Este documento discute a instalação e uso de capacitores para corrigir o fator de potência em sistemas elétricos. Explica conceitos básicos sobre potência ativa, reativa e aparente, e como capacitores podem ser usados para fornecer potência reativa e melhorar o fator de potência. Detalha os benefícios da correção do fator de potência, como redução de perdas, melhoria nos níveis de tensão e maior utilização da capacidade instalada.
O documento discute o dimensionamento de condutores elétricos de acordo com a norma NBR 5410:2004, abordando os seis critérios para dimensionamento, incluindo a capacidade de condução de corrente, queda de tensão, seção mínima, sobrecarga, curto-circuito e choques elétricos. Também apresenta tabelas com fatores de correção para cálculo da corrente de projeto corrigida.
The document is the user manual for Huawei's SUN2000 string inverters, ranging from 8kW to 28kW. It provides instructions on installation, electrical connections, system operation, LCD menu navigation, and maintenance for the inverters. The manual includes safety guidelines, product overviews, wiring diagrams, troubleshooting tips, and technical specifications. It is intended to guide photovoltaic plant operators and electrical technicians on how to properly install and operate the SUN2000 inverters.
Okonite Cable Brands
C-L-X® Continuous-Lightweight-Exterior. Welded and corrugated, impervious metallic sheathed cables.
LOXARMOR® An interlocked "S" shaped armor cable covering, normally galvanized steel or aluminum.
OKOBON® A moisture resistant cable finish consisting of an aluminum/copolymer tape fused to itself and to an overall jacket.
OKOBUS® Fieldbus instrumentation cable.
OKOCLEAR TP® (TPPO) Thermoplastic Polyolefin low smoke/zero halogen jacket compound.
OKOCLEAR TS® Thermosetting Polyolefin low smoke/zero halogen jacket compound.
OKOGUARD® Okonite's exclusive ethylene-propylene rubber (EPR) based, thermosetting insulation, with an optimum balance of electrical and physical properties unequaled in other solid dielectrics, used on power cables rated 600 V and above.
OKOLENE® Thermoplastic polyethylene based insulating or jacketing compound.
OKONITE® Okonite's exclusive ethylene propylene rubber (EPR) based, thermo-setting insulation used up to 2000V.
OKONITE-FMR® Okonite's exclusive flame and moisture resistant ethylene propylene rubber (EPR) insulation used up to 2000V.
OKOGUARD-OKOLON® Composite insulation system consisting of a layer of EPR and covered with a chlorinated thermoset compound.
OKO-PACK® Okonite's unique compact round conductor shape and design.
OKOSEAL® A PVC insulation or jacketing compound with excellent resistance to flame and most chemicals.
OKOSEAL-N® PVC insulated and nylon jacketed low voltage conductors, Type THHN, THWN-2 and TFN.
OKOLON TP-CPE® Thermoplastic moisture resistant CPE compound serving as an outer sheath.
OKOLON TS-CPE® Thermoset moisture resistant flame retardant CPE outer sheath.
OKOTHERM® Heat resistant silicone rubber based insulation for use in high temperature locations.
OKOZEL® Okonite's name for its ETFE based flame and radiation resistant insulating and jacketing compound.
P-30® Okolene-Okoseal insulated 600V multiple and single conductor control cable.
1. O documento discute os conceitos e objetivos de sistemas de aterramento elétrico. Ele explica que o aterramento fornece um caminho seguro para correntes de falta e descargas atmosféricas, protegendo pessoas e equipamentos.
2. As principais funções de um sistema de aterramento incluem segurança pessoal, desligamento automático de falhas, controle de tensões e eliminação de ruído em equipamentos eletrônicos.
3. Conceitos importantes incluem tensão de contato, tensão de to
1. O documento estabelece critérios para calcular a demanda de energia elétrica para residências, comércios e indústrias para especificar o ramal de ligação e tipo de medição.
2. Para residências, utiliza-se módulos de demanda para cada cômodo que são somados e aplicam-se fatores de diversidade e localização para determinar o tipo de fornecimento.
3. Para comércios e indústrias, calcula-se a demanda a partir da potência instalada usando fatores de demanda e
1) O documento descreve os procedimentos para criar sub-redes em uma rede, incluindo determinar o número de bits de host, listar as novas identificações de sub-rede e endereços IPs.
2) São apresentados dois métodos para listar as novas identificações de sub-rede: o método binário e o método decimal.
3) O número de bits de host usado determina o número máximo de sub-redes e hosts por sub-rede, e deve ser escolhido de acordo com as necessidades atuais e futuras da rede.
Este documento descreve os principais aspectos dos sistemas elétricos de potência, incluindo a estrutura do Sistema Interligado Nacional, subestações e elementos do SEP. Também discute tópicos como proteção, tensões nominais, requisitos técnicos e operacionais, e serviços auxiliares em subestações.
O documento apresenta uma introdução sobre automação industrial, abordando seu histórico e aplicações atuais. Discute os principais elementos de um sistema automatizado, incluindo sensores, atuadores e controladores lógicos programáveis. Também descreve diferentes tipos de variáveis e entradas/saídas usadas em sistemas automatizados.
O documento discute o dimensionamento de condutores elétricos de acordo com a norma NBR 5410:2004, abordando os seis critérios para dimensionamento, incluindo a capacidade de condução de corrente, queda de tensão, seção mínima, sobrecarga, curto-circuito e choques elétricos. Também apresenta tabelas com fatores de correção para cálculo da corrente de projeto corrigida.
The document is the user manual for Huawei's SUN2000 string inverters, ranging from 8kW to 28kW. It provides instructions on installation, electrical connections, system operation, LCD menu navigation, and maintenance for the inverters. The manual includes safety guidelines, product overviews, wiring diagrams, troubleshooting tips, and technical specifications. It is intended to guide photovoltaic plant operators and electrical technicians on how to properly install and operate the SUN2000 inverters.
Okonite Cable Brands
C-L-X® Continuous-Lightweight-Exterior. Welded and corrugated, impervious metallic sheathed cables.
LOXARMOR® An interlocked "S" shaped armor cable covering, normally galvanized steel or aluminum.
OKOBON® A moisture resistant cable finish consisting of an aluminum/copolymer tape fused to itself and to an overall jacket.
OKOBUS® Fieldbus instrumentation cable.
OKOCLEAR TP® (TPPO) Thermoplastic Polyolefin low smoke/zero halogen jacket compound.
OKOCLEAR TS® Thermosetting Polyolefin low smoke/zero halogen jacket compound.
OKOGUARD® Okonite's exclusive ethylene-propylene rubber (EPR) based, thermosetting insulation, with an optimum balance of electrical and physical properties unequaled in other solid dielectrics, used on power cables rated 600 V and above.
OKOLENE® Thermoplastic polyethylene based insulating or jacketing compound.
OKONITE® Okonite's exclusive ethylene propylene rubber (EPR) based, thermo-setting insulation used up to 2000V.
OKONITE-FMR® Okonite's exclusive flame and moisture resistant ethylene propylene rubber (EPR) insulation used up to 2000V.
OKOGUARD-OKOLON® Composite insulation system consisting of a layer of EPR and covered with a chlorinated thermoset compound.
OKO-PACK® Okonite's unique compact round conductor shape and design.
OKOSEAL® A PVC insulation or jacketing compound with excellent resistance to flame and most chemicals.
OKOSEAL-N® PVC insulated and nylon jacketed low voltage conductors, Type THHN, THWN-2 and TFN.
OKOLON TP-CPE® Thermoplastic moisture resistant CPE compound serving as an outer sheath.
OKOLON TS-CPE® Thermoset moisture resistant flame retardant CPE outer sheath.
OKOTHERM® Heat resistant silicone rubber based insulation for use in high temperature locations.
OKOZEL® Okonite's name for its ETFE based flame and radiation resistant insulating and jacketing compound.
P-30® Okolene-Okoseal insulated 600V multiple and single conductor control cable.
1. O documento discute os conceitos e objetivos de sistemas de aterramento elétrico. Ele explica que o aterramento fornece um caminho seguro para correntes de falta e descargas atmosféricas, protegendo pessoas e equipamentos.
2. As principais funções de um sistema de aterramento incluem segurança pessoal, desligamento automático de falhas, controle de tensões e eliminação de ruído em equipamentos eletrônicos.
3. Conceitos importantes incluem tensão de contato, tensão de to
1. O documento estabelece critérios para calcular a demanda de energia elétrica para residências, comércios e indústrias para especificar o ramal de ligação e tipo de medição.
2. Para residências, utiliza-se módulos de demanda para cada cômodo que são somados e aplicam-se fatores de diversidade e localização para determinar o tipo de fornecimento.
3. Para comércios e indústrias, calcula-se a demanda a partir da potência instalada usando fatores de demanda e
1) O documento descreve os procedimentos para criar sub-redes em uma rede, incluindo determinar o número de bits de host, listar as novas identificações de sub-rede e endereços IPs.
2) São apresentados dois métodos para listar as novas identificações de sub-rede: o método binário e o método decimal.
3) O número de bits de host usado determina o número máximo de sub-redes e hosts por sub-rede, e deve ser escolhido de acordo com as necessidades atuais e futuras da rede.
