Motores | Automação | Energia | Tintas
Correção do fator de potência
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Correção do fator de potência
Legislação
WEG Automação - Tarifação
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Composição da fatura de energia
elétrica
A legislação brasileira permite às concessionárias
calcular as faturas em função do:
(a) consumo (kWh) ,
(b) demanda (kW),
(c) fator de potência,
(d) diferentes tipos de tarifas.
Cada tipo de tarifa se encaixa em uma tipificação do
perfil do consumidor, conforme tabela a seguir.
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Composição da fatura de energia
elétrica
Grupo A - Alta Tensão
A-1 - 230 kV ou mais;
A-2 - 88 a 138 kV;
A-3 - 69 kV;
A-3a - 30 a 44 kV;
A-4 - 2,3 a 13,8 kV;
A.S. - 2,3 a 13,8 kV (Subterrâneo).
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Grupo B - Baixa Tensão
B-1 - Residencial;
B-1 - Residencial Baixa Renda;
B-2 - Rural;
B-3 - Não Residencial Nem Rural; e
B-4 - Iluminação Pública.
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Parâmetros para tributação
1) Consumo
Registro de energia elétrica consumida durante um
intervalo de tempo. No cálculo das faturas é
considerado o período mensal e a unidade é o kWh
(quilo watts hora).
2) Demanda
Demanda corresponde ao consumo de energia dividido
pelo tempo adotado na verificação.
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Parâmetros para tributação
3) Fator de Potência
Conforme legislação brasileira, o fator de potência deverá ter
como limite mínimo o valor de 0,92. Caso ocorra valores
menores o consumidor será penalizado.
Nota(1): Para maiores detalhes consulte as Normas
disponibilizadas no site ANEEL – Agência Nacional de Energia
Elétrica - Brasil, ou consulte sua concessionária.
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Parâmetros para tributação
Fator de Potência
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Parâmetros para tributação
Fator de Potência
FP capacitivo
- 0,92
FP indutivo
1,0
0,92
Multa no horário das
00:00 as 6:00 hs
Multa no horário das
6:00 as 24:00 hs
(o sistema pode ficar
indutivo sem acarretar em
multa)
(o sistema pode ficar capacitivo
sem acarretar em multa)
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Sistema tarifário
Com as considerações citadas temos basicamente os
seguintes tipos de tarifação:
-Tarifa monônia
- Tarifa binômia:
- convencional
- horossazonal verde
- horossazonal azul
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Sistema tarifário
Tarifa Monômia - tarifa de fornecimento de energia elétrica
constituída por preços aplicáveis unicamente ao consumo de
energia elétrica ativa (baixa tensão).
Tarifa Binômia - conjunto de tarifas de fornecimento constituído
por preços aplicáveis ao consumo de energia elétrica ativa e à
demanda faturável (alta tensão).
A estrutura tarifária binômia está dividida em convencional e
horossazonal, no que diz respeito aos componentes de energia e
demanda, bem como a relatividade de preços nos diversos
horários.
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Sistema tarifário
Tarifa Binômia
Tarifa Convencional
Estrutura caracterizada pela aplicação de tarifas de consumo de
energia elétrica e/ou demanda de potência, independentemente das
horas de utilização do dia e dos períodos do ano, e aplicada aos
consumidores atendidos em tensão inferior a 69 kV com demanda
contratada inferior a 300 kW e que não tenham optado pela tarifa
horossazonal.
Tarifa Horossazonal
As tarifas horossazonais, por sua vez, estão divididas em VERDE e
AZUL. Tais tarifas têm preços diferenciados em relação às horas do
dia (ponta e fora de ponta) e aos períodos do ano (úmido e seco).
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Sistema tarifário
A Estrutura Tarifaria Horo-sazonal considera algumas condições,
onde o perfil do consumidor e a disponibilidade de fornecimento de
energia é levado em consideração.
1) Divisão do Dia
•Horário de Ponta - Corresponde ao intervalo de 3 horas consecutivas, ajustado
de comum acordo entre a concessionária e o cliente, situado no período
compreendido entre as 18h e 21h e durante o horário de verão das 19h à 22h.
•Horário Fora de Ponta - Corresponde às horas complementares ao horário de
ponta
2) Divisão do Ano
• Período Seco - Compreende o intervalo situado entre os meses de maio a
novembro de cada ano (sete meses).
• Período Úmido - Compreende o intervalo situado entre os meses de dezembro de
um ano a abril do ano seguinte (cinco meses).
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Composição da fatura de energia
elétrica
D O IS P E R ÍO D O S A N U A IS
SE CO
M A IO A
Ú M ID O
NO V EM BRO
D E Z E M B R O A A B R IL
D O IS S EG M E N T O S H O R Á R IO S
F o ra de P o nta
0h
P o nta
18 :3 0
F ora d e
P onta
2 1:3 0
24 :0 0
T rês ho ra s consecutiva s no s d ias
ú teis, con fo r m e a s ca ra cterística s d o
sistem a elétr ico d a co ncessioná ria.
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Correção do fator de potência
Fundamentação teórica
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Tensão e corrente elétrica
Em sistemas CA temos 2 tipos de cargas:
V
Model 7100
400.0V
I
Snapshot Waveform
Lineares – Cargas que não provocam distorções
na freqüência da rede de alimentação e não
afetam a forma de onda do sistema de
alimentação. Este será o foco do nosso trabalho.
Three Phase Wye
480.0A
Vb
Ib
0.0A
0.0V
-400.0V
0.00ns
WEG.Q-P1M2
833.33 us/div
04/23/04 10:29:58.15
Não lineares – Cargas que introduzem
distorções na forma de onda de tensão e/ou
corrente no sistema elétrico.
-480.0A
16.67ms
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Circuitos resistivos em CA
Em um circuito puramente resistivo alimentado com uma tensão
alternada (CA) a tensão e a corrente estão em fase.
U =R.I ou I = U/R
(valores eficazes para I e U)
V
WEG Automação - Tarifação
I
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Circuitos indutivos em CA
I
V
I
V
WEG Automação - Tarifação
Quando uma tensão alternada
senoidal é aplicada a um indutor
ideal a corrente estará atrasada de
90º em relação à tensão.
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Circuitos Capacitivos
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Circuitos Capacitivos em CA
Um capacitor ideal ligado à uma tensão alternada senoidal, a corrente estará
90º adiantada em relação à tensão.
VC
IC
VC
90º
WEG Automação - Tarifação
IC
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Circuitos Capacitivos em CA
Associação de capacitores:
Ceq = C1 +C2
Potência reativa de capacitores:
2.π . f .C .Un2
QC =
1000
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Circuitos RLC em CA
Circuito RLC série
Ressonância série: se XL = XC; Z = R; I em fase com V
Freqüência de ressonância – f0:
f0 =
1
2.π . L.C
- L dado em Henries ( H );
- C em Farads ( F);
- f0 em Hertz (Hz)
O circuito da Figura anterior temos as seguintes características :
Na freqüência f0, o circuito é puramente resistivo. A corrente é máxima de valor V/R.
Abaixo de f0 a impedância será capacitiva (XC>XL).
Acima de f0 a impedância será indutiva ( XC < XL ).
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Circuitos RLC em CA
Filtros passivos:
Genericamente, filtros são circuito que deixam passar só sinais de determinadas
freqüências, atenuando outras. Podemos ter os seguintes tipos de filtros:
Filtros Passa Altas (FPA )
Filtros Passa Baixas (FPB)
Filtro Passa Faixa ( FPF)
Filtro Rejeita Faixa ( FRF)
Se considerarmos o filtro ideal as curvas de respostas em freqüência serão as
seguintes:
ganho
ganho
ganho
FPA
fCi
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FRF
FPF
FPB
fCS
ganho
fCi
fCS
fCi
fCS
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Resumo cargas lineares
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Energia elétrica
Cálculo do consumo de energia elétrica
Considerando um banho de 10 minutos em um chuveiro elétrico de
potência de 5.200W. Calcular o consumo de energia deste banho.
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Energia elétrica
Considerando que o preço cobrado pela concessionária que fornece
energia é R$ 0,32/kWh. Calcule o valor do consumo de energia em
reais deste banho
WEG Automação - Tarifação
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Potência elétrica
POTÊNCIA APARENTE, ATIVA E REATIVA
Potência aparente
Potência reativa
Potência ativa
WEG Automação - Tarifação
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Potência elétrica
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Potência elétrica
•Obs.: A potência reativa não produz trabalho e circula entre a carga e a fonte, ocupando
espaço no sistema elétrico que poderia ser utilizado para fornecer mais energia ativa.
