Correcção do factor de potência-método prático

[Nefelim]

Olá


Vou tentar explicar um ou dois metodos práticos de correcção do factor de potência, em instalações industrias com potências com consumos constantes e outros com consumos variáveis.

Há tabelas práticas para o cálculo do factor de potência mas tentarei fazer um cálculo muito simples baseados nas facturas da EDP em que aparecem os vários consumos.

Muitos problemas sobre compensação do factor de potência são do género do seguinte;

1-Um transformador de 500 KVA está operando a plena carga com factor de potência de 0,6 em atraso, indutivo. O factor de potência é melhorado acrescentando condensadores até o novo factor de potência seja o imposto pela EDP em que o valor de tangente de fi=0,4. Quantos KVAR capacitivos são necessários?

S=Raiz de 3 xUcxI

Raiz de 3=1,73 ; Uc=Tensão composta (tensão entre fases)=400 Volts ; I-Corrente em Amperes; S=Potência aparente em KVA S=500KVA ; P= Potência útil em KW ; P=1,73 x Uc x I xCosseno de fi

Normalmente exprime-se as potências em KVA ou KW ou QVAR e a Corrente em Amperes

Como 1 KVA=1000 VA teremos ; S=(1,73 x 400/1000) x I ; o valor 1,73 x 400/1000=0,692 e escreveremos

S=0,692 x I ; Para S=500 KVA ; I=500/0,692=722 A

P=1,73xUc x I x Coseno fi ; P=500x0,6=300 KW


Fi=arco cujo cosseno é 0,6 = 53,1º

novo FI=arco cuja tangente é 0,4 =21,8 º
Cosseno de 21,8º=0,93 logo S=300/0,93=322 KVA ; Q´=322 Seno 21,8 ; sen 21,8=0,371 ; Logo Q´=322x0,371= 119KVAR

Então carga capacitiva=Q-Q'=400-119=281 KVAR adiantado

% de plena carga do transformador=(322/500)x100=64,4 % ou seja uma redução de 100-64,4=35,6%






2-Para o exemplo anterior se o transformador não estiver a plena carga e tendo em atenção os consumo médio e atravez da factura de maior potencia anual qual o valor dos KVAR necessários?

Deve ser estudado o ciclo de funcionamento da empresa de relativas dimensões, em instalações mais complexas será útil colocar analizadores de rede para ver o ciclo de funcionamento nos vários períodos horários.

Muitas empresas têm um ciclo único de 9 Horas diárias seno 1 a 2 horas de vazio- 1,5 a 2 de horas de ponta e as restante de horas cheias. Em função do consumo em cada período horário podemos determinar o consumo médio por "pontas"-"cheias" " vazio".

Se a instalação funcionar de noite já aparecem mais consumos nas horas de vazio e cheias.

Sabendo o consumo total em KWh nas cheias e pontas e KVARh o consumo da energia reactiva nos períodos das pontas e cheias, ou fora do vazio, podemos calcular o valor do cosseno de fi mêdio, tangente de fi=KVAr/KWh ;
para calcular o cosseno de fi médio é calcular o arco cuja tangente é fi.

Podemos para já calcular o cosseno de fi médio em cada "horário" por extrapolação dos consumos. E valores médios da potência em cada período horário, e valor médio geral

Se a firma funciona só 9 Horas, basta ver os KVARh a mais facturados e dividir por 7 horas e dividir por 22 dia+ 20% dá-nos o valor dos KVAR da bateria em KVAR a escolher

Nos caso das firmas que funcionam com turnos e consumos aleatórios o valor médio pode induzir em erro.

Nem devemos calcular pela ponta tomada máxima da instalação nem pelo valor médio, mas usar uma solução de bom senso se calhar aumentar em 30 % o valor da bateria calculada, acrescentado ao valor médio, Mas na prática é sempre útil prever o futuro pelo que a bateria de condensadores deve prever mais aumentos de potência e é boa norma deixar dois ou 3 escalões de reserva, sendo um equipado o que já satisfaz as condições de maiores consumos.


3-Uma instalação industrial com potencia contradada de 20,7KVA 3x30A vai aumentar a potência. Qual será a solução mais aconselhavel, instalar uma bateria de condensadores ou efectuar um contrato com uma potência superior. Atenção que ao aumentar a potência a facturação dos KWh acima dos 3x30 A muda de escalão, fica mais caro. A utilização de uma bateria resolve o problema

Calcular a bateria supondo que o consumo é de 30 A com e cosse de fi =0,7A qual o limite máximo para tirar o maior rendimento?

30/0,7=42 A S=0,692x42=27,68 KVA...........................P=0,692x42x0,7=20,7----------30 A

Na realidade o consumo é de 42 A mas compensada fica em 30 A.

Dado os valores insignificantes da potência vamos calcular a bateria para compensação total a 100%.

S^2 significa S ao quadrado

S^2=P^2+Q^2 ; triangulo das potências Q=raiz(S^2-P^2) ; Q=18 KVAR logo 15 a 20 KVAR

Por vezes diz-se a Bateria é de 20KVA estámos a Considerar o valor de S=Q Falamos instintivamente em KVAR ou KVA pois ela tem uma potência reactiva de 20 KVAR mas tambem tem uma potencia aparente de 20 KVA, é só uma questão de linguage,


Um abraço

[wolfaxe]

Excelente tópico. Tou a ver que por aqui ainda tiro o curso de enginheiro

[admin]

Sem duvida mais um excelente trabalho

abraço

[jr1]

Muito util...

[viking]

sem dúvida que o que tenho para comentar é de grande lógica:membros de qualidade é directamente proporcional a forum de qualidade,parabéns e espero contribuir para tal.