Este documento descreve os principais aspectos dos sistemas elétricos de potência, incluindo a estrutura do Sistema Interligado Nacional, subestações e elementos do SEP. Também discute tópicos como proteção, tensões nominais, requisitos técnicos e operacionais, e serviços auxiliares em subestações.
O documento apresenta uma introdução sobre automação industrial, abordando seu histórico e aplicações atuais. Discute os principais elementos de um sistema automatizado, incluindo sensores, atuadores e controladores lógicos programáveis. Também descreve diferentes tipos de variáveis e entradas/saídas usadas em sistemas automatizados.
O documento descreve o funcionamento e uso de um multímetro e fonte de tensão elétrica para experimentos de laboratório de física. Explica as partes e funções de cada equipamento, como realizar medições de tensão e corrente, e como montar circuitos elétricos simples usando os equipamentos.
O documento descreve testes realizados em transformadores para determinar seus seis parâmetros. O teste em vazio mede a resistência dos enrolamentos e o teste de circuito aberto mede a perda do núcleo e a reatância de magnetização. O teste de curto-circuito determina a reatância de dispersão dos enrolamentos primário e secundário.
Noções básicas de instalações elétricas prediaisRone Sousa
O documento discute instalações elétricas prediais, abordando simbologia e normas, esquemas elétricos monofásico, bifásico e trifásico, conexões em instalações elétricas, proteção em instalações elétricas contra sobrecarga e curto-circuito, e referências bibliográficas.
A NBR 5410 estabelece as condições para instalações elétricas de baixa tensão garantirem segurança, funcionamento adequado e conservação de bens. A norma se aplica principalmente a instalações em edificações e áreas externas, definindo requisitos de proteção contra choques elétricos e eqüipotencialização.
Este documento discute circuitos retificadores, incluindo circuitos de meia onda e onda completa. Ele fornece equações para calcular a tensão média e corrente em carga para cada circuito, além de especificações mínimas para diodos. Exemplos demonstram como aplicar as equações e dimensionar componentes.
1. O documento discute conceitos fundamentais de iluminação, incluindo fluxo luminoso, intensidade luminosa, iluminância e fatores como eficiência luminosa, fator de utilização e fator de depreciação.
2. É apresentado um exemplo de cálculo de iluminação para um escritório, considerando dados como dimensões, atividades realizadas, níveis de iluminância recomendados e características das lâmpadas a serem utilizadas.
3. São detalhados os cálculos para determinar o índice do local
A tecnologia ATM é uma rede de alta velocidade que usa comutação de pacotes para fornecer serviços de dados, voz, áudio e vídeo. Ela conecta redes locais e metropolitanas através de rotas virtuais configuradas para alocar banda de forma flexível e eficiente. O ATM suporta comunicação assíncrona e múltiplos tipos de aplicações em uma única rede.
Este documento estabelece as diretrizes e padrões técnicos para projeto e execução de instalações de entrada de energia elétrica na área de concessão da Light Serviços de Eletricidade S.A. Inclui definições, dispositivos legais, limites de fornecimento, solicitação de serviço, proteção, medição, aterramento, materiais padronizados e padrões para ligações de entrada individual e coletiva.
Este documento describe los requisitos para realizar instalaciones eléctricas seguras, incluyendo normas para el montaje de elementos eléctricos, protecciones, planos eléctricos, tipos de cables, tubos y cajas, así como circuitos básicos y balance de cargas. También cubre instalaciones específicas para baños.
Este documento apresenta um manual de distribuição de energia elétrica que descreve:
1) Critérios para projetos de redes de distribuição aéreas urbanas, incluindo dimensionamento, proteção e seccionamento.
2) Metodologia para elaboração e apresentação de projetos, incluindo locação de postes, levantamento de carga e materiais.
3) Definições de termos técnicos relacionados a sistemas de distribuição de energia.
Automação de sistemas elétricos de potênciaAna Ribeiro
1. O documento discute sistemas digitais para automação elétrica, incluindo sistemas de supervisão do sistema de potência, automação de subestações, usinas hidroelétricas e distribuição de energia.
2. É descrito o papel dos sistemas digitais na automação da geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, com ênfase nos sistemas de supervisão e controle do sistema de potência, automação de subestações e usinas.
3. O documento fornece detalhes sobre
O documento certifica que a instalação elétrica de um consumidor foi construída de acordo com os padrões, passou por inspeção visual e testes elétricos para garantir a conformidade, segurança e funcionamento correto. Os testes incluíram a continuidade dos condutores de proteção, isolamento, tensão, resistência de aterramento e funcionamento de acordo com as normas técnicas.
1) O documento descreve um curso sobre ensaios elétricos em equipamentos de subestações e usinas.
2) Os tópicos incluem medições em transformadores, buchas, geradores, sistemas de aterramento e outros equipamentos.
3) O curso aborda conceitos de materiais isolantes, propriedades elétricas, classificação de materiais, e ensaios de campo e laboratório.
Este documento apresenta um estudo sobre as perdas em um transformador monofásico sob diferentes condições de operação. Foram realizados testes em um transformador de 1 kVA para medir as perdas no núcleo e enrolamentos sem carga e com cargas resistiva e indutiva. Os resultados experimentais foram comparados a simulações no Simulink usando o circuito equivalente do transformador.
Fc51 guia de programação inversores danfossClaudio Arkan
O Assistant fornece informações sobre os parâmetros selecionados.
3.1.3. Menu de Status
O Menu de Status exibe informações sobre o status do drive.
3.1.4. Menu Rápido
O Menu Rápido contém os parâmetros mais utilizados para a configuração básica do drive.
Os parâmetros incluídos no Menu Rápido são:
- 0-10 Referência de velocidade
- 1-00 Tipo de motor
- 1-01 Potência nominal do motor
- 1-02 Tensão nominal do motor
- 1-03
1) Fernando VII fue desterrado por Napoleón a un castillo en Francia tras forzar la abdicación de su padre Carlos IV.
2) Pasó casi seis años cautivo en el castillo de Valençay, sometiéndose servilmente a Napoleón.
3) Mientras España luchaba por su independencia, Fernando elogió las victorias de Napoleón y reconoció a José Bonaparte como rey de España.
Los pozos a tierra se utilizan para dispersar corrientes eléctricas mediante la conexión de un conductor directamente a la tierra. Sirven para proteger equipos eléctricos y a las personas al derivar corrientes peligrosas a través del suelo. Se construyen excavando un pozo en la tierra y colocando dentro electrodos y materiales conductores, como cables de cobre, para lograr una baja resistencia eléctrica y dispersar eficientemente las corrientes.
Projeto exemplo - instalação elétrica residencial e predialRICARDO TAMIETTI
Projeto exemplo - instalação elétrica residencial e predial NBR 5410
Engenheiros, Arquitetos, estudantes de engenharia e arquitetura e demais profissionais envolvidos com projeto, instalação e manutenção de instalações elétricas de baixa tensão
Levantamento de carga
Dispositivos de proteção
Linhas elétricas
Aterramento e equipotencialização
Divisão da instalação em circuitos
Dimensionamento de condutores elétricos
Dimensionamento da proteção
Dimensionamento de eletrodutos
Especificação técnica e lista de materiais
O documento apresenta símbolos gráficos padronizados para identificação de componentes elétricos em esquemas elétricos de acordo com normas NBR, DIN e IEC. A tabela lista alguns desses símbolos referentes a elementos estudados em comandos elétricos como fontes de alimentação, resistores, capacitores e indutores.
Manual de orientação aos Consumidores - Energia reativa excedente
A ERE está presente nos consumidores do Grupo A, onde é cobrado uma tarifa de ERE caso o consumidor exceda o limite permitido pela concessionária.
1. O documento descreve a legislação e os conceitos relacionados à correção do fator de potência no Brasil. 2. As concessionárias de energia passaram a faturar o consumo de energia reativa excedente a 0,92 desde os anos 1990. 3. Um baixo fator de potência causa perdas, quedas de tensão e subutilização da capacidade instalada.
O documento descreve o funcionamento e uso de um multímetro e fonte de tensão elétrica para experimentos de laboratório de física. Explica as partes e funções de cada equipamento, como realizar medições de tensão e corrente, e como montar circuitos elétricos simples usando os equipamentos.
O documento descreve testes realizados em transformadores para determinar seus seis parâmetros. O teste em vazio mede a resistência dos enrolamentos e o teste de circuito aberto mede a perda do núcleo e a reatância de magnetização. O teste de curto-circuito determina a reatância de dispersão dos enrolamentos primário e secundário.
Noções básicas de instalações elétricas prediaisRone Sousa
O documento discute instalações elétricas prediais, abordando simbologia e normas, esquemas elétricos monofásico, bifásico e trifásico, conexões em instalações elétricas, proteção em instalações elétricas contra sobrecarga e curto-circuito, e referências bibliográficas.
A NBR 5410 estabelece as condições para instalações elétricas de baixa tensão garantirem segurança, funcionamento adequado e conservação de bens. A norma se aplica principalmente a instalações em edificações e áreas externas, definindo requisitos de proteção contra choques elétricos e eqüipotencialização.