WEG Automação - Tarifação
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Potência elétrica
•Cálculo do ganho de potência aparente – S, com redução da
potência reativa - Q do sistema
Q=?
Q=?
WEG Automação - Tarifação
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Correção do fator de potência
Componentes utilizados em CFP
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Capacitores para correção do
fator de potência
Capacitores para iluminação e
motores monofásicos
WEG Automação - Tarifação
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Capacitores
As linhas de capacitores para corrente alternada produzidos pela
WEG, estão divididas para 3 tipos de aplicações: Correção do
Fator de Potência (C.F.P.), motores monofásicos (motor run) e
Iluminação (lighting). Conforme tabela 01.
Modelos
Descrição
Caneca
Aplicação
Norma Aplicada
CMRW
Capacitor permanente
Plástica
Motores monofásicos
IEC60252-1 e UL810
CMRW-S
Capacitor permanente com filme segmentado
Plástica
Motores monofásicos
IEC60252-1 e UL810
CDW
Capacitor permanente com dupla capacitância
Alumínio
Motores monofásicos
IEC60252-1 e UL810
CMRW-M
Capacitor permanente
Alumínio
Motores monofásicos
IEC60252-1 e UL810
CLAW
Capacitor permanente
Plástica
Iluminação
IEC61048 e IEC61049
CILW
Capacitor permanente
Plástica
Iluminação
IEC61048
UCW
Unidade Capacitiva Monofásica
Alumínio
C.F.P.
NBR IEC60831-1/2
UCW-T
Unidade Capacitiva Trifásica
Alumínio
C.F.P.
NBR IEC60831-1/2
Tabela 01
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Auto-regenerativo
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Auto-regeneração do filme
Causas:
Sobretensões superiores a 10% da Un
Sobrecorrentes superiores a 30% da In
Distorções harmônicas
Conseqüências:
Perdas de capacitância e potência em
kvar
Final de vida útil: expansão
Benefício:
Segurança quanto a explosão da
caneca
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Dispositivo de proteção
anti-explosão
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Capacitores para correção do fator de potência
Vista interna das UCW´s (Fig.1)
UCW normal x UCW expandido (Fig. 2)
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Capacitores para correção do fator de potência
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Bobinas produzidas com filme
de polipropileno metalizado com
dielétrico seco
Resistências de descarga
incorporadas nas UCW-T, MCW,
BCW e BCW-P
Fabricados em 50 e 60 HZ
Normas NBR IEC60831/1-2
e UL810
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Homologação UL – mercado
americano – ensaios rigorosos
referente a segurança dos
produtos.
Exemplo de ensaio:
- É provocada falha no capacitor
(Aplicada tensão CC = 10 x Vn)
- Aplicada 10kA/550Vca =
capacitor deve expandir
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
UCW (Unidade Capacitiva Weg Monofásica)
Unidade capacitiva para montagem de
módulos e bancos trifásicos - 0,83 a 6,67 kvar
Resistores de descarga não incorporados
Tensões até 535V
Substituição de células expandidas nos
módulos e bancos. (Obs.:- sempre verificar as
demais células – verificar se estão em fim de
vida útil).
Terminais tipo fast-on e Fenda Philips
combinada = Alta confiabilidade e segurança
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
UCW-T (Unidade Capacitiva Weg Trifásica)
Potências disponíveis
De 0,5 a 15kvar em 220V
De 0,5 a 25kvar em 380/440/480V
Resistores de descarga incorporados
internamente
Capa de proteção para as conexões
Terminais tipo fast-on e fenda-philips
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
BCW (Banco de Capacitores Trifásico)
Unidades capacitivas monofásicas
ligadas em triângulo (de 6 a 15 UCW´s)
Resistores de descarga incorporados
Através de montagem na vertical, temse eficiente refrigeração das unidades
através de aletas
Potências até 50kvar em 220V e
75kvar em 380/440/480V
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
BCWP (Banco de Capacitores Trifásico com proteção e manobra
incorporados)
Potências de até 75kvar em 380V;
Capacitores UCW conectados na
configuração Delta;
Possuem proteção geral com Fusíveis NH
ou Disjuntor DWA;
Relé temporizador eletrônico RTW-RE que
protege os capacitores na reenergização;
Resistores de descarga incorporados;
Caixa tipo Box de fácil abertura e acesso para
manutenção;
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Esquema de ligação triângulo de células UCW
T1
T2
WEG Automação - Tarifação
T3
A ligação pode ser
em estrela porém não
deve-se conectar o
ponto comum a terra.
Motores | Automação | Energia | Tintas
Capacitores
Esquema de ligação estrela de células UCW
T1
T2
WEG Automação - Tarifação
T3
Na ligação em estrela
não se deve conectar o
ponto comum a terra.
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Contatores para capacitores - CWMC
Contatos Auxiliares
Contatos auxiliares normalmente
abertos adiantados (NAa) de AgSnO2
(Prata-Óxido de Estanho)
Resistências de Pré-carga
Resistores de CrFeAl (Cromo-Ferro-Alumínio)
com alta resistividade (ρ =7 Ω/m)
Isolamento de dupla camada (Ttrabalho=1400oC)
1a camada – Silicone (Isolamento)
2a camada – Fibra de vidro (V-0)
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Contatores para capacitores - CWMC
Corrente nos contatos sem a utilização
de resistores de pré-carga
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Contatores para capacitores - CWMC
Através dos contatos auxiliares
adiantados (NAa), especiais para
essa aplicação, em série com
resistores de pré-carga, os
capacitores são precarregados e
em
seguida
os
contatos
principais fecham e mantém em
operação normal os capacitores.
Corrente nos contatos com a
utilização de resistores de pré-carga
Este processo evita perturbações na rede e a “soldagem” dos
contatos principais.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Contatores para capacitores - CWMC
Categoria de Emprego AC-6b
Manobra de capacitores trifásicos
Valores para temperatura
ambiente de 55oC
Potência Reativa
kvar
kvar
kvar
Ie (AC-6b)
CWM 25C
CWM 32C
220 V
380 V
440 V
10
15
20
15
25
30
A
27
39
Composição dos contatos auxiliares
WEG Automação - Tarifação
1NA ou 1NF
1NA ou 1NF
Motores | Automação | Energia | Tintas
Contatores para capacitores - CWMC
CWM 50C
CWM 65C
220 V
380 V
440 V
25
40
45
30
50
60
A
66
79
Categoria de Emprego AC-6b
Manobra de capacitores trifásicos
Valores para temperatura
ambiente de 55oC
Potência Reativa
kvar
kvar
kvar
Ie (AC-6b)
Composição dos contatos auxiliares
WEG Automação - Tarifação
1NA ou 1NF
1NA ou 1NF
Motores | Automação | Energia | Tintas
Disjuntores em caixa moldada - DWA
Disponíveis em 5 tamanhos básicos.
Intensidade de emprego de 10 a 1600A em CA
e CC, com capacidade de interrupção de
curto-circuito de 16 a 80kA.
Proteção de redes de distribuição, motores e
geradores.
Versões bipolar, tripolar e tetrapolar de 10 a
1600A.
Regulação térmica ajustável a partir do DWA
400.
Acessórios Plug-in com dupla isolação
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Fusíveis de proteção – gL/gG
Proteção dos equipamentos e fiação
(barramentos) contra curto-circuito,
atuando também como limitadores das
correntes de curto-circuito.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Fusíveis de proteção – gL/gG
Classe gL-gG - 500Vca;
Elavada capacidade de ruptura:
Tipo D: 50kA;
Tipo NH: 120kA
TIPO “NH”
Material cerâmico de alta qualidade;
TIPO “D”
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Correção do fator de potência
Dimensionamento e aplicação
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Fator de potência x Fator de deslocamento
Fator de Deslocamento
kvar
Cargas Lineares
FP = cosφ
Fator de Potência
Cargas lineares e
não lineares
FP =
WEG Automação - Tarifação
Ii (1) ef . cos φ
( Ii (1)ef ) 2 + ∑ ( Ii ( h ) ef ) 2
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Representação das potências: cargas não lineares
kVA = k var 2 + kW 2 + DkVA 2
kvar
O transformador deve
fornecer a potência
extra (DkVA)
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Triângulo das potências
Potência Total entregue ao
consumidor pela
concessionária de energia
elétrica.
