TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Eng. Jose Starosta

Ação Engenharia e Instalações Ltda

jstarosta@acaoenge.com.br

www.acaoenge.com.br

Compensação reativa na presença de

correntes harmônicas e cargas rápidas

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Por que compensar os reativos ???

•Regulação de tensão/Qualidade de energia •Tarifação de reativos •Uso racional de energia •Melhora da eficiência dos processos

M M MOTOR MOTOR

M M conc

MOTOR MOTOR CAPACITORES

ENERGIA REATIVA ENERGIA ATIVA

conc

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Como compensar os reativos

Instalar capacitores, ou filtros

(via de regra)

MAS COMO INSTALAR???

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Etapas do processo

1 •Levantamentos

•Medições

2 • Interpretação dos resultados

•Aferição (por simulações)

3 •Especificações da solução

•Revisão do projeto elétrico

4 • Implantação

5

• Testes e Operação

• Medições /Melhorias

6

• Treinamento

• Manutenção

É sempre feito?

TÍTULO DA PALESTRA

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Logomarca da

empresa

Algumas questões a serem respondidas

• Comportamento da carga: a carga é distorcida?; tem harmônicas?

• qual o “tempo” da carga?

• Existem afundamentos de tensão por razões internas?

• Deseja-se somente corrigir o fator de potencia, ou também filtrar as harmônicas? Ou só filtrar as harmônicas? E as perdas nas instalações?

• Quais os limites e valores de referencias das instalações?

• O sistema opera com grupos geradores? Deseja-se compensar tanto com rede como gerador? O que acontece com gerador na presença de capacitores?

• Transientes de manobra de capacitores devem ser evitados?

• Qual o modelo de injeção de reativos? (fixo,variável,etc)

• MTBF/confiabilidade dos sistemas a serem implantados?

• Previsto/Realizado – comissionamento

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

3 9 0

4 0 0

4 1 0

0

5 0 0

1 0 0 0

1 5 0 0

0

2 0 0

4 0 0

T O R Q UE - S O L DA P O NT O A Ç Ã O E N G E N H A R IA E IN S T A L A Ç Õ E S

Vp

tp

[

V]

I

[A

]Q

[

kV

Ar

]

T im e [SS.m s ]

50

.1

98

51

.1

98

52

.1

98

53

.1

98

54

.1

98

55

.1

99

56

.1

98

57

.1

99

58

.1

99

59

.1

99

00

.1

99

01

.1

99

06

.7

65

07

.7

65

08

.7

66

09

.7

66

10

.7

66

L 1 L 2 L 3 A v g / T o t

SOLDA A PONTO

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Estamparia -Prensas

4 3 0

4 4 0

4 5 0

4 6 0

4 7 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

T O R Q UE -S E E S T AM P AR IA P E S ADA A Ç Ã O E N G E N H A R IA E IN S T A L A Ç Õ E S

Vp

tp

[

V]

Q

[k

VA

r]

T im e [SS.m s ]

15

.0

26

21

.1

60

27

.2

95

33

.4

30

39

.5

66

45

.7

02

51

.8

37

57

.9

71

04

.1

07

10

.2

44

16

.3

80

22

.5

15

28

.6

46

34

.7

76

40

.9

07

47

.0

41

L 1 L 2 L 3 A v g / T o t

PRENSAS / ESTAMPARIA

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

60 segundos

BORRACHA

Espectro das Harmônicas da carga

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Logomarca da

empresa

Métodos da compensação da Energia

Reativa

TEMPO REAL

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Consumo Reativo Compensação Reativa

0.0

0.5

1.0

-250

0

250

0

250

500

Panama Ports Company Elspec Engineering Ltd .

P.FP [k

W]Q [

kVAr]

Time [HH:MM:SS]

10:14: 52 10:15: 00 10:15: 09 10:15: 17 10:15: 25 10:15: 33 10:15: 41 10:15: 49 10:15: 57 10:16: 05 10:16: 13 10:16: 21 10:16: 29 10:16: 37 10:16: 46 10:16: 54

L1 L2 L3 Avg/Tot

0.0

0.5

1.0

-250

0

250

0

250

500

Panama Ports Company Elspec Engineering Ltd .