Este documento discute circuitos retificadores, incluindo circuitos de meia onda e onda completa. Ele fornece equações para calcular a tensão média e corrente em carga para cada circuito, além de especificações mínimas para diodos. Exemplos demonstram como aplicar as equações e dimensionar componentes.
1. O documento discute conceitos fundamentais de iluminação, incluindo fluxo luminoso, intensidade luminosa, iluminância e fatores como eficiência luminosa, fator de utilização e fator de depreciação.
2. É apresentado um exemplo de cálculo de iluminação para um escritório, considerando dados como dimensões, atividades realizadas, níveis de iluminância recomendados e características das lâmpadas a serem utilizadas.
3. São detalhados os cálculos para determinar o índice do local
A tecnologia ATM é uma rede de alta velocidade que usa comutação de pacotes para fornecer serviços de dados, voz, áudio e vídeo. Ela conecta redes locais e metropolitanas através de rotas virtuais configuradas para alocar banda de forma flexível e eficiente. O ATM suporta comunicação assíncrona e múltiplos tipos de aplicações em uma única rede.
Este documento estabelece as diretrizes e padrões técnicos para projeto e execução de instalações de entrada de energia elétrica na área de concessão da Light Serviços de Eletricidade S.A. Inclui definições, dispositivos legais, limites de fornecimento, solicitação de serviço, proteção, medição, aterramento, materiais padronizados e padrões para ligações de entrada individual e coletiva.
Este documento describe los requisitos para realizar instalaciones eléctricas seguras, incluyendo normas para el montaje de elementos eléctricos, protecciones, planos eléctricos, tipos de cables, tubos y cajas, así como circuitos básicos y balance de cargas. También cubre instalaciones específicas para baños.
Este documento apresenta um manual de distribuição de energia elétrica que descreve:
1) Critérios para projetos de redes de distribuição aéreas urbanas, incluindo dimensionamento, proteção e seccionamento.
2) Metodologia para elaboração e apresentação de projetos, incluindo locação de postes, levantamento de carga e materiais.
3) Definições de termos técnicos relacionados a sistemas de distribuição de energia.
Automação de sistemas elétricos de potênciaAna Ribeiro
1. O documento discute sistemas digitais para automação elétrica, incluindo sistemas de supervisão do sistema de potência, automação de subestações, usinas hidroelétricas e distribuição de energia.
2. É descrito o papel dos sistemas digitais na automação da geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, com ênfase nos sistemas de supervisão e controle do sistema de potência, automação de subestações e usinas.
3. O documento fornece detalhes sobre
O documento certifica que a instalação elétrica de um consumidor foi construída de acordo com os padrões, passou por inspeção visual e testes elétricos para garantir a conformidade, segurança e funcionamento correto. Os testes incluíram a continuidade dos condutores de proteção, isolamento, tensão, resistência de aterramento e funcionamento de acordo com as normas técnicas.
1) O documento descreve um curso sobre ensaios elétricos em equipamentos de subestações e usinas.
2) Os tópicos incluem medições em transformadores, buchas, geradores, sistemas de aterramento e outros equipamentos.
3) O curso aborda conceitos de materiais isolantes, propriedades elétricas, classificação de materiais, e ensaios de campo e laboratório.
Este documento apresenta um estudo sobre as perdas em um transformador monofásico sob diferentes condições de operação. Foram realizados testes em um transformador de 1 kVA para medir as perdas no núcleo e enrolamentos sem carga e com cargas resistiva e indutiva. Os resultados experimentais foram comparados a simulações no Simulink usando o circuito equivalente do transformador.
Fc51 guia de programação inversores danfossClaudio Arkan
O Assistant fornece informações sobre os parâmetros selecionados.
3.1.3. Menu de Status
O Menu de Status exibe informações sobre o status do drive.
3.1.4. Menu Rápido
O Menu Rápido contém os parâmetros mais utilizados para a configuração básica do drive.
Os parâmetros incluídos no Menu Rápido são:
- 0-10 Referência de velocidade
- 1-00 Tipo de motor
- 1-01 Potência nominal do motor
- 1-02 Tensão nominal do motor
- 1-03
1) Fernando VII fue desterrado por Napoleón a un castillo en Francia tras forzar la abdicación de su padre Carlos IV.
2) Pasó casi seis años cautivo en el castillo de Valençay, sometiéndose servilmente a Napoleón.
3) Mientras España luchaba por su independencia, Fernando elogió las victorias de Napoleón y reconoció a José Bonaparte como rey de España.
Los pozos a tierra se utilizan para dispersar corrientes eléctricas mediante la conexión de un conductor directamente a la tierra. Sirven para proteger equipos eléctricos y a las personas al derivar corrientes peligrosas a través del suelo. Se construyen excavando un pozo en la tierra y colocando dentro electrodos y materiales conductores, como cables de cobre, para lograr una baja resistencia eléctrica y dispersar eficientemente las corrientes.
Projeto exemplo - instalação elétrica residencial e predialRICARDO TAMIETTI
Projeto exemplo - instalação elétrica residencial e predial NBR 5410
Engenheiros, Arquitetos, estudantes de engenharia e arquitetura e demais profissionais envolvidos com projeto, instalação e manutenção de instalações elétricas de baixa tensão
Levantamento de carga
Dispositivos de proteção
Linhas elétricas
Aterramento e equipotencialização
Divisão da instalação em circuitos
Dimensionamento de condutores elétricos
Dimensionamento da proteção
Dimensionamento de eletrodutos
Especificação técnica e lista de materiais
O documento apresenta símbolos gráficos padronizados para identificação de componentes elétricos em esquemas elétricos de acordo com normas NBR, DIN e IEC. A tabela lista alguns desses símbolos referentes a elementos estudados em comandos elétricos como fontes de alimentação, resistores, capacitores e indutores.
Manual de orientação aos Consumidores - Energia reativa excedente
A ERE está presente nos consumidores do Grupo A, onde é cobrado uma tarifa de ERE caso o consumidor exceda o limite permitido pela concessionária.
1. O documento descreve a legislação e os conceitos relacionados à correção do fator de potência no Brasil. 2. As concessionárias de energia passaram a faturar o consumo de energia reativa excedente a 0,92 desde os anos 1990. 3. Um baixo fator de potência causa perdas, quedas de tensão e subutilização da capacidade instalada.
1. O documento discute os benefícios da correção do fator de potência em unidades consumidoras residenciais para otimizar os reativos circulantes e reduzir perdas na rede de distribuição.
2. Foi realizado um estudo de caso analisando as cargas comuns em residências e dimensionando capacitores para correção do fator de potência, reduzindo a corrente em 9,85%.
3. A correção do fator de potência permite menor uso de usinas geradoras, reduzindo perdas no sistema de transmissão e distribuição,
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de...IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrialIntegrareAcademy2
O documento discute o controle de potência de um forno industrial usando um circuito com chave estática. Ele apresenta um circuito simplificado com uma fonte de tensão CC, resistor de carga e chave MOSFET controlada por PWM. O texto analisa o circuito considerando a chave ideal e não ideal e calcula grandezas como corrente, potência e eficiência.
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circui...IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potên...IntegrareAcademy2
O documento discute o controle de potência de um forno industrial usando um circuito com chave estática. A atividade propõe analisar o circuito considerando uma chave ideal e não ideal, calculando parâmetros como corrente, potência e eficiência. Também aborda retificadores em sistemas de geração eólica e o controle do barramento CC desses sistemas.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a ene...IntegrareAcademy2
O documento discute o controle de potência de um forno industrial usando um circuito com chave estática. Ele também aborda retificadores em sistemas de geração eólica e o controle do barramento CC desses sistemas para carregar baterias.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” perm...IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
Considere agora que uma chave REAL será utilizada no circuito. Isso significa...IntegrareAcademy2
O documento discute o controle de potência de um forno industrial usando um circuito com chave estática. A atividade propõe analisar o circuito considerando uma chave ideal e não ideal, calculando parâmetros como corrente, potência e eficiência. Também aborda retificadores em sistemas de geração eólica e o controle do barramento CC para armazenamento em baterias.
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente n...IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
1.1.d) Calcule a eficiência da transferência de potência.IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
1.1.c) A partir dos itens anteriores, qual o valor médio da potência na chave...IntegrareAcademy2
O documento discute o controle de potência de um forno industrial usando um circuito com chave estática. Ele apresenta um circuito simplificado com uma fonte de tensão CC, resistor de carga e chave MOSFET controlada por PWM. O texto pede que se calculem grandezas como corrente, potência e eficiência considerando a chave ideal e não ideal, analisando suas perdas. Também aborda retificadores em sistemas de geração eólica e o controle do barramento CC para carregamento de baterias.
1.2.b) Calcule a potência média dissipada na chave durante o estado bloqueado;IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
1.2.d) Calcule a potência média dissipada na chave em relação ao ciclo de cha...IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
Na Tabela 1 estão apresentados os valores de tempo de abertura (tSWon) e fech...IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os ...IntegrareAcademy2
O documento discute o controle de potência de um forno industrial usando um circuito com chave estática. Apresenta atividades para analisar o circuito considerando a chave ideal e não ideal, calcular potências e eficiências. Também aborda retificadores em sistemas de geração eólica e controle do barramento CC.