[formiga]

De acrescentar que a energia reactiva indutiva somente se paga á EDP nas Horas fora de vazio, pois se calcular a bateria de condensadores por excesso e deixar ligada a mesma 24 horas, vai pagar energia reactiva capacitiva de noite.

[lccaldeirao]

Apenas um ponto que acredito ser importante é a presença de componentes harmônicas no sistema, pois um banco de capacitor poderá amplificá-las... poderá ter ressonância...

[nelmindo]

boa ajuda.

[esequiel]

de esequiel

Otimo trabalho parabens grande sucesso tens em seu trabalho

[Duzia12]

Bom trabalho

[Edgar_Fernandes]

De acrescentar que a energia reactiva indutiva somente se paga á EDP nas Horas fora de vazio, pois se calcular a bateria de condensadores por excesso e deixar ligada a mesma 24 horas, vai pagar energia reactiva capacitiva de noite.

Viva,

Esse está a ser o meu problema agora, pagar energia reactiva capacitiva de noite. Já me lembrei colocar lá um relógio para desligar as baterias de condensadores durante a noite.
Já alterei o controlador (relé varimétrico) das baterias de condensadores mas o problema continua na mesma.
Será que me pode ajudar onde posso ter o problema?

[mpinto]

De acrescentar que a energia reactiva indutiva somente se paga á EDP nas Horas fora de vazio, pois se calcular a bateria de condensadores por excesso e deixar ligada a mesma 24 horas, vai pagar energia reactiva capacitiva de noite.

Viva,

Esse está a ser o meu problema agora, pagar energia reactiva capacitiva de noite. Já me lembrei colocar lá um relógio para desligar as baterias de condensadores durante a noite.
Já alterei o controlador (relé varimétrico) das baterias de condensadores mas o problema continua na mesma.
Será que me pode ajudar onde posso ter o problema?

Olá!
Desculpe, mas esse relé varimétrico deve estar mal parametrizado ou os escalões da bateria estão sobredimensionados, contacte o seu fornecedor que ele resolve.
Tenho reparado que na maior parte das instalações, algumas de grande potência, o "cliente" apenas se preocupa em anular o valor a pagar devido à Q (pot. reactiva). Coloca a bateria imediatamente antes (lado da carga) do contador e pronto. Deixa de pagar Q. Esquece-se que essa energia é paga duas vezes, uma como reactiva e outra como activa!!! (ñ fica assim tão barato). As perdas por efeito de Joule, antes da bateria, devidas à corrente reactiva são pagas como activas. Não esquecer k a bateria só compensa para o lado da fonte. Em mts casos, deve ser ponderada a montagem de baterias junto das cargas, diminuindo assim as correntes nos cabos, as perdas por efeito de Joule, as quedas de tensão, o valor da factura etc...e poupam o ambiente. Ñ podemos esquecer que a base da nossa produção de energia eléctrica é fóssil. Já agora, pensem, quando for possível, em "Secção Económica".
Pensem no ambiente

[mpinto]

De acrescentar que a energia reactiva indutiva somente se paga á EDP nas Horas fora de vazio, pois se calcular a bateria de condensadores por excesso e deixar ligada a mesma 24 horas, vai pagar energia reactiva capacitiva de noite.

Viva,

Esse está a ser o meu problema agora, pagar energia reactiva capacitiva de noite. Já me lembrei colocar lá um relógio para desligar as baterias de condensadores durante a noite.
Já alterei o controlador (relé varimétrico) das baterias de condensadores mas o problema continua na mesma.
Será que me pode ajudar onde posso ter o problema?

Não estará o coseno de "fi" regulado para 1? Convém estar para valores < 1, ( 0.98 por exemplo). Outra situação; nos controladores que conheço são alimentados a duas fases (L1, L2 por exemplo), o TI (transfomador de intensidade) não pode estar numa dessas fases, terá de estar montado (neste exemplo) na L3. Normalmente nos controladores é visível (por leds) o nº de escalões que estão metidos. Dá para ver isso na sua?

[Duzia12]

De acrescentar que a energia reactiva indutiva somente se paga á EDP nas Horas fora de vazio, pois se calcular a bateria de condensadores por excesso e deixar ligada a mesma 24 horas, vai pagar energia reactiva capacitiva de noite.

Viva,

Esse está a ser o meu problema agora, pagar energia reactiva capacitiva de noite. Já me lembrei colocar lá um relógio para desligar as baterias de condensadores durante a noite.
Já alterei o controlador (relé varimétrico) das baterias de condensadores mas o problema continua na mesma.
Será que me pode ajudar onde posso ter o problema?

Olá!
Desculpe, mas esse relé varimétrico deve estar mal parametrizado ou os escalões da bateria estão sobredimensionados, contacte o seu fornecedor que ele resolve.
Tenho reparado que na maior parte das instalações, algumas de grande potência, o "cliente" apenas se preocupa em anular o valor a pagar devido à Q (pot. reactiva). Coloca a bateria imediatamente antes (lado da carga) do contador e pronto. Deixa de pagar Q.

Esquece-se que essa energia é paga duas vezes, uma como reactiva e outra como activa!!! (ñ fica assim tão barato). As perdas por efeito de Joule, antes da bateria, devidas à corrente reactiva são pagas como activas. Não esquecer k a bateria só compensa para o lado da fonte. Em mts casos, deve ser ponderada a montagem de baterias junto das cargas, diminuindo assim as correntes nos cabos, as perdas por efeito de Joule, as quedas de tensão, o valor da factura etc...e poupam o ambiente. Ñ podemos esquecer que a base da nossa produção de energia eléctrica é fóssil. Já agora, pensem, quando for possível, em "Secção Económica".
Pensem no ambiente

Isso de contar duas vezes é um fenómeno, como reactiva e activa

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[mpinto]

Vamos esperar mais comentários