P.FP [k

W]Q [

kVAr]

Time [HH:MM:SS]

10:14: 52 10:15: 00 10:15: 09 10:15: 17 10:15: 25 10:15: 33 10:15: 41 10:15: 49 10:15: 57 10:16: 05 10:16: 13 10:16: 21 10:16: 29 10:16: 37 10:16: 46 10:16: 54

L1 L2 L3 Avg/Tot

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

• Automobilística (prensas, solda, borracha, injetoras, ferramentaria e outras)

• Elevadores, guindastes, pontes rolantes

• Industria gráficas e Têxteis

• Papel e celulose • Plásticos • Utilidades

(compressores, bombas, ventiladores)

• Ar condicionado

0.0

0.5

1.0

-250

0

250

0

250

500

Panama Ports Company Elspec Engineering Ltd .

P.F

P [k

W]

Q [k

VAr]

Time [HH:MM:SS]

10:14: 52 10:15: 00 10:15: 09 10:15: 17 10:15: 25 10:15: 33 10:15: 41 10:15: 49 10:15: 57 10:16: 05 10:16: 13 10:16: 21 10:16: 29 10:16: 37 10:16: 46 10:16: 54

L1 L2 L3 Avg/Tot

0.0

0.5

1.0

-250

0

250

0

250

500

Panama Ports Company Elspec Engineering Ltd .

P.F

P [k

W]

Q [k

VAr]

Time [HH:MM:SS]

10:14: 52 10:15: 00 10:15: 09 10:15: 17 10:15: 25 10:15: 33 10:15: 41 10:15: 49 10:15: 57 10:16: 05 10:16: 13 10:16: 21 10:16: 29 10:16: 37 10:16: 46 10:16: 54

L1 L2 L3 Avg/Tot

Consumo Reativo =

Injeção Energia Reativa

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Compensação reativa tempo real

• A compensação reativa injetada é tão próxima quanto possível da potencia reativa consumida

• Tempo de resposta de até 16 milissegundos • Manobra estática e controle digital dos grupos de

capacitores ou LC; ligação entre controlador e chave estática é realizada por uma circuito lógico. Isenção de transiente de manobra; zero crossing.

• Reatores antirressonantes ou sintonizados em harmônica definida (em geral 5ª e 7ª)

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Convencional X Tempo real

Controlador

LC

Unidade de comutação

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Distorção de corrente e de tensão

Fator de crista?/Ângulo de fase?

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Filtros passivo / ativo

reduzir a circulação das correntes harmônicas e filtrá-las evitando assim que as tensões dos barramentos sejam distorcidas.

M M M

Central Compensation

Filtro passivo: Injeção de energia reativa

+ Filtro de harmônicas

Filtros também reduzem o carregamento dos transformadores, quer por redução das correntes harmônicas, quer pela compensação de reativos.

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa O filtro ativo é um “gerador de correntes harmônicas” podendo equilibrar inclusive as correntes fundamentais nas fases e mesmo corrigir o fator de potência

Filtro ativo: Filtro de harmônicas +

compensação ângulo de fase

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Filtros passivos compensam energia reativa e fator de potência e também podem filtrar as correntes harmônicas, enquanto filtros ativos filtram as harmônicas e também podem compensam o fator de potência.

A especificação dos filtros passivos é normalmente feita pela potência reativa (kvar) e a dos filtros ativos em corrente (A).

Solução econômica: Uso misto, com compensação de energia reativa efetuada com o uso de filtros passivos (reatores antirressonantes) e filtros ativos aplicado ás correntes harmônicas.

Nota: uso de reatores antirressonantes (filtros antirressonante) na compensação reativa é importante, uma vez que caso o filtro ativo venha a falhar por alguma razão, o sistema estaria sujeito á ocorrência de ressonância provocada pelos capacitores sem reatores.

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

A inserção de capacitores na rede e as harmônicas

fressonância=f(L,C) Harmônicas presentes

A inserção de capacitores na rede e as harmônicas

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Comportamento da impedância com a frequência

Impedâncias de L,C e equiv

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

60

18

0

30

0

42

0

54

0

66

0

78

0

90

0

10

20

11

40

12

60

13

80

15

00

frequência-Hz

Z (

oh

m)

Zeq

Zl

Zc

1000 kVA / 200 kVAr

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Combinação fatal • A combinação L(rêde) / C( kVAr) em um sistema

elétrico define uma frequência de ressonância.