Aplicações isoladas, ou também conhecidas como standalone, podem ser uma alte...IntegrareAcademy2
ASSUNTO 1: CONTROLE DE POTÊNCIA DE FORNO INDUSTRIAL
A Eletrônica de Potência pode ser compeendida como uma ciência cujo objeto de estudo são os circuitos conversores estáticos. O principal objetivo de um conversor estático é o controle do fluxo da energia elétrica entre dois ou mais dispostivos elétricos. Dentre as várias aplicações dos conversores estáticos de potência podemos citar o Controle de sistemas de iluminação, controles de motores elétricos de corrente contínua ou mesmo controle de sistemas de aquecimento em sistemas industriais como fornos, estufas e caldeiras.
A energia desperdiçada no componente de controle aumenta à medida que a potência entregue à resistência é maior, assim como o superdimensionamento de todo o sistema de alimentação. Logo a melhor saída é a utilização de um dispositivo semicondutor de potência ou, simplesmente, uma chave estática. Ao longo do curso de eletrônica de potência, você já deve ter observado que um termo que está integrado em praticamente todos os circuitos eletrônicos de potência, associado às chaves estáticas: chaveamento.
O chaveamento remete ao fato de que as chaves estáticas “abrem e fecham” permitindo e bloqueando a passagem de corrente elétrica entre seus terminais, de forma que o resultado desse processo tem como objetivo o controle da potência em uma carga.
Essa dinâmica das chaves pode, em teoria, ser entendida como ideal pois a energia despendida pelo dispositivo é geralmente muito menor que a energia processada pelo circuito e entregue à carga. Porém, aprendemos neste curso que na prática esta energia não é nula. Além disso, precisamos conhecer os limites do nosso circuito para fazer a melhor escolha na hora de projetar um circuito eletrônico de potência.
Baseado neste contexto, analise o circuito a seguir com o objetivo de verificar se o semicondutor de potência é adequado para a aplicação a seguir.
Atividade 1.1) Controle da temperatura de um forno industrial
Considere que o diagrama a seguir, ilustrado na Figura 1, representa o circuito de potência simplificado de um forno elétrico, onde a energia absorvida pelo resistor de carga é transformada em calor. Consideraremos a resistência como linear, visando analisar o circuito de controle e a transferência de potência entre a fonte (Vs) e a carga (RL).
Figura 1 – Circuito com chave estática
Fonte: Elaborado pelo professor, 2023.
Considere que Vs representa uma fonte de tensão CC, VRL é a tensão entre os terminais do resistor. VDS representa a tensão entre os terminais principais de uma chave estática de potência, Q1, que por sua vez é comandada por um gerador de sinal PWM conectado ao terminal de controle da chave. IRL representa a corrente no resistor de carga.
Os dados de operação do circuito são:
Vs 120
RL = 20 Ω
d = 25
F = 5 kHz
1.1.a) Considerando a chave Q1 como ideal calcule o valor médio da corrente na carga;
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência na resistência RL.
1.1.c) A
1.2.a) Conhecendo os parâmetros da chave, calcule a potência média dissipada ...IntegrareAcademy2
O documento discute o controle de potência de um forno industrial usando um circuito com chave estática. Ele também aborda retificadores em sistemas de geração eólica e o controle do barramento CC desses sistemas para carregar baterias.
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência...IntegrareAcademy2
O documento discute o controle de potência de um forno industrial usando um circuito com chave estática. Ele apresenta um circuito simplificado com uma fonte de tensão CC, resistor de carga e chave MOSFET controlada por PWM. O texto analisa o circuito considerando a chave ideal e não ideal e calcula grandezas como corrente, potência e eficiência.
1.1.b) Ainda considerando a chave Q1 ideal, calcule o valor médio da potência...
Capacitores fator de potencia
1. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.1 Prof. Paulo Duailibe
Capacitores: Instalação e Correção do Fator de Potência
I. CONSIDERAÇÕES GERAIS 3
I.1 CONCEITOS BÁSICOS 3
I.2 CONSEQÜÊNCIAS DO EXCESSO DE ENERGIA REATIVA (KVAR) 4
II. CAPACITORES 7
III. INSTALAÇÃO DE BANCO DE CAPACITORES 8
III.1 LOCALIZAÇÃO DOS CAPACITORES 8
III.2 INSTALAÇÃO JUNTO A MOTORES DE INDUÇÃO 9
III.3 INSTALAÇÃO JUNTO A TRANSFORMADORES PARA COMPENSAÇÃO EM VAZIO 12
III.4 INSTALAÇÃO NO SECUNDÁRIO PARA COMPENSAÇÃO GERAL DO FATOR DE POTÊNCIA 13
III.5 INSTALAÇÃO NA ENTRADA DE ENERGIA 14
III.6 RECOMENDAÇÕES PARA A ESPECIFICAÇÃO 15
IV. BANCO DE CAPACITORES COM CONTROLE AUTOMÁTICO 15
IV.1 CONTROLADOR AUTOMÁTICO DE FATOR DE POTÊNCIA 15
IV.2 CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA POR DUPLO CRITÉRIO 16
V. CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA 17
V.1 CAUSAS DE UM BAIXO FATOR DE POTÊNCIA 17
V.2 EXEMPLO NUMÉRICO 19
VI. RECOMEND. DIMENS. DOS EQUIP. E CONDUT. DO CIR. DO CAPACITOR 21
VI.1 DETERMINAÇÃO DA CAPACITÂNCIA 21
VI.2 DIMENSIONAMENTO DA CHAVE SECCIONADORA 21
VI.3 DIMENSIONAMENTO DO FUSÍVEL 21
2. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.2 Prof. Paulo Duailibe
VI.4 DIMENSIONAMENTO DO CONTATOR 21
VI.5 DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES DE ALIMENTAÇÃO 22
VI.6 EXEMPLO 1: DIMENSIONAMENTO DO BANCO CAPACITIVO PARA CORREÇÃO DO FP 22
VI.7 EXEMPLO 2: DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES PARA CONJUNTO MOTO-BOMBA 30
VII. LEGISLAÇÃO SOBRE O EXCEDENTE DE REATIVO 34
VII.1 PERÍODOS DE MEDIÇÃO DE ENERGIA INDUTIVA E CAPACITIVA 35
VIII. BIBLIOGRAFIA 36
3. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.3 Prof. Paulo Duailibe
Capacitores: Instalação e Correção do Fator de Potência
I. Considerações Gerais
I.1 Conceitos Básicos
A maioria das cargas das unidades consumidoras consome energia reativa indutiva,
como motores, transformadores, lâmpadas de descarga, fornos de indução e outros.
As cargas indutivas necessitam de campo eletromagnético para seu funcionamento,
por isso sua operação requer dois tipos de potência: ativa e reativa. A potência ativa,
medida em kW é aquela que efetivamente realiza trabalho, gerando calor, luz,
movimento, etc. Já a potência reativa, medida em kvar, é usada apenas na criação e
manutenção dos campos eletromagnéticos das cargas indutivas.
Assim, enquanto a potência ativa é sempre consumida na execução de trabalho, a
potência reativa, além de não produzir trabalho, circula entre a carga e a fonte de
alimentação, “ocupando um espaço” no sistema elétrico, o qual poderia ser utilizado
para fornecer mais energia ativa.
A potência ativa e a potência reativa, juntas, constituem a potência aparente, medida
em kVA, que é a potência total gerada e transmitida à carga.
O chamado triângulo de potências (Figura 1) é utilizado para mostrar, graficamente,
a relação entre as potências ativa, reativa e aparente.
P = potência
ativa [kW]
Q=potência
reativa[kvar]
S = potência
aparente [kVA]
ϕ
Figura 1 Triângulo de Potências
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.4 Prof. Paulo Duailibe
O fator de potência (FP) é definido como razão entre a potência ativa e a potência
aparente, ou seja:
=ϕ==
P
Q
arctgcoscos
S
P
FP
O fator de potência indica a porcentagem da potência total fornecida (kVA) que é
efetivamente transformada em potência ativa (kW). Assim o fator de potência mostra
o grau de eficiência do uso de um sistema elétrico. Valores altos de fator de potência
(próximos de 1,0) indicam uso eficiente da energia elétrica, enquanto que valores
baixos evidenciam seu mau aproveitamento, além de representar uma sobrecarga
para todo o sistema.
I.2 Conseqüências do Excesso de Energia Reativa (kvar)
Baixos valores de fator de potência são decorrentes de quantidades elevadas de
energia reativa (Q). Isso resulta no aumento, não só da potência aparente total (S),
mas também da corrente total que circula na rede elétrica da concessionária de
energia e das unidades consumidoras, podendo causar sobrecarga nas
subestações, linhas de transmissão e distribuição, prejudicando a estabilidade e as
condições dos sistemas elétricos e trazendo diversos inconvenientes, tais como
perdas, queda de tensão e subutilização da capacidade instalada.
⇒ Perdas na Rede
As perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao
quadrado da corrente total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia
reativa (kvar), estabelece-se uma relação direta entre o incremento das perdas e o
baixo fator de potência (Figura 2), provocando aumento do aquecimento de
condutores e equipamentos.
5. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.5 Prof. Paulo Duailibe
0
2
4
6
8
10
12
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
Fator de Potência
Perdas(%)
Figura 2 Perdas x Fator de Potência
⇒ Quedas de Tensão
O aumento da corrente devido ao excesso de reativo leva a quedas de tensão
acentuadas, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia e a
sobrecarga em certos elementos da rede gerando prejuízos econômicos e
operacionais. Esse risco é sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a
rede é fortemente solicitada.
Embora os capacitores elevem os níveis de tensão, não é, de um modo geral,
economicamente viável, sua instalação visando apenas esse fim. A melhoria dos
níveis de tensão deve ser vista como um benefício adicional dos capacitores.
A tensão num ponto de um circuito elétrico pode ser calculada de acordo com a
Figura 3.
Z
∆VV1 V2
. ..
I
.
Figura 3 Circuito Elétrico
6. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.6 Prof. Paulo Duailibe
Ou seja,
VVV &&& ∆−= 12 ⇒ IZV && ⋅=∆
Fica claro que, quanto maior a queda de tensão V&∆ , menor será a tensão entregue
à carga.
Com o emprego de capacitores e a melhoria do fator de potência, a corrente total
equivalente fica reduzida, reduzindo também a queda de tensão na linha e,
consequentemente, melhorando o nível da tensão 2V& .
⇒ Subutilização da Capacidade Instalada
Baixos fatores de potência (excesso de energia reativa) inviabilizam a plena
utilização de uma instalação elétrica condicionando a instalação de novas cargas a
investimentos que poderiam ser evitados se valores mais altos de fator de potência
fossem conseguidos. O “espaço” ocupado pela energia reativa poderia ser então
utilizado para o atendimento de novas cargas.
Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados principalmente
aos transformadores e condutores necessários. O transformador instalado deve
atender à potência ativa total dos equipamentos utilizados, mas, devido à presença
de potência reativa, sua capacidade deve ser calculada com base na potência
aparente das instalações.
Também os custos dos sistemas de comando, proteção e controle dos
equipamentos cresce com o aumento da energia reativa, aumento da capacidade
dos TC’s, TP’s, etc. Da mesma forma, para transportar a mesma potência ativa, sem
o aumento das perdas, a seção dos condutores deve aumentar à medida que o fator
de potência diminui.
7. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.7 Prof. Paulo Duailibe
II. Capacitores
A função de um capacitor (Figura 4) é suprir potência reativa (kvar) ao sistema, ou
parte do sistema ao qual está ligado.
Figura 4 Família de Capacitores de Potência para Média Tensão
Um capacitor derivação, quando ligado junto aos motores ou transformadores limita
o fluxo de energia reativa através dos circuitos elétricos. A energia reativa
necessária à magnetização de motores, transformadores e reatores passa a ser
fornecida pelos capacitores ao invés de fluir através dos circuitos de alimentação
das referidas cargas.
Quando instalados em indústrias, os capacitores derivação geram diversos
benefícios entre os quais podem ser citados:
Correção do fator de potência, com suas conseqüentes vantagens financeiras, em
vista das sobretaxas impostas pelas tarifas das companhias concessionárias;
8. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.8 Prof. Paulo Duailibe
Liberação de capacidade nas fontes supridoras, seja transformador ou gerador
próprio, permitindo a ligação de novas cargas sem acréscimo de kVA, nos circuitos
alimentadores e distribuidores.
Diminuição de perdas na instalação.
III. Instalação de Banco de Capacitores
Os capacitores podem ser instalados em paralelo com qualquer carga com baixo
fator de potência, a fim de suprir a energia reativa indutiva exigida por essa carga,
que pode ser um simples motor ou uma grande indústria. Estes capacitores podem
ser instalados na entrada ou então perto das cargas individuais, reduzindo as perdas
e aumentando a capacidade disponível do sistema, bem como melhorando o nível
de tensão.
III.1 Localização dos Capacitores
Muitos fatores influenciam na escolha da localização dos capacitores, tais como os
circuitos da instalação, seu comprimento, as variações da carga, tipos de motores e
distribuição das cargas. De forma geral, os capacitores ou bancos de capacitores
podem estar localizados:
→ Na entrada de energia;
→ No secundário do transformador;
→ No quadro de distribuição de agrupamento de cargas;
→ Junto à carga.
Os capacitores devem ser instalados o mais perto possível das cargas, ou nas
extremidades dos circuitos alimentadores, de forma a:
→ Reduzir as perdas nos circuitos, entre as cargas e o ponto de medição;
→ Melhorar o nível de tensão junto à carga (devido a redução da queda de tensão
nos alimentadores);
→ Melhorar o aproveitamento da potência dos transformadores.
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III.2 Instalação Junto a Motores de Indução
Banco de capacitores são freqüentemente conectados nos terminais dos motores de
indução e ligados de forma solidária a eles.
Nestes casos, a determinação da potência do banco deve ser feita de forma a evitar
eventuais sobretensões após a abertura da chave. A corrente total dos capacitores
não deve exceder o valor da corrente do motor em vazio (corrente de
magnetização).
Qmáx = potência máxima do banco de capacitores
Qmáx = 3 . VN,motor . Imag,motor
QBanco ≤ Qmáx
Usualmente considera-se um fator de segurança, então:
QBanco ≤ 90% . Qmáx
A corrente de magnetização do motor é fornecida pelo fabricante, entretanto, caso
esse dado não esteja disponível, o seguinte critério pode ser adotado:
Imag,motor = 20% . IN,motor
Existem basicamente três opções de conexão de banco de capacitores junto a
motores de indução. O capacitor pode ser acionado juntamente com o motor como
apresenta a Figura 5 (A ou B) ou ficar permanentemente ligado ao barramento
conforme (C).
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.10 Prof. Paulo Duailibe
Do ponto de vista elétrico, as ligações mais vantajosas são as apresentadas em (A)
e (B). Em ambos os casos, o capacitor e o motor são acionados ao mesmo tempo
como uma única unidade, garantindo que o capacitor está sempre em serviço
enquanto o motor estiver em operação. A conexão (A) deve ser utilizada em
instalação novas, onde é possível selecionar o relé de sobrecarga do motor, levando
em consideração a redução de corrente devido à presença do capacitor. Tal
conexão também tem a vantagem de reduzir a corrente de curto-circuito em função
da impedância do relé de sobrecarga.
A conexão (B) pode ser adequada a instalações já existentes, nas quais os relés de
sobrecarga já foram selecionados e são percorridos pela mesma corrente exigida
pelo motor.
O último arranjo, mostrado em (C), é usado quando os capacitores são
permanentemente ligados ao sistema. Sua principal vantagem é a separação do
dispositivo de chaveamento dos capacitores, evitando problemas de auto-excitação
principalmente nos casos em que a potência do capacitor é maior do que a potência
do motor em vazio. Ainda em (C), o capacitor pode deixar de ser conectado
permanentemente com a introdução de um contator intertravado com o contator do
circuito do motor, de forma a retirá-lo de serviço sempre que o motor for desligado.
M M M
Figura 5 Opções para Instalação de Capacitores Junto a Motores
(A) (B) (C)
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.11 Prof. Paulo Duailibe
A tabela da Figura 6 sugere os valores em kvar de capacitores para aplicação junto
a motores de indução de baixa tensão para obter um fator de potência maior ou igual
a 0,92.
rpm
Pólos
kvar ∆I (%) kvar ∆I (%) kvar ∆I (%) kvar ∆I (%) kvar ∆I (%) kvar ∆I (%)
3.0 1.5 14.0 1.5 15.0 1.5 20.0 2.0 27.0 2.5 35.0 3.5 41.0
5.0 2.0 12.0 2.0 13.0 2.0 17.0 3.0 25.0 4.0 32.0 4.5 37.0
7.5 2.5 11.0 2.5 12.0 3.0 15.0 4.0 22.0 5.5 30.0 6.0 34.0
10.0 3.0 10.0 3.0 11.0 3.5 14.0 5.0 21.0 6.5 27.0 7.5 31.0
15.0 4.0 9.0 4.0 10.0 5.0 13.0 6.5 18.0 8.0 23.0 9.5 27.0
20.0 5.0 9.0 5.0 10.0 6.5 12.0 7.5 16.0 9.0 21.0 12.0 25.0
25.0 6.0 9.0 6.0 10.0 7.5 11.0 9.0 15.0 11.0 20.0 14.0 23.0
30.0 7.0 8.0 7.0 9.0 9.0 11.0 10.0 14.0 12.0 18.0 16.0 22.0
40.0 9.0 8.0 9.0 9.0 11.0 10.0 12.0 13.0 15.0 16.0 20.0 20.0
50.0 12.0 8.0 11.0 9.0 13.0 10.0 15.0 12.0 19.0 15.0 24.0 19.0
60.0 14.0 8.0 14.0 8.0 15.0 10.0 18.0 11.0 22.0 15.0 27.0 19.0
75.0 17.0 8.0 16.0 8.0 18.0 10.0 21.0 10.0 26.0 14.0 32.5 18.0
100.0 22.0 8.0 21.0 8.0 25.0 9.0 27.0 10.0 32.5 13.0 40.0 17.0
125.0 27.0 8.0 26.0 8.0 30.0 9.0 32.5 10.0 40.0 13.0 47.5 16.0
150.0 32.5 8.0 30.0 8.0 35.0 9.0 37.5 10.0 47.5 12.0 52.5 15.0
200.0 40.0 8.0 37.5 8.0 42.5 9.0 47.5 10.0 60.0 12.0 65.0 14.0
250.0 50.0 8.0 45.0 7.0 52.5 8.0 57.5 9.0 70.0 11.0 77.5 13.0
300.0 57.5 8.0 52.5 7.0 60.0 8.0 65.0 9.0 80.0 11.0 87.5 12.0
350.0 65.0 8.0 60.0 7.0 67.5 8.0 75.0 9.0 87.5 10.0 95.0 11.0
400.0 70.0 8.0 65.0 6.0 75.0 8.0 85.0 9.0 95.0 10.0 105.0 11.0
450.0 75.0 8.0 67.5 6.0 80.0 8.0 92.5 9.0 100.0 9.0 110.0 11.0
500.0 77.5 8.0 72.5 6.0 82.5 8.0 97.5 9.0 107.5 9.0 115.0 10.0
4 6 8
Motores de 60 Hz com rotor em curto-circuito (motores de gaiola)
10 12
3600 1800 1200 900 720 600
2
PotênciadoMotor(HP)
kvar – Potência do capacitor
∆I (%) – Redução percentual da corrente de linha
Figura 6 Aplicação em Motores
Para motores de indução supridos em 2,3 ou 4 kV, a tabela da Figura 7 indica
valores das potências dos capacitores em função das potências nominais dos
motores.