Q = v3 . V . I . sen ϕ
POTÊNCIA APARENTE: (kVA)
ϕ
Reativa ( kVAr )
P(kW) - motor
In =
3.Vn.cos Φ.n
P = V3 . V . I . cosϕ
Ativa ( kW )
S 2 = kVAr 2 + kW 2
P =
3 × U × I × cos ϕ (kW
Q=
3 × U × I × sen ϕ (kvar )
S =
WEG Automação - Tarifação
3 × U × I (kVA
)
)
Q
Φ = arctg
P
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
FATOR
de
POTÊNCIA
FATOR de
EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA
É a relação entre a potência ativa e a potência aparente
Potência que realiza
trabalho útil
kW
FP =
= cosϕ
kVA
Potência total entregue
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Para um motor IP55, 55 KW, 4 polos, 220Vca qual a potência aparente
que este motor consome a 100% de carga.
Exercício
Tabela catálogo Geral WMO
Potência
Corrente
Rendimento
FP
P (kVA) = In. 3.Vn = 173.1,73.0,22 = 66 kVA
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Potência Trafo
1000 kVA
WEG Automação - Tarifação
FP
Potência Útil
0,5
500kW
0,8
800kW
1,0
1000kW
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Exemplo:
P = 1000W
cosϕ = 0,5
P = 1000W
S=?
cosϕ = P = 1000 = 2000VA
S
0,5
WEG Automação - Tarifação
cosϕ = 0,92 S = ?
cosϕ = P = 1000 = 1087VA
S
0,92
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Fator de Potência é Fator de Competitividade !...
ESPANHA
0,92
BÉLGICA
0,95
CORÉIA
0,93
ALEMANHA
0,96
FRANÇA
0,93
SUÍÇA
0,96
PORTUGAL
0,93
ARGENTINA
0,95
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Causas do baixo fator de potência
Transformadores operando “em vazio”
Motores super dimensionados
Grande N° de motores < 10cv
Utilização de reatores para lâmpadas de descarga com
baixo Fator de Potência
Fornos de indução eletromagnética
Máquina de solda a transformador
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Conseqüências de um baixo fator de potência
Consumo excedente na conta de energia elétrica
Aumento das perdas elétricas nos condutores pelo efeito
Joule
Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores
Queda e flutuações de tensão
Sobrecarga dos equipamentos de manobra
Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Correção na média tensão - Desvantagens
Inviabilidade econômica de instalar banco de capacitores
automáticos;
Maior probabilidade da instalação se tornar capacitiva
(capacitores fixos);
Aumento de tensão do lado da concessionária;
Aumento da capacidade de curto-circuito na rede da
concessionária;
Maior investimento em cabos e equipamentos de B.T.;
Manutenção mais difícil;
Benefícios inerentes a eliminação de reativos nos cabos,
trafos, etc., não são obtidos.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Correção do FP
P = V3 . V . I . cosϕ
.η
Ativa ( kW )
WEG Automação - Tarifação
Reativa ( kVAr )
ϕ1
ϕ2
Q = v3 . V . I . sen ϕ
Qc=Capacitor
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de
potência
COMPENSAÇÃO
INDIVIDUAL
Viável economicamente para cargas > 10cv;
Energia reativa compensada no local de origem.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de
potência
COMPENSAÇÃO
EM GRUPO
Para cargas indutivas < 10cv existentes em
um mesmo local e circuitos de iluminação.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de
potência
COMPENSAÇÃO
CENTRAL
(AUTOMÁTICA)
Instalações com necessidade de potência
reativa oscilante com o tempo.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de
potência
COMPENSAÇÃO
MISTA
Utiliza os três tipos de compensação
acima descritos.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Formas de aplicação de capacitores para correção do fator de
potência
COMPENSAÇÃO
Transformador
Correção fixa para o transformador de potência
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Dimensionamento da correção do fator de potência - CFP em:
Motores
Transformadores
Bancos automáticos
Fatura de energia
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Dimensionamento da manobra e proteção de capacitores
Os seguintes parâmetros dos capacitores de potência devem ser
considerados:
Temperatura de operação: -25°C a +55°C (+5/B) – IEC 60831-1/2
Altitude máxima: 2.000 m – IEC 60831-1/2
Máxima tensão admissível: 1,1 x Vnom /8hs a cada 24hs – IEC 60831-1/2
Máxima corrente admissível: 1,30 x Inom (r.m.s.) – IEC 60831-1/2
Corrente de Pico ((Inrush): 100 x Inom – IEC 60831-1/2 (min. 5000 manobras)
Tolerância na Capacitância: -5 /+ 5% – IEC 60831-1/2
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Dimensionamento da manobra e proteção de capacitores
Fusíveis tipo “D” e “NH”
NBR 5060 – Classe gL/gG
Inf 1,65 x Inc
Disjuntores “DWA”
Ind 1,43 x Inc
Contatores CWMC
Ver tabela catálogo
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Categoria de Emprego AC-6b
Manobra de capacitores trifásicos
Valores para temperatura ambiente de
55oC
Potência Reativa
kvar
kvar
kvar
Ie (AC-6b)
CWM 25C
CWM 32C
220 V
380 V
440 V
10
15
20
15
25
30
A
27
39
Composição dos contatos auxiliares
WEG Automação - Tarifação
1NA ou 1NF
1NA ou 1NF
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
CWM 50C
CWM 65C
220 V
380 V
440 V
25
40
45
30
50
60
A
66
79
Categoria de Emprego AC-6b
Manobra de capacitores trifásicos
Valores para temperatura ambiente de
55oC
Potência Reativa
kvar
kvar
kvar
Ie (AC-6b)
Composição dos contatos auxiliares
WEG Automação - Tarifação
1NA ou 1NF
1NA ou 1NF
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Dimensionamento da manobra e proteção de capacitores
Considerando um capacitor de 50 kVAr / 440 V, qual o disjuntor de proteção
recomendado?
• Para 50 kVAr em 440Vca
• O disjuntor recomendado é 66 x 1,43 = 95A
In =
50
= 65,68A
0,44. 3
disjuntor de 100A.
A capacidade de curto circuito mínima deste disjuntor deve ser calculada em
função da corrente de curto circuito trifásica simétrica no ponto de conexão do
capacitor.
De uma forma prática, a corrente de curto circuito simétrica máxima
(desconsiderando as contribuições de motores, geradores síncronos e os próprios
capacitores) é:
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Dimensionamento da manobra e proteção de capacitores
Considerando então um transformador de 500kVA, Z%=5,2%, tensão secundária de
440Vca, qual disjuntor usar no banco de capacitores anterior?
• Pela fórmula acima, temos: - Icc =
500
= 12.632 A = 12,6kA em 440Vca
0,44. 3.0,052
• O disjuntor, independente da corrente nominal, deverá ter uma capacidade de
interrupção de, no mínimo, 12,63kA / 440Vca.
• Neste caso, o disjuntor será de 100A, 15kA/440Vca
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores – Método analítico
% Carga: - Fator relativo a potência de trabalho do motor:
- Motor operando a 50% de P = 0,5
- Motor operando a 75% de P = 0,75
- Motor operando a 100% de P = 1,0
Fator “F”
P: - Potência ativa em kW
F: - Fator de multiplicação (tabelado)
Fator de potência atual x fator de potência desejado
η: - Rendimento do motor em função do percentual de carga que
esta operando
Qcamp: - Potência reativa do capacitor necessário no motor em kvar
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores – Método da tabela
Para o motor abaixo calcular os capacitores para corrigir o FP para
0,92:
- 7,5cv / 5,5 kW, 2 Pólos, 220Vca, carga de 75%
Para o cálculo da correção ver:
- CosØ – Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do
motor
- - Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do
motor
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Tabela catálogo Geral WMO
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
86,2 0,80
Tabela catálogo Geral WMO
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
0,324
WEG Automação - Tarifação
Tabela catálogo Mod.911 WA
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores – Método da tabela
Motor: - 7,5cv 5,5 kW / 2 Pólos / 220Vca / Carga de 75%
CosØ = 0,80
= 86,2
F = 0,324
Qkvar = 0,75 x 5,5 x 0,324
0,862
Qkvar = 1,6 kvar
Comercial: MCW2,5V25 (2,5 kvar) ou UCWT2V25 (2 kvar)
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores – Método analítico
Utilizando o capacitor de 2,5 kvar,qual será o novo Fator de
Potência ?