• A presença de cargas nesta rede, com espectro de corrente ( harmônica) nesta (ou próxima) a esta freqüência causará penetração de corrente no capacitor com queima posterior; ressonância.

hr= kVAcc/ kVAr cap

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Aspecto prático da ressonância:

Trafo de 1000 kVA/5%

•Banco de 50 kVAr: Hr=20

•Banco de 100 kVAr:Hr=14

•Banco de 200 kVAr: Hr=10

5a

13a

11a

17a

7a

Banco automático=busca pela ressonância

TÍTULO DA PALESTRA

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Logomarca da

empresa

O que fazer na ressonância paralela???

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Soluções Antirressonantes A frequência de ressonância se define pelo ponto de

ressonância serie. Os reatores conectados em série se definem por valores

percentuais definidos pela relação de sua impedância na frequência fundamental em relação a impedância

dos capacitores na mesma frequência.

Reator 60Hz Harmônica

14% 160Hz H2.67

7% 227Hz H3.78

6% 245Hz H4.08

5.67% 252Hz H4.2

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

24

Frequência

Imp

edan

cia

(Oh

m)

Degrau1

Degrau2

Degrau3

Degrau4

Degrau5

Degrau6

Solução Antirressonante reator 7%

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

TÍTULO DA PALESTRA

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Logomarca da

empresa

(“o retorno”) 1782kvar/440V – grupos 1 a 3

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

GRUPOS 4 E 5

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Logomarca da

empresa

Kvar consumido rede @PF96%

Kvar INJETADO

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Logomarca da

empresa

Kvar solicitado pela carga

Kvar injetado pelo Equalizer

TÍTULO DA PALESTRA

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Logomarca da

empresa

Kvar solicitado pela carga

Kvar injetado pelo Equalizer

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Kvar solicitado pela carga

Kvar injetado pelo Equalizer

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa http://www.youtube.com/watch?v=KNti_8hO4qg

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Logomarca da

empresa

CONCLUSÕES DO PROJETO

• A compensação do equipamento é praticamente “espelhada” ao consumo da carga (inclusive fase por fase)

• A distorção de tensão reduziu de 10% para 5%

• O perfil de potencia ativa e aparente é praticamente o mesmo; FP=100%

• Sensível melhora da regulação de tensão.

• A corrente média no transformador reduziu de 3000A para 2000A.

• Outras vantagens de operação certamente deverão ser consideradas, em função do aumento de produtividade

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

4 2 0

4 4 0

02 5 0

5 0 0

7 5 0

- 2 0 0

0

2 0 0

5

1 0

1 5

L ib r a T e r m in a i s - S t a r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a

Vp

tp

[V

]I

[A

]Q

[k

VA

r]

TH

D[

%]

V

pt

p

T i m e [H H :M M :S S ]

1 3 : 3 0 : 0 4 1 3 : 3 1 : 0 9 1 3 : 3 2 : 1 5 1 3 : 3 3 : 2 5 1 3 : 3 4 : 3 5 1 3 : 3 5 : 4 9 1 3 : 3 6 : 5 5 1 3 : 3 8 : 0 3 1 3 : 3 9 : 1 0 1 3 : 4 0 : 1 6 1 3 : 4 1 : 2 6 1 3 : 4 2 : 3 2 1 3 : 4 3 : 3 9 1 3 : 4 4 : 4 5 1 3 : 4 5 : 5 2 1 3 : 4 6 : 5 7

Correntes de 500 A para 250 A

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

- 1 5 0

- 1 0 0

- 5 0

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

L ib r a T e r m in a i s - S t a r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a

Q [

kV

Ar

]

T i m e [H H :M M :S S ]

