CONCEITOS BÁSICOS

WEG - Transformando Energia em SoluçõesWEG - Transformando Energia em Soluções

CONCEITOS BÁSICOSCONCEITOS BÁSICOS

O CAPACITORO CAPACITOR

MANOBRA E PROTEÇÃO DE CAPACITORESMANOBRA E PROTEÇÃO DE CAPACITORES

33

55

11

HARMÔNICOSHARMÔNICOS66

TIPOS DE CORREÇÃOTIPOS DE CORREÇÃO22

44 DIMENSIONAMENTO DE CAPACITORESDIMENSIONAMENTO DE CAPACITORES

Início


Q

P

S

kVA

kW FP cos

222 kW kvarS

kW cosIU3P

kVA IU3S

kvar senIU3Q

TRIÂNGULO DE POTÊNCIATRIÂNGULO DE POTÊNCIA

OBJETIVOOBJETIVO

Otimizar o uso da energia elétrica através da instalação de capacitores.

Correção 1-51-5


PORTARIA 1569 - 23/12/1993PORTARIA 1569 - 23/12/1993

Limite mínimo de 0,85 para 0,92;

Período de avaliação: mensal para horário; (medição horosazonal);

Faturamento da energia reativa excedente:

das 6:00 às 24:00 horas; no mínimo 0,92 indutivo;

das 24:00 às 6:00 horas; no mínmo 0,92 capacitivo.

LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL)LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL)

2-52-5Correção


Atenção !!!Atenção !!!

Consumidores do Grupo B (3 B.T. , consumo mensal 2.000kWh, CelescCelesc)

• Medição transitória (Período mínimo de 72 horas consecutivas);

• F.P. < 0,92i (60 dias para regularização)

Ex.: consumidores: padarias, microempresas, mini-supermercados, etc.

PORTARIA 466 - 12/11/1997 - Art.31.PORTARIA 466 - 12/11/1997 - Art.31.

O FP será verificado pelo concessionário, através de medição apropriada:

LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL)LEGISLAÇÃO ATUAL (ANEEL)

3-53-5Correção


Motores e Transformadores operando “em vazio” ou com pequenas cargas;

Motores super dimensionados;

Fornos a arco;

Fornos de indução eletromagnética;

Máquina de solda atransformador;

Grande número de motores <10cv;

Utilização de reatores para lâmpadas de descarga com baixo fator de

potência.

CAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIACAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

4-54-5Correção


Multa e conseqüente acréscimo na conta de energia elétrica;

Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação;

Queda e flutuações de tensão;

Sobrecarga dos equipamentos de manobra;

Aumento das perdas elétricas nos condutores pelo efeito Joule;

Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores;

Aumento da capacidade; dos equipamentos de manobra e de proteção.

CONSEQUÊNCIAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIACONSEQUÊNCIAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

5-55-5Correção


• Para cargas indutivas < 10cv existentes em um mesmo local.

• Instalações com necessidade de potência reativa oscilante com o tempo.

• Utiliza os três tipos de compensação acima descritos.

COMPENSAÇÃOCOMPENSAÇÃO

INDIVIDUALINDIVIDUAL

COMPENSAÇÃO EM GRUPOCOMPENSAÇÃO EM GRUPO

COMPENSAÇÃO CENTRALCOMPENSAÇÃO CENTRAL

(AUTOMÁTICA)(AUTOMÁTICA)

COMPENSAÇÃO MISTACOMPENSAÇÃO MISTA

• Viável economicamente para cargas 10cv; • Energia reativa compensada no local de origem.

Correção 1-31-3


O consumidor deixa de pagar multas;

Aproveitamento adicional da capacidade dos condutores e equipamentos;

Redução das perdas e quedas de tensão nos condutores etransformadores;

Conservação e qualidade de energia.

VANTAGENS DA CORREÇÃOVANTAGENS DA CORREÇÃO

2-32-3Correção


DESVANTAGENS :DESVANTAGENS :

Inviabilidade econômica de instalar banco de capacitores automáticos;

Maior probabilidade da instalação se tornar capacitiva (capacitores fixos);

Aumento de tensão do lado da concessionária;

Aumento da capacidade de curto-circuito na rede da concessionária;

Maior investimento em cabos e equipamentos de B.T.;

Manutenção mais difícil;

Benefícios inerentes a eliminação de reativos nos cabos, trafos, etc., não são obtidos.

CORREÇÃO NA MÉDIA TENSÃOCORREÇÃO NA MÉDIA TENSÃO

3-33-3Correção


LINHA WEGLINHA WEG

UCW / MCW / BCW / UCW-TUCW / MCW / BCW / UCW-T

Principais CaracterísticasPrincipais Características:

Baixas perdas;

Alta confiabilidade;

Auto-regenerativo;

Dispositivo de proteção anti-explosão;

Fabricação conforme norma IEC831/1-2 e VDE 560/4.