Qkvar = 0,75 x 5,5 x F
0,862
2,5 = 4,785 . F F = 0,5225
Na tabela de “F” buscamos a linha horizontal do fator de
potência = 0,8. Na linha horizontal do 0,8 identificamos o valor
que mais se aproxima de 0,5225. Neste ponto, buscamos no
eixo vertical o novo fator de potência.
Cos Ø = 0,98
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores
Para o motor abaixo calcular os capacitores
para corrigir o FP para 0,95:
- 150 kW, IP55, W21, 4 Pólos, 380 Vca, Carga de 100%
Para o cálculo da correção ver:
- CosØ – Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do
motor
- - Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do
motor
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores
para cálculo da
potência a vazio
WEG Automação - Tarifação
jun/2008
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores
Motor WEG, 150kW/200cv,
380V, 4P, n=94,6, In = 280A,
FP=0,86 (100%) e
S = 184kVA
St = 225 kVA
S1 = 184 kVA
S2 = 167 kVA
S1-S2 = 17kVA
Motor + Capacitor*:
ou seja
F.P.= 0,95 e S = 167 kVA
* Neste caso o Capacitor WEG fornece 40 kvar
corrigindo F.P. para 0,95
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores
Dica:
- Conexões diretas capacitor-motor (sem contator) são
possíveis, mas não recomendadas, desde que a potência
do capacitor seja 90% da potência a vazio do motor.
- No caso apresentado a potência máxima permitida seria
P = 92,6 A x 0,38 x 1,73 x 0,9 = 55 kVA
Ver tabela motor
O uso do contator para manobra do banco visa reduzir
riscos de ressonância e sobreexcitação que podem ocorrer
durante a energização e desenergização do motor.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Transformadores
Potência de excitação (kvar)
PExcit (kvar) = Io (%) x Pn (kVA)
100
Onde
PN (kVA) = Potência Nominal
Io (%) = Corrente de excitação
Distribuição
Força
PExcit (kvaAr)=
Io (%) x Pn (kVA)
100
2–
Po (kW) 2
Po (kW) = Perda a vazio
Fator de Potência
FP = cosϕ = Po (kW)
PExcit (kvaAr)
Onde: Po (kW) = Perda a vazio
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Transformadores
Exemplo 1 – transformador de distribuição
PN (kVA) = 300 kVA
Io (%) = 2,2
Po (W) = 950W
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Transformadores
Exemplo 1 – transformador de distribuição
PExcit (kvar) = Io (%) x PN (kVA)
100
PExcit (kvar) = 2,2 x 300
100
PExcit = 6,6 kvar
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Transformadores
Exemplo 1 – transformador de distribuição
FP = cosϕ =
cosϕ = 0,950
6,6
cosϕ = 0,14
WEG Automação - Tarifação
Po (kW)
PExcit (kvar)
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Transformadores
Regulação
Potência: 1000 kVA
Tensão do secundário: 380V
Fator de Potência
cosϕ = 1
cosϕ = 0,8
% Potência Nominal
100
100
Regulação
1,4
3,98
Tensão (V)
374,68
364,88
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Motores e Transformadores
Dica:
- Para motores e transformadores “recondicionados”
e/ou “recuperados” os valores nominais de fator de
potência ficam abaixo dos valores originais. Cuidado
ao dimensionar a correção para estes tipos de
equipamentos.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cub.
Medição
(MT)
QDMT
kWh
kW
kVArh
TC1/2/3
TP1/2
50/51N
S0
1
S0
2
Trafo–
1.000kVA
13,8kV / 380V
Z%=5%
Q0
1
QGBT
Q1
Q3
Q0
2
V, A, Hz,
FP
kWh, kW
kVArh
TI
A
CA
TC1/2/3
V
F01
Qx
Qz
TP1/2
CV
CCM
A
CA
TC1/2/3
Q2
K1M
K2M1
K2M2
F01
F01 TP1/2 CV
U3
Q1
S4
K4M1 K4M2
K4M3
M
M
M
M
50C
V
10C
V
100C
V
30CV
TP1/2
S01
A
CA
TC1/2/3
V
Q3
V
CV
QDF
S01
Q1
Q4
Qy
V, A, Hz,
FP
kWh, kW
kVArh
A
CA
TC1/2/3
E
Q2
Trafo–
1.000kVA
13,8kV / 380V
Z%=5%
WEG Automação - Tarifação
Q2
V
S3
F01 TP1/2 CV
F3
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
TENSÃO
380 V-60Hz
-MOTOR 4P - 1800 rpm
Potência
Potência Corrente
RendiQde
FP
Mecânica Nominal
mento
Elétrica
(kW)
CV kW
In(A)
100% 100%
2,77
1,50 1,10 2,57
2
79,5 0,82
3,00 2,20 5,05
8
83,0 0,80 21,20
5,00 3,70
8,1
3
85,5 0,81 12,98
7,50 5,50 11,6
3
88,0 0,82 18,75
12,5 9,20 19,3
3
88,5 0,82 31,19
20,0 15,0 29,9
3
90,2 0,83 49,89
25,0 18,5 37,0
3
91,0 0,83 60,99
50,0 37,0
70
3
92,4 0,86 120,13
60,0 45,0
83
2
93,0 0,87 96,77
150 110
206
1
93,5 0,87 117,65
175 130
245
1
94,1 0,85 138,15
32
TOTAL: 670,5
WEG Automação - Tarifação
Potência Potência
Elétrica
(kVA)
3,37
26,51
16,03
22,87
38,03
60,11
73,48
139,69
111,23
135,23
162,53
789,1
Reativa
(kVAr)
1,93
15,90
9,40
13,09
21,77
33,53
40,98
71,28
54,84
66,67
85,62
415,0
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Valores sem
correção FP
Grandezas
C
A
R
G
A
Valores com
correção FP=0,92
380 V
Valores com
correção FP=0,95
380 V
Tensão da Instalação
...................................... :
380 V
Potência Ativa Total
..................................
(P)
:
670 kW
670 kW
670 kW
Potência Reativa Total
.............................
(Q)
:
415 kVAr
415 kVAr
415 kVAr
Potência Aparente
...................................
(S)
:
789 kVA
789 kVA
789 kVA
Corrente Nominal Total
............................
(In)
:
1.191 A
1.191 A
0,85 Indutivo
Para
FP=
0,95
1.191 A
0,85 Indutivo
Fator de Potência da Instalação
.................... :
0,85 Indutivo
Fator de Potência desejado
........................... :
Indutivo
Bco. Capacitores necesário
............................ :
para correção do F.P.:
kVAr
129 kVAr
195 kVAr
Bco. de Capacitores proposto
....................... :
kVAr
130,0 kVAr
200,0 kVAr
Novo Fator de Potência
................................ :
0,920
0,92 Indutivo
0,950
0,95 Indutivo
Novo Valor Corrente Nominal
.......................... :
A
1.100 A
1.063 A
Corrente Liberada
A
91 A
128 A
............. :
WEG Automação - Tarifação
MELHOR
EFICIÊNCIA
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
SITUAÇÃO:
UMA
FÁBRICA
AUTOMÁTICO
NECESSITA
DE
DE
CAPACITORES
BANCO
PARA
CORREÇÃO DE F.P., EM 380V, EM PAINEL SOB
TEMPERATURA DE 40°C.
VALOR TOTAL DO BANCO: 100kVAr/6 estágios
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Diagrama unifilar do banco - 380 Vca
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo da corrente total e disjuntor geral
120
DWA400N-250-3
WEG Automação - Tarifação
120
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio
Dimensionamento fusíveis:
Incap-25 = 25/0,38*1,73 = 38A Infus.= 38A * 1,65
= 63A
Fusivel
= 63A
Incap-15 = 15/0,38*1,73 = 23A Infus.= 23A * 1,65
= 38A
Fusivel
= 50A
= 13,2A
Fusivel
= 16A
Incap-5 = 5/0,38*1,73 = 8A
Infus.= 8A * 1,65
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio
Dimensionamento contatores:
25kVAr
Contator CWMC32
15kVAr
Contator CWMC25
5kVAr
Contator CWMC25
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio
Dimensionamento condutores elétricos:
Os cabos devem ser dimensionados considerando o nível de curto circuito,
capacidade de corrente e queda de tensão -ver tabela específica do fabricante.
De maneira simplificada, vamos considerar a capacidade de corrente definida pela
proteção. Neste caso, a capacidade dos fusíveis será utilizada para dimensionar os
cabos elétricos.