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Velocidade Síncrona do Motor (rpm) e número de pólos
3600 1800 1200 900 720 600
2 4 6 8 10 12
Potência
do Motor
(HP)
kvar % I kvar % I kvar % I kvar % I kvar % I kvar % I
100 20 7 25 10 25 11 25 11 30 12 45 17
125 30 7 30 9 30 10 30 10 30 11 45 15
150 30 7 30 8 30 8 30 9 30 11 60 15
200 30 7 30 6 45 8 60 9 60 10 75 14
250 45 7 45 5 60 8 60 9 75 10 90 14
300 45 7 45 5 75 8 75 9 75 9 90 12
350 45 6 45 5 75 8 75 9 75 9 90 11
400 60 5 60 5 60 6 90 9 90 9 90 10
450 75 5 60 5 75 6 90 8 90 8 90 8
500 75 5 75 5 90 6 120 8 120 8 120 8
600 75 5 90 5 90 5 120 7 120 8 135 8
700 90 5 90 5 90 5 135 7 150 8 150 8
800 90 5 120 5 120 5 150 7 150 8 150 8
Figura 7 Correção do Fator de Potência para Motores Ligados em 2,3 e 4 kV
III.3 Instalação Junto a Transformadores para Compensação em Vazio
O dimensionamento de capacitores instalados junto a transformadores depende
fundamentalmente das perdas dos transformadores, visto que neste caso estão
indicados para suprir a energia reativa dos transformadores operando em vazio.
A carga reativa dos transformadores operando em vazio pode ser obtida junto ao
fabricante. Se este dado não estiver disponível, pode-se considerar os valores
apresentados na tabela da Figura 8, que mostra a potência reativa média em vazio
de transformadores até 1000 kVA.
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Potência
(kVA)
Carga Reativa em
Vazio (kvar)
10 1,0
15 1,5
30 2,0
45 3,0
75 4,0
112,5 5,0
150 6,0
225 7,5
300 8,0
500 12,5
750 17,0
1000 19,5
Figura 8 Potência Reativa Média em Vazio: Transformadores Trifásicos
É comum nos períodos de carga leve encontrar transformadores operando em vazio
ou alimentando poucas cargas. Estas condições podem provocar a ocorrência de
baixo fator de potência.
Para reduzir ou eliminar esse efeito, verifica-se a possibilidade de desenergizar os
transformadores através da utilização de um outro transformador específico de
menor potência para alimentação das cargas nos períodos de baixo consumo.
III.4 Instalação no Secundário para Compensação Geral do Fator de Potência
A instalação no secundário do transformador (Figura 9) é indicada em instalações
com um número elevado de cargas com potências diferentes e regimes de utilização
não uniformes. É muito comum neste tipo de aplicação adotar um controle
automático do banco de capacitores.
14. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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AT
BT
M M M.....
Figura 9 Instalação no Secundário do Transformador
A grande desvantagem deste tipo de instalação consiste em não haver alívio
sensível dos alimentadores em cada equipamento.
III.5 Instalação na Entrada de Energia
Capacitores instalados no lado de alta tensão (Figura 10) não aliviam os
transformadores e os circuitos alimentadores dos quadros de distribuição e das
cargas. Neste tipo de instalação são utilizados dispositivos de manobra e proteção
dos capacitores com isolação para a tensão primária.
AT
BT
M M M.....
Figura 10 Instalação na Entrada de Energia
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III.6 Recomendações para a Especificação
Na especificação dos capacitores, deve-se ter atenção especial quanto ao
desligamento. As normas recomendam os seguintes itens a serem seguidos para
capacitores com tensão maior ou igual a 600 V:
Os capacitores devem ser providos de meios para escoamento da carga, uma
vez desligados;
A tensão residual do capacitor deve estar abaixo de 50 V até 1 minuto após seu
desligamento da fonte de alimentação;
O circuito de descarga deve estar permanentemente ligado aos terminais do
capacitor ou banco de capacitores, ou ser provido de sistemas automáticos que o
conectem aos terminais ao ser desligado da linha.
IV. Banco de Capacitores com Controle Automático
IV.1 Controlador Automático de Fator de Potência
Para operação automática de banco de capacitores, utiliza-se equipamentos de
manobra (contatores) comandados por um controlador automático de fator de
potência.
O controlador automático de fator de potência (CAFP) é um equipamento
microprocessado destinado à supervisão e controle do fator de potência (cos ϕ) em
instalações elétricas, através da comutação automática de bancos de capacitores. É
um equipamento facilmente programável e a interação com o usuário é feira através
de um teclado e um mostrador digital que indica todos os parâmetros da rede
(tensão, corrente, fator de potência, potência ativa, potência reativa, potência
aparente, freqüência e harmônicos). É equipado com canal de comunicação serial e
possibilita a interligação com outros sistemas digitais de supervisão e controle.
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.16 Prof. Paulo Duailibe
Através da análise dos sinais de tensão e corrente provenientes da rede elétrica, o
CAFP calcula as potências ativa e aparente, determinado o fator de potência da
instalação e corrigindo-o para o valor pré estabelecido.
A Figura 11 apresenta o diagrama de ligação de um CAFP produzido por um
fabricante nacional.
Figura 11 Diagrama de Ligação de um CAFP
IV.2 Correção do Fator de Potência por Duplo Critério
Em vários casos, é mais viável técnica e economicamente corrigir o fator de potência
de uma instalação através da adoção de um conjunto de banco de capacitores fixos
e automáticos.
Um exemplo dessa aplicação ocorre quando um sistema apresenta poucas cargas
motriz de grande porte e uma variedade de cargas de potência pequena e com ciclo
operacional diversificado. Neste caso, a correção do fator de potência das grandes
17. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.17 Prof. Paulo Duailibe
máquinas seria feito através de bancos fixos e a complementação para o resto do
sistema, através de bancos automáticos.
A Figura 12 apresenta outro modelo de correção de fator de potência por duplo
critério (bancos fixos e bancos automáticos).
AA
BB
CC CC
HoraHora
kvarkvar
Figura 12 Duplo Critério
V. Correção do Fator de Potência
V.1 Causas de um Baixo Fator de Potência
⇒ Motores Operando em Vazio
O consumo de energia reativa necessário à geração do campo magnético de um
motor elétrico é o mesmo tanto para a operação em vazio quanto a plena carga.
Porém a energia ativa é diretamente proporcional à carga mecânica aplicada ao eixo
do motor.
Assim, quanto menor for a carga aplicada ao eixo, menor será a energia ativa
consumida e, portanto, menor será o fator de potência. A Figura 13 mostra o
comportamento do fator de potência frente ao carregamento de um motor ( valores
típicos para motores de médio porte).
→ A – Banco de capacitores
fixo: utilização ininterrupta;
→ B – Banco de capacitores
fixo, ligado somente no
período de atividade dos
equipamentos a ele ligados;
→ C – Banco de capacitores
automático complementar,
controlando continuamente a
quantidade de kvar.
18. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Carregamento (%)
FatordePotência
Figura 13 Fator de Potência x Carregamento: Motor de Indução
⇒ Motores Superdimensionados
As conseqüências da aplicação de um motor com potência nominal acima daquela a
que for submetido são, como no caso anterior, uma baixa potência ativa e um baixo
fator de potência.
⇒ Transformadores Operando em Vazio ou Com Pequena Carga
Quando há superdimensionamento dos transformadores, há maior consumo de
energia reativa em relação a energia ativa, acarretando um baixo fator de potência.