1 3 : 3 8 : 4 1 1 3 : 3 9 : 1 9 1 3 : 3 9 : 5 8 1 3 : 4 0 : 3 7 1 3 : 4 1 : 1 6 1 3 : 4 1 : 5 5 1 3 : 4 2 : 3 2 1 3 : 4 3 : 1 2 1 3 : 4 3 : 4 8 1 3 : 4 4 : 2 7 1 3 : 4 5 : 0 4 1 3 : 4 5 : 4 3 1 3 : 4 6 : 2 0 1 3 : 4 6 : 5 7 1 3 : 4 7 : 3 3 1 3 : 4 8 : 1 4

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

2 ,5

5 ,0

7 ,5

1 0 ,0

1 2 ,5

1 5 ,0

1 7 ,5

L ib r a T e r m in a i s - S t a r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a

TH

D[

%]

Vp

tp

T i m e [H H :M M :S S ]

1 3 : 3 2 : 5 0 1 3 : 3 3 : 2 5 1 3 : 3 4 : 0 0 1 3 : 3 4 : 3 5 1 3 : 3 5 : 1 1 1 3 : 3 5 : 4 9 1 3 : 3 6 : 2 3 1 3 : 3 6 : 5 5 1 3 : 3 7 : 3 0 1 3 : 3 8 : 0 3 1 3 : 3 8 : 3 7 1 3 : 3 9 : 1 0 1 3 : 3 9 : 4 2 1 3 : 4 0 : 1 6 1 3 : 4 0 : 5 1 1 3 : 4 1 : 2 6

THDV de 8/10% para 5%

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

0

2 5 0

5 0 0

7 5 0

- 5 0

0

5 0

1 0 0

1 5 0

L ib r a T e r m in a i s - S ta r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a

I [A

]Q

[k

VA

r]

T i m e [H H :M M :S S ]

1 3 : 2 3 : 0 1 1 3 : 2 3 : 5 6 1 3 : 2 6 : 0 7 1 3 : 2 8 : 1 8 1 3 : 3 0 : 2 3 1 3 : 3 2 : 2 5 1 3 : 3 4 : 3 5 1 3 : 3 6 : 4 6 1 3 : 3 8 : 5 1 1 3 : 4 0 : 5 6 1 3 : 4 3 : 0 2 1 3 : 4 5 : 0 4 1 3 : 4 7 : 0 6 1 3 : 4 9 : 1 9 1 3 : 5 1 : 2 3 1 3 : 5 3 : 2 7

TÍTULO DA PALESTRA

Nome do Palestrante

Nome da Empresa

Logomarca da

empresa 0

2 5

5 0

7 5

1 0 0

1 2 5

1 5 0

1 7 5

L ib r a T e r m in a i s - S ta r t u p - P T 0 2 A ç ã o E n g e n h a r i a e I n s t a l a ç õ e s L t d a

I:H

5 [

A]

T i m e [H H :M M :S S ]

1 3 : 2 3 : 0 1 1 3 : 2 3 : 5 6 1 3 : 2 6 : 0 7 1 3 : 2 8 : 1 8 1 3 : 3 0 : 2 3 1 3 : 3 2 : 2 5 1 3 : 3 4 : 3 5 1 3 : 3 6 : 4 6 1 3 : 3 8 : 5 1 1 3 : 4 0 : 5 6 1 3 : 4 3 : 0 2 1 3 : 4 5 : 0 4 1 3 : 4 7 : 0 6 1 3 : 4 9 : 1 9 1 3 : 5 1 : 2 3 1 3 : 5 3 : 2 7

Atenuação da 5ª harmônica na rede aprox. 50%

TÍTULO DA PALESTRA

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Logomarca da

empresa

TÍTULO DA PALESTRA

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Nome da Empresa

Logomarca da

empresa

Conclusões gerais aplicáveis • As cargas devem ser classificadas em:

• lineares ou não lineares (quanto aos indutores)

• Regime constante, variação lenta ou rápida (quanto ao tempo manobra)

• Sensibilidade a variações da alimentação (ETI) (quanto ao transiente de manobra)

• A definição do sistema de compensação deve considerar alem das premissas clássicas(V, Q, etc):

• Reator anti-ressonante

• Tipo de manobra (elemento estático)

• Premissas de Qualidade de Energia (harmônicas e transientes de manobra)

TÍTULO DA PALESTRA

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Logomarca da

empresa kW=kVA FP =100%

Banco de capacitores d

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That´s All

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OBRIGADO