Infus.= 63A
Condutor elétrico = 16
Condutor elétrico = 10
Infus.= 50A
Infus.= 16A
Condutor elétrico
= 2,5
• Para fusível de 16A, consideramos como seção mínima do circuito de força o cabo
de 2,5
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio
Atenção: para condutores elétricos
verificar as condições de instalação (por ex.
agrupamento, temperatura ambiente,
capacidade de interrupção, maneira de
instalar). Sempre consultar catálogos
específicos de forma a proceder ao correto
dimensionamento dos condutores elétricos.
A tabela ao lado é um exemplo de
capacidade de condução para cabos
instalados em eletrocalhas fechadas, sem
considerar nenhum fator de redução.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
50
CWM32C
CWM32C
CWM32C
16
16
16
CWM25C
CWM25C
CWM25C
DWA400N-250-3
120
WEG Automação - Tarifação
10
2,5
2,5
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
O cliente só disponibiliza a fatura de energia elétrica.
Neste caso, pode-se fazer uma avaliação, mas como veremos a
seguir, o cálculo não será conclusivo e determinado.
Erros de dimensionamento de capacitores podem comprometer
o desempenho do sistema elétrico. Todo o cuidado é pouco para
dimensionamento do fator de potência utilizando-se somente a
fatura de energia elétrica.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
Fatura de
Energia Elétrica
Tarifa binômia
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
Fatura de
Energia Elétrica
1
2
3
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
Descrição
Faturado
Tarifa
Valores
379,0 22,4300 8.518,91
DEM REATIVA EXC PONTA
338,0 7,4800 2.531,23
DEM REATIVA EXC FORA PONTA
4552,0 0,1470
ENERGIA REATIVA EXC PONTA
669,36
52638,0 0,0699 3.679,40
ENERGIA REATIVA EXC FP IND.
Total do Exc c/ ICMS
18.779,15
Valor da Fatura
64.556,63
29,1%
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
Considerando a tabela:
Qc=1300kW x 0,324 =
= 421,2 kvar
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
0,66.
Da tabela
0,66
0,712. Logo:
0,712 = 53,4 kvar = 55 kvar
55 / 10 = 5,5 = 6 células
6 x 10 kvar ou 2 x 2,5kvar + 4 x 5kvar + 3 x 10kvar
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
Exemplo prático de avaliação de uma correção do fator de potência:
- Considerando uma medição de grandezas elétricas numa indústria de papel,
durante o seguinte período: 17:29:00 de 28/09/2001 a 15:01:00 de 01/10/2001,
temos os seguintes valores médios:
Demanda = 441,19 kW
Fator de Potência = 0,708 indutivo Total de horas = 45
Qual a potência capacitiva para elevar o fator de potência da instalação para 0,95?
- na tabela F temos = 0,691 para corrigir para 0,95.
Pc = 441,19 x 0,691 = 305 kVAr
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
305 kvar
Figura 1
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
Figura 2
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
No exemplo em questão o banco de capacitores recomendado para a correção da
carga (conforme medição) seria de 518 kVAr, valor muito superior ao encontrado
quando se utiliza a demanda e fator de potência médio.
Dica: - a utilização de contas de energia elétrica para o cálculo do
banco de capacitores é orientativa. Os valores informados na fatura
(fator de potência) são uma média de 30 dias de medição o que pode
induzir a erros de cálculo.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP
CD para auxílio do cálculo da
Correção do Fator de Potência
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Fatura de energia
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Correção do fator de potência
Instalação
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Sugestões para instalação de capacitores em partidas
de motores
Partida direta
Para partida direta o capacitor deve ser ligado
conforme diagrama ao lado. Verificar sempre o
regime de funcionamento do motor. Para partidas
consecutivas com tempos inferiores a 1 minuto
prever restrição de religamento do banco. Podem
ocorrer sobreexcitações de tensão nos capacitores
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Sugestões para instalação de capacitores em partidas
de motores
Partida direta
Deve-se cuidar ao instalar o capacitor após o relé térmico –
ligação B da figura anterior. Para capacitores com esta
configuração, haverá necessidade de alterar o ajuste da
proteção proporcionalmente a redução de corrente aparente,
visto que haverá redução da corrente circulante pelo térmico.
Por exemplo: Um motor de 50 HP, 4 pólos, operando com 100%
de carga mecânica, com um capacitor solidário de 10kVAr, terá
uma redução na corrente de linha em torno de 9,0%. O ajuste do
relé térmico neste caso deverá ser reduzido em 9%.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Sugestões para instalação de capacitores em partidas
de motores
Partida estrela - triangulo
É necessário o uso de um contator para o
acionamento do capacitor.
Na transferência de K2 e K3 a tensão sob o capacitor
será a somatória do valor armazenado mais a tensão
da rede. Por este motivo, o banco só deve ser
energizado após fechamento de K1 e K3.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Sugestões para instalação de capacitores em partidas
de motores
Partida compensadora Neste tipo de compensação é imprescindível o uso
de um contator para o acionamento do capacitor.
O funcionamento da partida compensadora, pode ser
resumida da seguinte maneira: - Os contatores K2 e
K3 são ligados e alimentam o motor com tensão
reduzida através do autotransformador; após
temporização feita pelo sistema de comando, os
contatores K2 e K3 são desenergizados e alguns
milisegundos após é enviado um sinal para alimentar
o motor com tensão nominal através do contator K1.
Assim o capacitor será carregado durante a partida
com a tensão de alimentação reduzida (devido
autotransformador) e, na transferência, a tensão sob
o mesmo será a somatória do valor armazenado
mais a tensão da rede.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Sugestões para instalação de capacitores em partidas
de motores
Softstarter
É necessário o uso de um contator para o acionamento do
capacitor.
O capacitor só deve ser ligado a rede após a rampa de
aceleração da softstarter terminar.
Muito cuidado com partidas multibombas. Podem ocorrer
sobretensões nos capacitores.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Sugestões para instalação de capacitores em sistemas com
geradores de energia elétrica
Existem diversas maneiras de efetuar a instalação de capacitores com
segurança quando na presença de grupos geradores.
Uma maneira prática é prever equipamentos de manobra para os
capacitores e que esses equipamentos tenham seu comando bloqueado
pela carga, ou seja, quando a carga for retirada do sistema, o banco de
capacitores também é desconectado.
Na maioria das plantas industriais, esta técnica não é possível, pois há
uma grande variação de carga (e potência reativa) ao longo do processo
produtivo.
Neste caso é recomendado a utilização de bancos automáticos de
capacitores, com acionamento através de controladores eletrônicos.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Manutenção preventiva - mensal
1.1 - Verifique visualmente em todos os capacitores se houve
atuação do dispositivo de segurança interno, indicado pela
expansão da caneca de alumínio no sentido vertical.
1.2 - Medir a tensão e a corrente em cada unidade com instrumento
“TRUE RMS” na primeira energização. Fazer acompanhamento das
mesmas. Se atingirem ao longo do tempo, valores menores do que
20% da nominal, os capacitores deverão ser substituídos.
1.3 – Verificar o funcionamento adequado dos contatores
1.4 – Verificar se há fusíveis queimados. Caso positivo, identificar a
causa da queima antes da troca.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Manutenção preventiva - mensal
1.5 - Verificar se os terminais dos capacitores estão em perfeitas
condições de contato.
1.6 - Nos bancos com ventilação
funcionamento do termostato e ventilador.
forçada,
comprovar
o
1.7 – A temperatura externa do capacitor deverá ser menor do que
55oC.
1.8 – Verificar a existência de vazamentos na caneca metálica.
Qualquer tipo de vazamento implicará na imediata substituição do
capacitor.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Manutenção preventiva - semestral
2.1 – Efetuar limpeza completa do conjunto – painel metálico ou
conjunto de capacitores – MCW, usando álcool isopropílico.
2.2 – Repetir os procedimentos do item 1 – manutenção preventiva mensal
2.3 – Reapertar todos os parafusos dos contatos elétricos e
mecânicos.
2.4 – Medir a temperatura dos cabos conectados ao contator.
2.5 – Verificar estado de conservação das vedações contra entrada
de insetos e outros objetos.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
3.1 – Posição de montagem
Linha de capacitores para Correção
do Fator de Potência - diâmetro 60mm.
PREFERENCIAL
WEG Automação - Tarifação
Os capacitores para correção do fator
de potência, diâmetro 60mm, podem ser
montados na horizontal e na vertical com
os terminais para cima. A posição mais
favorável para a dissipação térmica é a
vertical com os terminais para cima.
