4. FATOR DE POTÊNCIA
Um baixo fator de Potência pode vir a provocar sobrecarga em cabos e
transformadores, aumento das perdas do sistema, aumento das quedas de
tensão, e o aumento do desgaste em dispositivos de proteção e manobra.
Podem-se destacar alguns equipamentos responsáveis pelo baixo fator de
potência nas instalações elétricas:
- motores de indução;
- transformadores de potência;
- reatores eletromagnéticos de Lâmpadas fluorescentes;
- retificadores;
- equipamentos eletrônicos.
O método mais comum para correção do fator de potência consiste na
instalação de bancos de capacitores em paralelo com a rede elétrica, devido ao
menor custo de implementação e por serem equipamentos estáticos de baixo
custo de manutenção. O uso de motores síncronos superexcitados consiste em
alternativa para correção do fator de potência, porém é necessário que sua
aplicação seja economicamente viável.
Potência Ativa: Qualquer equipamento que transforme a energia elétrica em outra
forma de energia útil (térmica, luminosa, cinética) é um consumidor de energia
ativa.
Potência
Reativa:
Qualquer
equipamento
que
possua
enrolamentos
(transformadores, motores, reatores), e, portanto, necessitem de energia
magnetizante como intermediária na utilização de energia ativa é um consumidor
de energia reativa.
Se o circuito for indutivo, consumidor ou receptor de energia reativa, o fator
de potência é dito em atraso; se o circuito for capacitivo, fornecedor de energia
reativa, o fator de potência é dito em avanço.
4.1. Correção do Fator de Potência
A correção do fator de Potência tem por objetivo a especificação da
potência reativa necessária para a elevação do fator de potência, de forma a evitar
a ocorrência de cobrança, pela concessionária de energia, dos valores referentes
aos excedentes de demanda reativa e de consumo reativo e a obter os benefícios
adicionais em termos de redução de perdas e de melhorias do perfil de tensão da
rede elétrica.
Exemplo: Fazer a correção do fator de Potência para 0,9
Dados:
Potência ativa da instalação 80KW
Fator de Potência = cos = 0,8
Resolução:
Potencia Aparente: 100KVA
Potência Reativa: 60Kvar
Para Fator de Potência 0,9, devemos ter: 88,9 KVA e 38,7 Kvar
Kvar (necessários) = 21,3
Na prática, utiliza-se a tabela de multiplicadores para correção do fator de
potência.
Kvar (necessários) = KW . (tan φ1 – tan φ2).
De acordo com a tabela: 80 . 0,266 = 21,3 Kvar
4.2. Causas do Baixo Fator de Potência
a) Nível de Tensão acima do nominal
O nível de tensão tem influência negativa sobre o fator de potência das
instalações, pois, a potência reativa (Kvar) é aproximadamente proporcional ao
quadrado da tensão.
b) Motores Operando em Vazio ou Superdimensionados
Os motores elétricos de indução consomem praticamente a mesma quantidade
de energia reativa quando operando em vazio ou à plena carga.
c) Transformadores em Vazio ou com Pequenas Cargas
Transformadores operando em vazio ou alimentados com pouca carga, uo
ainda, quando superdimensionados, poderão consumir uma elevada quantidade
de reativos.
4.3. Dados para Projetos
A fim de facilitar a especificação dos capacitores de baixa tensão, segue a
tabela, com os dados para a instalação em três níveis de tensão. Maiores
informações devem ser conseguidas em catálogos específicos.
5. Sistema de Proteção Contra Descarga Atmosférica - SPDA
5.1. A Formação do Raio
Os raios descendentes de polaridade negativa são os mais freqüentes, de
acordo com pesquisas realizadas em todo o mundo, sendo que sua formação
passa pelas seguintes etapas:
- a concentração de cargas na parte central da nuvem excede a
suportabilidade do ar ( de 10 a 30 kV/cm) e ocorre a descarga;
5.1. Método de Franklin
O método franklin é aplicado em casos de proteção a construções com
grandes alturas e pequenas áreas. Consiste em haste com captor ligado a
condutor nu e diretamente aterrado.
Raio
hc 
tan 
5.2. Método de Faraday
Aplicado à construções com grandes áreas em nível. Neste sistema de
proteção, uma rede de condutores, lançada na cobertura e nas laterais da
instalação a ser protegida, forma uma blindagem eletrotática, destinada a
interceptar as descargas atmosféricas incidentes. Elementos metálicos estruturais,
de fachada e de cobertura, podem integrar esta rede de condutores. Edificações
com estrutura metálica na cobertura e continuidade elétrica nas ferragens
estruturais e aterramento em fundação (ou anel) possuem bom desempenho como
Gaiolas de Faraday.
6. Projetos de Instalações Elétricas em Baixa Tensão
Exemplo de Projeto de Instalações Elétricas.
Aplicações dos conceitos abordados na disciplina de instalações elétricas
de baixa tensão no Software LUMINE.