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Guias e Dicas
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Compensação de Energia Reativa Rural usando Capacitores: Baixo Fator de Potência, Notas de aula de Energia

Este documento aborda o planejamento da utilização da energia elétrica no meio rural, especificamente sobre a compensação de energia reativa usando capacitores. O texto explica conceitos básicos de potência ativa e reativa, fatores de potência, e as causas e consequências de baixo fator de potência. Além disso, o documento discute a importância de corrigir baixos fatores de potência para reduzir perdas na rede, evitar quedas de tensão, e melhorar a eficiência da instalação elétrica.

Tipologia: Notas de aula

2022

Compartilhado em 07/11/2022

Gaucho_82
Gaucho_82 🇧🇷

4.6

(52)

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bg1
Disciplina: Eletrificação Rural
Unidade 10
Planejamento na
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁUNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIASSETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
DEPARTAMENTO DE SOLOS E ENGENHARIA AGRÍCOLADEPARTAMENTO DE SOLOS E ENGENHARIA AGRÍCOLA
Unidade 10
Planejamento na
utilização da energia elétrica no meio
rural: compensação de energia reativa
com capacitores
Prof.Prof. JORGE LUIZ MORETTI DE SOUZAJORGE LUIZ MORETTI DE SOUZA
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
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pf1e
pf1f

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Baixe Compensação de Energia Reativa Rural usando Capacitores: Baixo Fator de Potência e outras Notas de aula em PDF para Energia, somente na Docsity!

Disciplina:

Eletrificação Rural

Unidade 10

–^

Planejamento na

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁUNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁSETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIASSETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIASDEPARTAMENTO DE SOLOS E ENGENHARIA AGRÍCOLADEPARTAMENTO DE SOLOS E ENGENHARIA AGRÍCOLA

Unidade 10

–^

Planejamento na

utilização da energia elétrica no meiorural:

compensação de energia reativa

com capacitores^ Prof.Prof. JORGE LUIZ MORETTI DE SOUZA

JORGE LUIZ MORETTI DE SOUZA

-^

Ao término da Unidade, o aluno deverá ser capazde^

identificar

e^

relacionar

questões

ligadas

ao

planejamento na utilização da energia elétrica no meio

rural,

bem

como

conceituar,

identificar

e,^

ou,

Objetivo da Unidade 10

meio

rural,

bem

como

conceituar,

identificar

e,^

ou,

resolver problemas básicos voltados a melhoria dofator de potência de uma instalação elétrica embaixa tensão com capacitores.

2 Potência ativa e reativa: conceitos básicos

(pg. 204)

Os equipamentos podem consumir potência ativa (kW) e reativa (kVAr). – Consomem somente potência ativa (

P ) apenas os equipamentos a

que

possuem

resistência

(ex.:

chuveiros,

lâmpadas

incandescentes, aquecedores, ferro elétrico, estufas, entre outros). Figura – Equipamentos que consomem somente potência ativa

2 Potência ativa e reativa: conceitos básicos

(pg. 204)

  • Consomem somente potência ativa (

P , em kW) e reativa a^

indutiva (

Q , em kVAr L^

) os equipamentos que possuem bobina

(ex.:

motores,

reatores,

lâmpadas

de^

descarga,

transformadores, entre outros). Figura – Equipamentos que consomem potência ativa (

P ) e a

reativa (

Q ).

2 Potência ativa e reativa: conceitos básicos

(pg. 204)

O^ fator

de

potência

indica

o^

quanto

da

potência

total

fornecida (kVA) é efetivamente utilizada

como potência ativa (kW),

dando uma idéia da eficiência de utilização da energia elétrica peloequipamento ou instalação.

Valores de cos

ϕ^ próximos de 1,0 indicam uso eficiente de

energia

elétrica,

enquanto

baixos

valores

evidenciam

mau

aproveitamento, além de sobrecarregar o sistema elétrico. Figura – Energia necessária do sistema, para uma cara de 100 kW,em função da variação do cos

ϕ^ da instalação.

3 Baixo fator de potência: principais causas

(pg. 205)

  • Motores e transformadores operando “em vazio” ou compequenas cargas;– Motores e transformadores superdimensionados;– Grande quantidade de motores de pequena potência; –^ Máquinas de solda;–^ Máquinas de solda; – Lâmpadas de descarga (fluorescentes, vapor de mercúrio,vapor de sódio) sem reatores de alto fator de potência;– Excesso de energia reativa capacitiva.

4 Excedente de reativo

(pg. 205)

(a) Perdas na rede Figura – Perdas na rede de energia em decorrência do fator de potência

Tabela. Perdas na rede de energia em decorrência do fator de potência

Fator de potência

Situação inicial

Situação final

Fator de potência

0,^

0,

Perdas globais

5% ou 5

MWh

-1 ano 3,59% ou 3,

MWh

-1 ano

4 Excedente de reativo

(pg. 206)

(a) Perdas na rede

Perdas globais

5% ou 5

MWh

ano^

3,59% ou 3,

MWh

ano

Redução das perdas

28,1%

2 2

perdas

^ −= 

FPi FP^ f

R

Sendo:

R perdas

  • redução das perdas (%);

FPi

  • fator de potência inicial

(adimensional);

FPf

  • fator de potência final (adimensional)

4 Excedente de reativo

(pg. 206)

(c) Subutilização da capacidade instalada Figura – Liberação de capacidade de carga do sistema, havendo melhoriano fator de potência

4 Excedente de reativo

(pg. 206)

(c) Subutilização da capacidade instalada

Potência útilabsorvida (kW)

Fator de potência(adimensional)

Potência do transformador

(kVA)

Tabela. Potência aparente do transformador necessária para alimentaruma determinada carga, em função do fator de potência da instalação

5 Correção do fator de potência

(pg. 207)

Providências para corrigir o baixo fator de potência de uma instalação.• Análise das causas que levam à utilização excessiva deenergia reativa:– Desligar motores trabalhando “em vazio”; – Redimensionar equipamentos superdimensionados;– Redistribuir cargas pelos diversos circuitos;– Trocar equipamentos antigos e ineficientes que funcionemcom baixo fator de potência.

5 Correção do fator de potência

(pg. 207)

  • Utilização de capacitores: – Quanto a análise e providência tomadas com as “causas” de utilizaçãoexcessiva de energia reativa (cos

ϕ^ ≥

0,92) não são suficientes em uma

instalação, a utilização de capacitores é uma das alternativas .– A denominada “compensação de energia reativa” e comumente realiza com

a^ utilização

de^

capacitores

que

fornecem

energia

reativa,

liberando

com

a^ utilização

de^

capacitores

que

fornecem

energia

reativa,

liberando

parte

da

capacidade

do

sistema

elétrica

e^

instalações

da

unidade

consumidora. Obs.: – Fator de potência indutivo: quando está havendo predomínio de consumode energia reativa indutiva;–^ Fator

de

potência

capacitivo:

quando

está

havendo

predomínio

do

fornecimento de energia reativa capacitiva.

5 Correção do fator de potência • Utilização de capacitores: Figura – Banco de capacitores montados para corrigir o fator depotência de uma instalação.

5 Correção do fator de potência • Utilização de capacitores: Figura – Banco de capacitores automáticos montados para corrigir ofator de potência de uma instalação.