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
3.1 – Posição de montagem
Linha de capacitores para Correção do
Fator de Potência - diâmetro 85mm
Recomendada
Os capacitores para correção do fator de
potência, diâmetro 85mm, devem ser
montados na vertical com os terminais para
cima, pois é a posição mais favorável para a
dissipação térmica.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
3.2 – Evitar instalação de cabos de sinal / controle muito próximos
aos condutores de força ligados a capacitores.
3.3 – Após desenergização de um capacitor, aguardar 1 minuto para
sua reenergização.
Os capacitores para correção do fator de potência devem ser
instalados sempre com seus respectivos resistores de descarga.
3.4 – É indicado evitar energização e reenergização simultânea de
bancos de capacitores.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
3.5 – As estruturas metálicas de suporte e carcaça dos capacitores
deverão ser rigidamente aterradas.
3.6 – Capacitores e bancos devem ser instalados em locais
ventilados e com espaçamento que permita sua refrigeração.
3.7 – Evitar exposição ao sol ou proximidade de equipamentos com
temperaturas elevadas.
3.8 – Não bloquear a entrada e saída de ar dos gabinetes.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
3.9 – Evitar instalação de capacitores em sistemas elétricos que
tenham cargas não lineares – verificar níveis de distorção
harmônica.
3.10 – Não utilizar os terminais das células – UCW para fazer
interligações entre si. Este tipo de ligação aumenta a corrente nos
terminais, provocando aquecimento e conseqüente vazamento das
células.
3.11 – Considerar sempre as perdas por efeito joule dos capacitores
para montagem de bancos.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
3.12 – Para casos onde o fornecimento de energia elétrica apresente
variação de tensão, pode-se utilizar capacitores de tensão reforçada.
Deve-se tomar o cuidado para estes casos, pois a utilização de
capacitores com tensão superior a tensão nominal reduz a potência
reativa conforme a fórmula a seguir:
WEG Automação - Tarifação
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Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
 Un2 

Qnovo = Qcap × 
 Ucap 2 


Onde:
-Qcap = potência reativa do capacitor
- Qnovo = nova potência reativa ou potência disponível com a nova tensão
- Un = Tensão da rede
- Ucap = tensão do capacitor (nunca poderá ser inferior a tensão da rede)
WEG Automação - Tarifação
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Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Análise de defeitos mais comuns em capacitores para correção
do fator de potência
4.1 – Queima do indutor de pré-carga do contator de manobra de
capacitores.
Possíveis causas:
- Repique do contator, que pode ser ocasionado pelo repique do
controlador automático de fator de potência, queda de tensão do
circuito de comando do contator, queda e retorno de tensão da
concessionária com intervalo muito pequeno entre a queda e o
retorno de tensão.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
4.2 – Queima de fusíveis.
Possíveis causas:
- Harmônicos na rede com geração de ressonância série (aumento
de corrente).
- Desequilíbrio de tensão
- Uso de fusíveis ultra-rápidos – O correto é utilizar fusível gL-gG
- Aplicação de tensão em capacitores carregados
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
4.3 – Expansão da unidade capacitiva - UCW.
Possíveis causas:
- Repique no contator
- Temperatura acima dos valores nominais de funcionamento
- Tensão acima dos valores nominais de funcionamento
- Chaveamento dos capacitores sem considerar os tempos de
descarga dos mesmos
- Final de vida dos capacitores
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
4.4 – Corrente especificada abaixo da nominal.
Possíveis causas:
- Tensão no capacitor abaixo da nominal
- Células expandidas
- Alto índice de regeneração das unidades capacitivas, implicando na
redução da potência reativa entregue ao sistema
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
4.5 – Vazamento e/ou aquecimento nos terminais da unidade
capacitiva.
Possíveis causas:
- Mal contato nos terminais de conexão
- Erro de instalação, como por exemplo, execução de solda nos
terminais da unidade capacitiva
- Interligação elétrica entre unidades capacitivas, ultrapassando a
capacidade de condução de corrente dos terminais dos capacitores.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Manutenção e instalação de capacitores
Sugestões e cuidados para instalação de capacitores
4.6 – Tensão acima da nominal.
Possíveis causas:
- Sistema elétrico com fator de potência capacitivo
- Ressonância paralela ocasionando aumento de tensão
4.7 – Corrente acima da nominal.
Possíveis causas:
- Ressonância série entre capacitores e transformador
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Correção do fator de potência
CFP e Harmônicos
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Harmônicos
Sinais de corrente ou de tensão que são representados por uma forma
de onda periódica, deformada, composta pela freqüencia fundamental da
rede elétrica, 50 ou 60Hz, mais os múltiplos desta freqüência que podem
atingir valores de vários kHz.
ORIGEM: - CARGAS NÃO LINEARES
Conversores / inversores de freqüência;
Acionamentos de corrente continua;
Retificadores;
Fornos a arco e de indução;
Reatores eletrônicos de iluminação;
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Harmônicos
Algumas formas de ondas de cargas não lineares
Model 7100
200.0V
Waveshape Disturbance
Single Phase
10.0A
Model 7100
400.0V
Waveshape Disturbance
Three Phase Wye
1.0KA
Va
Ia
0.0V
-200.0V
0.00ns
COP.Q-P1M1
0.0A
-10.0A
2.50 ms/div
50.00ms
05/04/00 13:44:56.60
5 Computadores tipo PC
dFP ≈ 1
Model 7100
550.0V
Va
Ia
0.0V
0.0A
-400.0V
0.00ns
FGE.Q-P1M1
-1.0KA
2.50 ms/div
50.00ms
07/13/00 20:47:52.70
364 Lâmpadas vapor
metálico dFP = 0,97
WEG Automação - Tarifação
Snapshot Waveform
Three Phase Delta
90.0A
Va
Ia
0.0V
-550.0V
0.00ns
PAL.Q-P1M1
0.0A
-90.0A
833.33 us/div
16.67ms
05/18/00 17:15:53.62
Entrada inversor 30 CV
dFP = 0,86
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Harmônicos
LIMITES ACEITÁVEIS NO CAPACITOR :
30 % de distorção total em corrente;
5% de distorção total em tensão, com porcentagem individual
máxima de 3%.
DICA :
Considera-se que há harmônicos na rede, sempre que as cargas não
lineares representem mais de 20% da carga total instalada.
CAPACITORES NÃO GERAM HARMÔNICOS!!!
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Harmônicos
EFEITOS
Falhas nos capacitores devido a:
- aquecimento excessivo devido as correntes adicionais de harmônicos.
- sobrecorrentes nos capacitores - ressonância série
- sobretensões - ressonância paralela
Aumento das perdas em equipamentos eletrônicos
Funcionamento irregular nos equipamentos de proteção e controle
Interferências eletromagnéticas
Vibrações e ruído acústico
Aumento da temperatura nos cabos e equipamentos de manobra
Sobretensão
Queima de reatores e lâmpadas de descarga
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Harmônicos
RESSONÂNCIA SÉRIE
I=E/R
Ocorre entre o transformador de força e
os capacitores ou banco de capacitores
R
0
I
α
ligados num mesmo barramento.
Corrente assume valor alto
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Cálculo da CFP – Harmônicos
RESSONÂNCIA PARALELA
Ocorre entre as cargas e os
capacitores, conectados num mesmo
barramento.
Tensão e impedância assumem
valores altos
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos – fator de potência em instalações com THD
Cargas
Não
Lineares
Distorção total em
corrente da instalação
TDD
Distorção em
tensão típica no
barramento
THD(v)
Fator de
Potencia
Tempo de vida útil dos
capacitores na instalação
± 95%
Maior que 30%
De 10% a 15%
De 0,90 até 0,92
Curtíssima (1 a 2 Meses)
±75%
De 20% até 30%
De 7% a 10%
De 0,88 a 0,90
Curta (2 a 6 Meses)
±50%
De 10% até 20%
De 4% a 7%
De 0,85 a 0,88
Média (1 a 3 anos)
± 20%
Menor que 10%
De 2% a 4%
De 0,75 a 0,85
Grande (3 a 6 anos)
Obs.:
1) Os valores citados acima são baseados em valores médios e
experiências fornecidas por usuários de capacitores em instalações com
distorção harmônica.
2) Existiram casos com DH de 4% e os capacitores tiveram vida útil
de 6 meses. Bem como casos onde a DH era de 10% e os capacitores
suportaram 2 anos, se a DH é constante sobre os capacitores, a vida útil é
jun/2008
WEG Automação - Tarifação
muito reduzida.