Correção 1-61-6


VISTA INTERNA DA UCW :VISTA INTERNA DA UCW : RESISTOR DE DESCARGA :RESISTOR DE DESCARGA :

2-62-6Correção


Composta de dois filmes de polipropileno (dielétrico)

metalizado (Zinco+Alumínio) em uma das faces;BOBINAGEM :BOBINAGEM :

METALIZAÇÃO :METALIZAÇÃO :

ESTUFA :ESTUFA :

O tratamento térmico é realizado para eliminação de

possíveis folgas e umidade entre uma camada e

outra, durante 8 horas a 90 graus;

Aplicação de uma camada de Zinco em ambas as

extremidades do capacitor e sobre estas partes

metalizadas, posteriormente serão soldadas as

conexões elétricas;

CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS - BOBINA CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS - BOBINA

3-63-6Correção


Responsável pela descarga (30s,1/10Un) após a desenergização

do capacitor.

INTERRUPTOR DE INTERRUPTOR DE

SEGURANÇA :SEGURANÇA :

RESINA EM RESINA EM

POLIURETANO :POLIURETANO :

REGENERAÇÃO :REGENERAÇÃO :

RESISTOR DE RESISTOR DE

DESCARGA :DESCARGA :

Elimina pequenas falhas (furos) no filme. A tensão de

regeneração é 2xUn do capacitor durante 2 seg.;

Envolve a bobina que se encontra dentro da caneca. Serve como

proteção contra oxidação e enchimento. Quando ocorre

sobrepressões internas, esta resina se expande e provoca a

expansão da caneca;

Sua função é a de romper quando ocorrer a expansão da caneca,

fazendo com que a tensão de alimentação seja interrompida;

4-64-6Correção


Devido a pressão interna formada pelo acúmulo de gases (óxido de

alumínio) liberados pelo capacitor quando ocorrem anormalidades com a

qualidade de energia (sobretensões, temperatura elevada, harmônicas, etc.)

EXPANSÃOEXPANSÃO

POR QUE A CANECA EXPANDE ?POR QUE A CANECA EXPANDE ?

5-65-6Correção


Tensão nominal: 20/380/440/480V;

Freqüência nominal: 60 Hz;

Tolerância de capacitância: - 5 +10%;

Perda dielétrica: < 0,4W/kvar ; ;

Temperatura ambiente: - 25 a + 50°C;

Máxima tensão admissível: 1,10Un;

Máxima corrente admissível: 1,3In;

Máximo dv/dt admissível: 25V/µs.

NÍVEIS DE TENSÕES ADMISSÍVEIS EM SERVIÇO - IEC 831/1:NÍVEIS DE TENSÕES ADMISSÍVEIS EM SERVIÇO - IEC 831/1:

ServiçoNormal

Ligar Desligar

Fator-tensão xFator-tensão x

Un rmsUn rmsDuração máximaDuração máxima

1,00

1,10

1,15

1,20

1,30

Contínuo

8 horas a cada 24 horas

30 minutos a cada 24 horas

5 minutos

1 minuto

6-66-6Correção


INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS :INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS :

Esquema unifilar atualizado;

Condições operacionais;

Levantamento de cargas lineares;

Levantamento de cargas não lineares (soft-starter, inv. freq., etc);

Medições: tensão, corrente, fator de potência inicial, temperatura ambiente;

Contas de energia elétrica (últimas 12);

Correção 1-51-5


FATUR. REATIVO EXED. 243,46

66,20

CONTA DE ENERGIA CONTA DE ENERGIA

ELÉTRICAELÉTRICA

2-52-5Correção


Para simplificar podemos substituir (tg 1 - tg 2) por um fator F.

Então:

onde:

Qcap : potência reativa capacitiva em kvar

P : potência ativa da carga, em kW

: rendimento de acordo com a carga

Para motores, podemos considerar:

2) tg - 1 P.(tgQcap

FP.Qcap

/)Fcarga.P.(%Qcapm

EXPRESSÕES MATEMÁTICASEXPRESSÕES MATEMÁTICAS

3-53-5Correção


DISJUNTOR :DISJUNTOR : Dimensionado, considerando-se as tolerâncias da

capacitância (- 5 + 10%) e de correntes harmônicas

adicionais (+ 30%), para uma corrente de 1,43 vezes a

corrente nominal do capacitor. Característica g.

FUSÍVEIS :FUSÍVEIS :

ncnf 1,65.II

Tipo D ou NH de característica retardada gL/gG.