⇒ Lâmpadas de Descarga com Reatores de Baixo Fator de Potência
Os reatores utilizados em lâmpadas de descarga consomem energia reativa,
provocando baixo fator de potência. Neste caso são recomendados reatores já com
correção do fator de potência aos quais são associados capacitores para
compensação de reativos.
19. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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V.2 Exemplo Numérico
A título de ilustração será mostrado a seguir um exemplo numérico de cálculo da
potência de um capacitor para correção do fator de potência de uma instalação.
Supondo que uma determinada instalação de 75 kW tenha um fator de potência de
0,82 e deseje corrigi-lo para 0,92 . Qual será a potência reativa necessária (kvar)
para alcançar este resultado ?
Inicialmente, o triângulo de potência da instalação (Figura 14) pode ser obtido
através do cálculo das potências aparente e reativa “atuais”, tal que:
S =
ϕcos
P
⇒ S =
820
75
,
kW
∴ S = 91,46 kVA
Q = 22
− PS ∴ Q = 52,35 kvar
P = 75 kW
Q=52,35kvar
S
= 91,46 kVA
ϕ
Figura 14 Triângulo de Potência antes da Compensação
Deseja-se um fator de potência de 0,92 e, portanto, é necessária a injeção de um
determinado valor de potência reativa capacitiva (negativa).
O novo triângulo de potência (Figura 15) pode ser obtido da seguinte forma:
20. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.20 Prof. Paulo Duailibe
S’
= ∋
ϕcos
P
⇒ S’
=
920
75
,
kW
∴ S’ = 81,52 kVA
Q’
= 22
− PS'
∴ Q’
= 31,95 kvar
P = 75 kW
Q'=31,95kvar
S' = 81,52 kVA
ϕ'
Figura 15 Triângulo de Potência após a Compensação
É importante observar que a potência ativa (P) fica constante igual a 75 kW.
A potência total do capacitor a ser instalador para a compensação desejada será de:
Qcap = Q – Q’
⇒ Qcap = 52,32 – 31,95 ∴ Qcap = 20,37 kvar
É interessante notar que após a compensação, a potência aparente foi reduzida de
91,46 kVA para 81,52 kVA, diminuindo a corrente total da instalação, perdas, etc.
21. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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VI. Recomendações para o Dimensionamento dos Equipamentos e Condutores
do Circuito do Capacitor
VI.1 Determinação da Capacitância
2
c
3
)F(
)kV(f2
vark10
C
×
×
=
π
µ
VI.2 Dimensionamento da Chave Seccionadora
S = P + jQ
P = 0 → S = jQ
Q = 3 .V.I.sen ϕ
ϕ = 90o
→ Q = 3 .V.I →
FF
CAP
CAP
V3
Q
I
×
=
CAPCHAVE I65,1I ×≥
VI.3 Dimensionamento do Fusível
IFUS = (1,65 a 1,8) . ICAP
VI.4 Dimensionamento do Contator
Segundo a referência [1]:
CAPCONTATOR Q88,1I ×≥ ou ≥CONTATORI (1,35 a 1,4) CAPI×
Onde: [ICONTATOR] = [A]
[QCAP] = [kvar]
[ICAP] = [A]
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VI.5 Dimensionamento dos Condutores de Alimentação
A corrente do circuito de alimentação do capacitor não deve ser inferior a 135% da
corrente nominal do mesmo. A corrente dos condutores que conectam o capacitor
aos terminais dos motores não deve ser inferior a 1/3 da corrente do circuito do
motor e em nenhum caso menor que 135% da corrente nominal do capacitor.
ICABO ≥ (1,35 a 1,4) × ICAP
ICABO CAP ≥ ×
3
1
ICABO MOTOR → sendo no mínimo 1,35 IN CAP
VI.6 Exemplo 1: Dimensionamento do Banco Capacitivo para Correção do FP
1 – Dados do Transformador
• S = 1000 kVA
• V1 = 13,8 kV
• V2 = 380 / 200 V → ∆ − Yaterrado
• Z = 5%
⇒ Perdas
Q = 13 kvar (constante: função da corrente de excitação)
Carregamento (%) P (kW)
100 15,3
75 9,56
50 5,50
25 3,00
0 2,20
➔ As perdas com 0% de
carregamento referem-se às
perdas no ferro.
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2 – Dados dos Motores
• P = 350 HP
• V = 380 V
• η = 92%
• cos ϕ = 0,75
• Rotação: 514 rpm – 14 pólos
⇒ Corrente Nominal
575
7509203803
7460350
≈
×××
×
=
,,,
,
IN A
⇒ Corrente de magnetização: 20% IN (ou valor fornecido pelo fabricante)
11557520 =×= ,Imag A
3 – Fator de Potência Desejado para a Instalação
⇒ Fator de potência mínimo exigido pela concessionária de energia elétrica: 0,92
⇒ Fator de potência assumido para as instalações: 0,95
4 – Cálculo do Fator de Potência da Instalação
• 1a
Contingência: Um transformador com um motor de 350 HP
- Trafo: 1000 kVA
- 1 Motor: 350 HP → 4378
750920
7460350
,
,,
,
=
×
×
kVA
% CTR = %,
,
38380
1000
4378
≈=
24. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.24 Prof. Paulo Duailibe
Nesta condição, como não possuímos os valores de perdas do transformador
para 38%, consideraremos as perdas para 25% da carga:
STR 25% = 3 – j13
- Potência do Motor → 378
750920
7460350
=
×
×
=
,,
,
S kVA
→ 2505283 j,SM += (cos ϕ = 0,75)
Hipótese: corrigir só o motor para cos ϕ = 0,95 com o transformador a
25% da carga.
STOTAL = STR + SM = 3 + j13 + 283,5 – j250
STOTAL = 389 ∠ -42,6° kVA
- Fator de Potência Equivalente sem o Uso de Banco de Capacitores: cos ϕ
= 0,736
- Solução Através do Triângulo de Potência (Figura 16)
Percebe-se que a influência do transformador com 25% de carregamento
é insignificante: ∆FP = 0,75 – 0,736 = 0,014. Corrigindo diretamente o
motor, tem-se:
cos ϕ’ = 0,95 → ϕ’ = 18,19°
25. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.25 Prof. Paulo Duailibe
Triângulo do Motor
45,5o
18,19o
283,5
93
157
378
298
QNOM BANCO = 157 Mvar
Triângulo Equivalente: Trafo + Motor
Corrigido
42,6o
ϕ' = ?
283,5
93
157
3
13
Figura 16 Solução através do Triângulo de Potência
→ Fator de potência equivalente: cos ϕ’ = cos 20,3o
= 0,938
cos ϕ’ = 0,938
→ Cálculo
ST = 286,5 – j263 + j157 = 286,5 – j106 = 305,5 ∠ -20,3o
cos ϕ = 0,938
→ Outra forma
ST = 283,5 + 3 – j93 – j13 = 286,5 – j106 = 305,5 ∠ -20,3o
cos ϕ = 0,938
5 – Determinação do Banco de Capacitores
cos ϕ’ = 0,75 cos ϕ’’ = 0,95
157 kvar
27. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.27 Prof. Paulo Duailibe
O valor da potência do banco pode ser obtida diretamente através da tabela da
Figura 17 [1]. Nesta tabela, entra-se com o fator de potência original e o fator de
potência desejado. Multiplicando-se o fator encontrado pela potência ativa da
instalação (PkW), tem-se o valor da potência do banco(kvar).
QBANCO [kvar] = 0,553 x kW = 0,553 x 283,5 kW
QBANCO = 157 kvar
O valor calculado (157 kvar) confere com o valor tabelado em [1] (0,553 x kW). Logo,
adota-se:
Q = 157 kvar ⇒ 160 kvar
- Refazendo o cálculo para 160 kvar
ST = 286,5 – j263 + j160 = 286,5 – j103 = 304 ∠ -19,8o
- Fator de potência da instalação para a 1a
contingência: cos ϕ = 0,94
• 2a
Contingência: Um transformador com três motores de 350 HP
→ 3 x 378 kVA = 1134 kVA
Será considerado um transformador com uma pequena sobrecarga. Serão
utilizados os dados das perdas para 100% de carregamento do
transformador.
ST MOT = 3 x (283,5 – j250) = 850,5 – j750
STR 100% = 15,3 – j13
STOTAL = 850,5 + 15,3 – j750 – j13 = 865,8 – j763
28. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.28 Prof. Paulo Duailibe
sTOTAL = 865,8 – j763 =1154 ∠ -41,4o
→ cos ϕ = 0,75
Considerando o mesmo banco de capacitores da 1a
contingência, ou seja,
160 kvar, tem-se:
Obs.: São 3 capacitores, um para cada motor.
STOTAL + SCAP = 865,8 + j763 + (0 + j160) x 3 = 911 ∠ -18,1o
cos ϕ = 0,95
6 – Conclusão
O banco de capacitores de 160 kvar para cada motor atende toda a instalação para
as condições de carregamento do transformador.
→ Trafo 25% da carga (um motor operando) ⇒ cos ϕ = 0,938
→ Trafo 100% da carga (três motores operando) ⇒ cos ϕ = 0,95
A contribuição do reativo do transformador, tanto para a carga baixa quanto para a
alta, neste caso, interfere muito pouco no fator de potência total da instalação, não
havendo portanto, necessidade de correção do fator de potência especificamente
para os transformadores com qualquer modulação dos motores.