Motores | Automação | Energia | Tintas
Correção do fator de potência
Casos CFP
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
1 – Uso de capacitores de prolipropileno metalizado
“caneca plástica” para correção do fator de potência
Este tipo de capacitor também fornece reativos para a rede, mas
não dispõe do recurso de proteção necessário para este tipo de
aplicação. Não deve ser utilizado em hipótese alguma para este
fim.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
jun/2008
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
jun/2008
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
E quando existem
harmônicos na instalação
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
kW (P)
FP = --------- = COSϕ
kVA (S)
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
2 – Fábrica de capacitores WEG
Ao ser ligado o banco automático de capacitores para a
correção do fator de potência da fábrica, a distorção das
formas de ondas das tensões no interior da mesma
inviabilizava o teste dos capacitores produzidos.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
2 – Fábrica de capacitores WEG
134 kV
13,8 kV
300 kVA
13,8/0,38 kV
Z=5,05 %
Pto. das
medições
1,5 MVA
13,8/1,5 kV
Z=6,05 %
Forno de
Indução 1,5MVA
Fábrica capacitores
380V – DHT=14,6% 5aH=9,6% 7aH=11,0%
Bco.Cap.
115 kVAr
QGBT
1
QGBT
2
QGBT
3
Teste Cap.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
2 – Fábrica de capacitores WEG
Análise das distorções das formas de ondas das tensões e
das correntes nas fases: A - B - C durante as manobras
com:
Forno de Indução – ligado e desligado e o Banco de
Capacitores – ligado e desligado
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Forno: desligado
Model 7100
350.0V
Banco Cap.: desligado
Snapshot Waveform
Three Phase Wye
465.0A
Va
Ia
0.0V
-350.0V
0.00ns
WEG.Q-P1M2
0.0A
833.33 us/div
04/23/04 11:13:58.14
Nota-se a boa qualidade
das formas de ondas, de
tensão e corrente, porem
com baixo FP.
-465.0A
16.67ms
Distorção Harmônica Total DHT
Fases
Fase A
Fase B
Fase C
%
%
%
Formato
A
V
A
V
A
V
Amps./Volts
Valores a 60 Hz 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
DHT
0,98
0,88
0,97
1,74
1,97
2,26
WEG Automação - Tarifação
Neutro
Amps/Volts
A
V
32,64
0,98
12,99
3,28
Motores | Automação | Energia | Tintas
Banco Cap.: ligado
Forno: desligado
Model 7100
350.0V
Snapshot Waveform
Three Phase Wye
400.0A
Vb
Ib
0.0V
-350.0V
0.00ns
WEG.Q-P1M2
0.0A
833.33 us/div
04/23/04 08:52:58.14
Ao ser ligado o bco. de
capacitores
houve
um
considerável aumento da
DH da corrente
-400.0A
16.67ms
Distorção Harmônica Total DHT
Fases
Fase A
Fase B
Fase C
%
%
%
Formato
A
V
A
V
A
V
Amps./Volts
Valores a 60 Hz 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
DHT 14,91
1,54
2,31
1,89
19,38
14,10
WEG Automação - Tarifação
Neutro
Amps/Volts
A
V
35,87
1,22
22,23
3,11
Motores | Automação | Energia | Tintas
Forno: ligado
Model 7100
350.0V
Banco Cap.: desligado
Snapshot Waveform
Three Phase Wye
430.0A
Vb
Ib
0.0V
-350.0V
0.00ns
WEG.Q-P1M2
0.0A
833.33 us/div
04/23/04 11:03:58.14
Ao ser ligado o Forno
houve um considerável
aumento da distorção
nas formas de onda, da
tensão e corrente mesmo
com o bco. desligado.
-430.0A
16.67ms
Distorção Harmônica Total DHT
Fases
Fase A
Fase B
Fase C
Formato
%
%
%
Amps./Volts
A
V
A
V
A
V
Valores a 60 Hz 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
DHT
9,37
5,90
10,23
6,69
9,14
6,04
WEG Automação - Tarifação
Neutro
Amps/Volts
A
V
39,15
1,53
16,04
3,16
Motores | Automação | Energia | Tintas
Forno: ligado
Model 7100
400.0V
Banco Cap.: ligado
Snapshot Waveform
Three Phase Wye
480.0A
Vb
Ib
0.0V
-400.0V
0.00ns
WEG.Q-P1M2
0.0A
833.33 us/div
04/23/04 10:29:58.15
Com o Forno e bco. de
cap. ligados, a DH
atinge
seus
valores
máximos
-480.0A
16.67ms
Distorção Harmônica Total DHT
Fases
Fase A
Fase B
Fase C
Formato
%
%
%
Amps./Volts
A
V
A
V
A
V
Valores a 60 Hz 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
DHT 67,80 12,07
74,90 14,65
70,15 14,15
WEG Automação - Tarifação
Neutro
Amps/Volts
A
V
31,42
0,50
18,57
3,47
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
2 – Fábrica de capacitores WEG
Solução:
Instalação de um banco automático com filtros para distorção
harmônica, com correção simultânea do Fator de Potência.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Análise da deformação das formas de onda: DHT e DHI pior caso
Event Time
Instrument Type
Samples/Cycle
04/23/04 10:29:58.15
Distorção
Fase A
Fase
Distorção Harmônica Total DHT
Fases
Fase A
Fase
Formato
%
%
Amps./Volts
A
V
A
Valores a 60 Hz 100,00 100,00 100,00
74,90
DHT 67,80 12,07
74,86
Odd (Impar) 67,77 12,06
2,20
2,35
Even (Par)
0,52
Distorção Harmônica Individual DHI
1,45
3,86
H3-180 Hz
0,40
32,96
H5-300 Hz 33,03
8,42
66,75
H7-420 Hz 58,87
8,60
B
B
0,97
15,30
6,92
0,55
3,85
1,75
1,67
15,91
8,76
Neutro
V
100,00
14,65
14,64
0,54
Fase
%
A
100,00
70,15
70,13
1,61
V
100,00
14,15
14,15
0,32
0,28
9,60
11,01
3,82
26,77
64,43
0,65
8,57
11,20
0,9586
0,9845
Fator de Potência
%
%
Distorção formato
A
V
A
V
Amps./Volts
100
100
100
100
Valores em 60 Hz
18,34 6,07
DHT % 17,00
4,50
Distorção Harmônica Individual DHI
H3-180 Hz
H5-300 Hz
H7-420 Hz
Fase C
0,40
5,64
1,83
C
0,9661
%
A
V
100
100
14,79
5,25
3,07
13,66
4,54
WEG Automação - Tarifação
Model 7100
128
0,59
4,82
1,60
Neutro
Amps/Volts
A
V
31,42
0,50
18,57
3,47
18,56
3,05
0,74
1,66
15,80
4,82
0,71
Medições antes da
instalação do
Banco de Filtros,
0,96
0,47
1,28
Amps/Volts
A
V
Medições após a
instalação do
banco de Filtros,
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
2 – Fábrica de capacitores WEG
Conclusões:
1- Na presença de cargas não lineares a CFP deve ser feita com
filtros com correção simultânea do FP.
2- Observar a origem da distorção harmônica, se a montante ou
juzante do ponto das medições.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
4 – SABESP - Softstarter
3F-440Vca
Sistema de
partida com
softstarter e
CFP
370kW500CV580A
Sistema de
partida com
softstarter e
CFP
370kW500CV580A
Sistema de
partida com
softstarter e
CFP
370kW500CV580A
WEG Automação - Tarifação
Sistema de
partida com
softstarter e
CFP
370kW500CV580A
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
4 – SABESP - Softstarter
- Problema apresentado:
- Queima constante dos capacitores
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
4 – SABESP - Softstarter
- Oscilograma – partida com sofstarter
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Definições e aplicação
Casos práticos
4 – SABESP - Softstarter
-Solução:
- Colocação dos capacitores no sistema somente após partida da SSW
utilizando um CLIC.
