fator de potência conforme conforme determinado pela legislação evita-se gastar muito dinheiro com as multas, alem de contribuir para a melhoria na utilização da energia elétrica.

Escrito por : João Roberto Vasco Gonçalves.