7 – Local da Instalação do Capacitor e Verificação da Sobretensão Provocada
• Condição: Qmáx = 3 . V . IMag, motor
→ sendo Qmáx é a potência máxima do banco de capacitores para que não ocorra
sobretensão : QBANCO ≤ Qmáx.
29. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.29 Prof. Paulo Duailibe
→ Fator de segurança: 10% ∴ QBANCO ≤ 90% . Qmáx
Qmáx = 3 . 380 . 115 = 75,7 kvar ∴ 90% . Qmáx = 69 kvar
Comparando a potência calculada para o banco de capacitores (160 kvar) e a
máxima (69 kvar), conclui-se que ao corrigir o fator de potência solidário com o
motor, haverá problemas de sobretensão no motor, não podendo o capacitor ser
ligado dessa forma.
A solução proposta, por se tratar de um sistema de baixa tensão, é deslocar o
capacitor e usar um relé temporizador impedindo o religamento do capacitor por 1
minuto ( valor estabelecido por norma, segundo [1]), para que o mesmo possa ser
descarregado.
O capacitor deverá ser fornecido com resistor de descarga (descarregar até 50 V em
menos de 1 minuto). A Figura 18 mostra o esquema final.
M
380 V - 3φ - 60 Hz
350 HP
c1
c2
Figura 18 Esquema Adotado
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VI.7 Exemplo 2: Dimensionamento de Capacitores para Conjunto Moto-Bomba
1 – Dados Básicos Principais do Motor
• Potência Nominal: 1810 ca
• Rotação: 11801 rpm
• Fator de Potência (cos ϕ1): 0,86 (a 100% de carga)
• Rendimento (η): 95% ( a 100% de carga)
• Corrente Nominal: 240 A
• Corrente de Magnetização: 52,8 A
2 – Fator de Potência Desejado
• cos ϕ2 = 0,95
3 – Determinação da Potência Real Absorvida pelo Motor a Plena Carga
Preal = 32,1401
95,0
1810736,0cv736,0
=
×
=
η
×
kW
4 – Determinação da Potência Calculada para o Banco de Capacitores
➔ 1o
Método: Utilizando-se fator multiplicador
De acordo com a tabela da Figura 17, tem-se:
cos ϕ1 = 0,86 cos ϕ2 = 0,95
0,265 kvar / kW
31. Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca janeiro/2000
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.31 Prof. Paulo Duailibe
Logo, a potência nominal calculada para o banco de capacitores será:
QBANCO = 0,264 x 1401,32 ∴ QBANCO = 370 kvar
➔ 2o
Método: Utilizando-se as funções trigonométricas
cos ϕ1 = 0,86 ⇒ ϕ1 = 30,6834o
cos ϕ2 = 0,95 ⇒ ϕ2 = 18,1949o
QBanco
ϕ1
ϕ2
Q1
Q2
P
Q2 = Q1 - QBANCO ∴ QBANCO = Q1 – Q2
tg ϕ1 = 4942,831Q
P
Q
1
1
=→ kvar
tg ϕ2 = 5929,460Q
P
Q
2
2
=→ kvar
Logo, a potência nominal para o banco será:
QBANCO = 831,4942 – 460,5929 ∴ QBANCO = 370 kvar
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5 – Determinação da Potência Reativa Máxima Permissível para Instalação
Solidária com o Motor
Qmáx = 3 . V . IMag, motor
→ sendo Qmáx é a potência máxima do banco de capacitores para que não
ocorra sobretensão : QBANCO ≤ Qmáx.
Qmáx = 3 . 4,16 . 52,8 ∴ Qmáx = 380 kvar
6 – Dimensionamento Real do Banco
→ Potências usuais fabricadas: 30 – 50 – 100 – 200 kvar
6.1 – Determinação da Capacidade do Banco
2
c
3
)F(
)kV(f2
vark10
C
×
×
=
π
µ
2
3
)F(
)16,4(602
37010
C
××
×
=
π
µ ∴ C = 56,71 µF
6.2 – Determinação da Potência do Banco na Tensão de 5,30 kV
→ 5,30 kV: tensão nominal de fabricação do capacitor mais próxima da nominal
do sistema
3
2
c)F(
10
)kV(Cf2
vark
××π
=
µ
= 3
2
10
)30,5(71,56602 ×××π
= 600,541
⇒ 600 kvar → Banco: 3 x 200 kvar – 5,30 kV
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6.3 – Verificação da Potência Reativa Máxima Permissível Referida à Tensão de
5,30 kV
6.3.1 – Determinação da Capacidade Máxima do Banco
2
3
)F(máx
)16,4(602
38010
C
××
×
=
π
µ
= 58,25 µF
6.3.2 – Determinação da Potência Reativa Máxima na Tensão de 5,30 kV
kvarmáx = 3
2
10
)30,5(25,58602 ×××π
= 616,849 kvar
Como 616,849 kvar > 600 kvar, conclui-se que não haverá sobretensão.
7 – Dimensionamento dos Fusíveis Limitadores de Corrente para Proteção
IN, fusível ≥ k.
FF
BANCO
V3
Q
×
→ K = 1,8
IN, fusível ≥ 1,8. 43,92
16,43
370
≥
×
A → Adota-se, IN, fusível = 100 A
8 – Diagrama Esquemático
O diagrama esquemático é apresentado na Figura 19.
100 A
100 A
100 A
200 kvar
200 kvar
200 kvar
Figura 19 Diagrama Esquemático
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VII. Legislação Sobre o Excedente de Reativo
O DNAEE estabelece um nível máximo para utilização de potência reativa indutiva
ou capacitiva em função da energia ativa consumida (kWh), conforme exposto a
seguir.
Para cada kWh consumido, é permitido a utilização de 0,425 kvarh indutivo ou
capacitivo, sem acréscimo de custo.
23,27o
1 kW
0,43 kvar
FP = cos
−
1
43,0
tg 1
→ FP = cos 23,27o
≈ 0,92
Logo, o nível máximo de energia reativa permitida, sem cobrança, está associado ao
fator de potência mínimo de 0,92. Assim, uma instalação com fator de potência
menor que 0,92, indutivo ou capacitivo, possui excedente de reativo e esse
excedente é passível de faturamento (multa).
Dessa forma, o controle da energia reativa deve ser tal que o fator de potência da
unidade consumidora permaneça sempre dentro da faixa de 0,92 indutivo até 0,92
capacitivo (Figura 20).
1,001,00
0,920,92
indutivoindutivo
0,920,92
capacitivocapacitivo
Figura 20 Faixa sem Multa
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VII.1 Períodos de Medição de Energia Indutiva e Capacitiva
É fato conhecido que no período das 6 às 24 horas existe predominância de cargas
indutivas, enquanto que no período restante (0 às 6 horas) o carregamento é
pequeno. Assim, qualquer injeção de energia reativa capacitiva no período de 6 às
24 horas ajudará o sistema elétrico da concessionária, o mesmo ocorrendo com o
acréscimo de reativo indutivo de 0 às 6 horas.
Neste sentido, foram definidos os seguintes períodos para medição de energia
reativa:
0 às 6 horas Medição de energia reativa capacitiva
6 às 24 horas Medição de energia reativa indutiva
Caso a energia reativa capacitiva não seja medida, a medição de energia reativa
indutiva será efetuada durante as 24 horas do dia.
No desenvolvimento de um projeto de compensação de reativos utilizando banco de
capacitores, é aconselhável dimensionar o equipamento para corrigir o fator de
potência da instalação para valores próximos a 0,95 indutivo de forma a aproveitar
melhor a energia e eliminar riscos de multa.
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Consultoria para Uso Eficiente de Energia pág.36 Prof. Paulo Duailibe
VIII. Bibliografia
[1] BEEMAN, D. – “Industrial Power Systems Handbook” – 1st
edition, McGraw-Hill
Book Company, New York, 1955;
[2] Manual Inducon – Capacitores de Potência, Inducon do Brasil;
[3] CODI – Manual de Orientação aos Consumidores: Energia Reativa Excedente,
Comitê de Distribuição de Energia Elétrica;
[4] EARLEY, M.W., Murray, R.H. & Caloggero J.M. – “The National Electrical Code
1990 Handbook” – 5th
edition, NFPA, Quincy, Massachusetts, 1989;
[5] PROCEL, Conservação de Energia Elétrica na Indústria, vol. 1 – Orientações
Técnicas, Rio de Janeiro, 1994;
[6] UFF, Curso de Administração e Conservação de Energia Elétrica - Correção de
Fator de Potência, Prof. Álvaro Amarante;
[7] UFF, Curso de Administração e Conservação de Energia Elétrica – Metodologia
para Elaboração de Diagnóstico Energético e Conservação de Energia em
Instalações Insdustriais, Prof. Roberto Cunha de Carvalho;
[8] MAMEDE, J. – Sistemas Elétricos Industriais – 5a
edição, LTC – Livros Técnicos
e Científicos Ltda, Rio de Janeiro, 1997.