O CLIC retira os capacitores sempre que alguma SSW é acionada.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Correção do fator de potência
Exercícios
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Motores
Para o motor abaixo calcular os capacitores para corrigir o
FP para 0,92:
- 7,5cv / 5,5 kW, 2 Pólos, 220Vca, carga de 75%, = 86,2
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
0,324
WEG Automação - Tarifação
Tabela catálogo Mod.911 WA
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Motores – Método da tabela
Motor: - 7,5cv 5,5 kW / 2 Pólos / 220Vca / Carga de 75%
CosØ = 0,80
= 86,2
F = 0,324
Qkvar = 0,75 x 5,5 x 0,324
0,862
Qkvar = 1,6 kvar
Comercial: MCW2,5V25 (2,5 kvar) ou UCWT2V25 (2 kvar)
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Motores
Para o motor abaixo calcular os capacitores
para corrigir o FP para 0,95:
- 150 kW, IP55, W21, 4 Pólos, 380 Vca, Carga de 100%
Para o cálculo da correção ver:
- CosØ – Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do
motor
- - Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do
motor
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Motores
para cálculo da
potência a vazio
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Motores
Motor WEG, 150kW/200cv, 380V, 4P, n=94,6, In
= 280A, FP=0,86 (100%) e S = 184kVA
Qkvar = 1,0 x 150 x 0,264
0,946
Qkvar = 41,86 kvar
Comercial: 2 x UCWT22,5V40 (2 x 22,5 kvar)
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP – Motores – CD cálculo
Exemplo:
Motor: 7,5cv / 5,5 kW, 220 Vca, 2 Pólos, Carga de
75%, CosØ = 0,80 / = 86,2
2 modos de calcular – utilizando motor padrão ou
motor especial – ver cálculo no CD.
Qcapm = 1,56 kvar
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores –
Corrigir CFP para 0,95 CCM indicado
Cub.
Medição
(MT)
QDMT
kWh
kW
kVArh
TC1/2/3
TP1/2
50/51N
S0
1
S0
2
Trafo–
1.000kVA
13,8kV / 380V
Z%=5%
Q0
1
QGBT
Q1
Q3
Q0
2
V, A, Hz,
FP
kWh, kW
kVArh
TI
A
CA
TC1/2/3
V
F01
Qx
Qz
TP1/2
CV
CCM
A
CA
TC1/2/3
Q2
K1M
K2M1
K2M2
F01
F01 TP1/2 CV
U3
Q1
S4
K4M1 K4M2
K4M3
M
M
M
M
50C
V
10C
V
100C
V
30CV
TP1/2
S01
A
CA
TC1/2/3
V
Q3
V
CV
QDF
S01
Q1
Q4
Qy
V, A, Hz,
FP
kWh, kW
kVArh
A
CA
TC1/2/3
E
Q2
Trafo–
1.000kVA
13,8kV / 380V
Z%=5%
WEG Automação - Tarifação
Q2
V
S3
F01 TP1/2 CV
F3
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
TENSÃO
380 V-60Hz
-MOTOR 4P - 1800 rpm
Potência Potência Potência
Potência Corrente
RendiQde
FP
Mecânica Nominal
mento
Elétrica Elétrica Reativa
CV kW
In(A)
100% 100%
(kW)
(kVA)
(kVAr)
1,50 1,10 2,57
2
79,5 0,82
8
83,0 0,80
3,00 2,20 5,05
5,00 3,70
8,1
3
85,5 0,81
3
88,0 0,82
7,50 5,50 11,6
12,5 9,20 19,3
3
88,5 0,82
20,0 15,0 29,9
3
90,2 0,83
3
91,0 0,83
25,0 18,5 37,0
50,0 37,0
70
3
92,4 0,86
60,0 45,0
83
2
93,0 0,87
1
93,5 0,87
150 110
206
175 130
245
1
94,1 0,85
32
TOTAL:
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
TENSÃO
380 V-60Hz
-MOTOR 4P - 1800 rpm
Potência
Potência Corrente
RendiQde
FP
Mecânica Nominal
mento
Elétrica
(kW)
CV kW
In(A)
100% 100%
2,77
1,50 1,10 2,57
2
79,5 0,82
3,00 2,20 5,05
8
83,0 0,80 21,20
5,00 3,70
8,1
3
85,5 0,81 12,98
7,50 5,50 11,6
3
88,0 0,82 18,75
12,5 9,20 19,3
3
88,5 0,82 31,19
20,0 15,0 29,9
3
90,2 0,83 49,89
25,0 18,5 37,0
3
91,0 0,83 60,99
50,0 37,0
70
3
92,4 0,86 120,13
60,0 45,0
83
2
93,0 0,87 96,77
150 110
206
1
93,5 0,87 117,65
175 130
245
1
94,1 0,85 138,15
32
TOTAL: 670,5
WEG Automação - Tarifação
Potência Potência
Elétrica
(kVA)
3,37
26,51
16,03
22,87
38,03
60,11
73,48
139,69
111,23
135,23
162,53
789,1
Reativa
(kVAr)
1,93
15,90
9,40
13,09
21,77
33,53
40,98
71,28
54,84
66,67
85,62
415,0
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
FP tot.
=
670,5
789,1
= 0,8497
Qkvar = 1,0 x 670,5 x 0,264
onde F (0,85 para 0,95) = 0,264
Qkvar = 177,0 kvar
ou F = tg (arc cosØ1) - tg (arc cosØ2) =
= tg (arc cos0,85) - tg (arc cos95) = 0,2911
Qkvar = 1,0 x 670,5 x 0,2911
WEG Automação - Tarifação
Qkvar = 195,2 kvar
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
SITUAÇÃO:
DIMENSIONAR PARA O CCM ANTERIOR, UM
BANCO AUTOMÁTICO DE CAPACITORES PARA
CORREÇÃO DE F.P., EM 380V, EM PAINEL SOB
TEMPERATURA DE 40°C.
VALOR TOTAL DO BANCO: 200kVAr/6 estágios
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Diagrama unifilar do banco – 200kvar - 380 Vca
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Atenção: para condutores elétricos
verificar as condições de instalação (por ex.
agrupamento, temperatura ambiente,
capacidade de interrupção, maneira de
instalar). Sempre consultar catálogos
específicos de forma a proceder ao correto
dimensionamento dos condutores elétricos.
A tabela ao lado é um exemplo de
capacidade de condução para cabos
instalados em eletrocalhas fechadas, sem
considerar nenhum fator de redução.
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo da corrente total e disjuntor geral
185
200kvar
DWA400N-320-3
304A
WEG Automação - Tarifação
185
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Definição estágios
2 x 50 kvar
2 x 30 kvar
2 x 20kvar
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio
Dimensionamento fusíveis:
Incap-50 = 50/0,38*1,73 = 76A Infus.= 76A * 1,65
= 126A
Fusivel
= 160A
Incap-30 = 30/0,38*1,73 = 46A Infus.= 46A * 1,65
= 76A
Fusivel
= 80A
Incap-20 = 20/0,38*1,73 = 30A Infus.= 30A * 1,65
= 50A
Fusivel
= 63A
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio
Dimensionamento contatores:
50kVAr
Contator CWMC65
30kVAr
Contator CWMC50
20kVAr
Contator CWMC32
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
Cálculo condutores, contatores e fusíveis por estágio
Dimensionamento condutores elétricos:
Os cabos devem ser dimensionados considerando o nível de curto circuito,
capacidade de corrente e queda de tensão -ver tabela específica do fabricante.
De maneira simplificada, vamos considerar a capacidade de corrente definida pela
proteção. Neste caso, a capacidade dos fusíveis será utilizada para dimensionar os
cabos elétricos.
Infus.= 160A
Condutor elétrico = 70
Condutor elétrico = 25
Infus.= 80A
Infus.=
35A
WEG Automação - Tarifação
Condutor elétrico
= 16
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP - Banco de capacitores
160A
160A
CWM65C
80A
80A
CWM65C
CWM50C
CWM50C
70
70
25
25
50KVAR
50KVAR
30KVAR
30KVAR
50
63A
CWM32C
63A
CWM32C
DWA400N-400-3
185
WEG Automação - Tarifação
16
20KVAR
16
20KVAR
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP – Fatura de energia
0,66.
Da tabela
0,66
0,712. Logo:
0,712 = 53,4 kvar = 55 kvar
55 / 10 = 5,5 = 6 células
6 x 10 kvar ou 2 x 2,5kvar + 4 x 5kvar + 3 x 10kvar
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Fatura de
Energia Elétrica
Tarifa MONÔMIA
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Cálculo da CFP – Fatura de energia – CD cálculo
Fatura de Energia Elétrica -Tarifa monômia
WEG Automação - Tarifação
Motores | Automação | Energia | Tintas
Palestrante: Engº Roberto Wagner
e-mail: [email protected]
Fone: (84) 3234-1117
www.weg.net
WEG Automação - Tarifação