PROTEÇÃO DE CAPACITORESPROTEÇÃO DE CAPACITORES

4-54-5Correção


POTÊNCIA DO CAPACITOR NA CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES POTÊNCIA DO CAPACITOR NA CORREÇÃO DE TRANSFORMADORES

FUNCIONANDO EM VAZIO:FUNCIONANDO EM VAZIO:

(kvar) /100.SiQ noo

CORREÇÃO DE TRANSFORMADORESCORREÇÃO DE TRANSFORMADORES

5-55-5Correção


Baixo custo;

Alta confiabilidade;

Dimensões reduzidas;

Fixação do tipo rápida através de parafusos ou trilhos de 35mm;

Incorporam resistores de pré-carga;

Limitados a 25kvar em 380/440V;

Especificação técnica conforme norma IEC947-4 e VDE 0660.

CONTATORES ESPECIAS LINHA CW _K / CWM_K :CONTATORES ESPECIAS LINHA CW _K / CWM_K :

Correção 1-31-3


ESQUEMA DE LIGAÇÃO VÁLIDO PARA BANCOSESQUEMA DE LIGAÇÃO VÁLIDO PARA BANCOS

> 25KVAR EM 380V:> 25KVAR EM 380V:

K1 - Contator principal para manutenção do capacitor ligado e desligamento do capacitor;

K2 - Contator para ligamento do capacitor.

2-32-3Correção


CW17KCW17K

CW37KCW37K

DIAGRAMA DE CONTATOS - SÉRIE KDIAGRAMA DE CONTATOS - SÉRIE K

3-33-3Correção


São formas de onda (tensão ou corrente) periódica, deformada, composta pela

freqüencia fundamental da rede elétrica, 50 ou 60Hz, mais os múltiplos desta, que

podem atingir valores de vários kHz.

DEFINIÇÃO :DEFINIÇÃO :

ORIGEM DAS HARMÔNICAS : CARGAS NÃO LINEARES ORIGEM DAS HARMÔNICAS : CARGAS NÃO LINEARES

Conversores / inversores de freqüência;

Acionamentos de corrente continua;

Retificadores;

Fornos a arco e de indução;

No-breaks;

Controladores tiristorizados;

Fontes chaveadas;

Transformadores com núcleo saturado.

Correção 1-81-8


83% de distorção em corrente, correspondente a uma sobrecorrente de 30%;

5% de distorção em tensão, com porcentagem individual máxima de 3%.

Sempre que as cargas não lineares representem mais de 20% da carga instalada,

considera-se que há harmônicas na rede.

LIMITES ACEITÁVEIS NO CAPACITOR :LIMITES ACEITÁVEIS NO CAPACITOR :

DICA :DICA :

2-82-8Correção


Sobrecorrentes nos capacitores pelo efeito da ressonância série;

Aumento das perdas em equipamentos eletrônicos;

Funcionamento irregular nos equipamentos de proteção e controle;

Interferências eletromagnéticas;

Vibrações e ruído acústico;

Aumento da temperatura nos cabos e equipamentos de manobra;

Sobretensão.

CAUSAS E EFEITOSCAUSAS E EFEITOS

3-83-8Correção


Em instalações com Correção do FP, torna-se preocupante quando existem

harmônicas presentes na rede elétrica, pois tem-se o risco que ocorra:

O FENÔMENO DA RESSONÂNCIAO FENÔMENO DA RESSONÂNCIA

RRessonância entre trafo/carga com o capacitor ou banco de capacitores;

AAmplificação das harmônicas pelo efeito da ressonância paralela ou série;

Elevação dos níveis de tensão ou corrente a valores inaceitáveis.

OBS.:OBS.: Utiliza-se indutores anti-harmônicas para evitar a ressonância do capacitor

com todo o espectro de harmônicas, protegendo assim, os capacitores.

4-84-8Correção


Ocorre quando as reatâncias capacitiva e

indutiva de um circuito RLC são iguais.

As reatâncias se cancelam entre si e a

impedância do circuito se torna igual a resistência.

Ocorre entre o transformador de força e os

capacitores ou banco de capacitores ligados num

mesmo barramento.

I=E/RI=E/R

R 0R 0

I I

RESSONÂNCIA SÉRIERESSONÂNCIA SÉRIE

5-85-8Correção


Baseia-se na troca de energia entre um

indutor e um capacitor, ligados em paralelo

com uma fonte de tensão.

Um circuito ressonante paralelo possui,

teoricamente, impedância infinita e corrente

de linha nula.

Ocorre entre as cargas e os capacitores,

conectados num mesmo barramento.

RESSONÂNCIA PARALELARESSONÂNCIA PARALELA

6-86-8Correção


Dados fundamentais para a determinação do indutor anti-harmônicas:

Esquema unifilar elétrico atualizado;

Indicação no esquema unifilar do(s) ponto(s) de medição;

Potência, tensão e freqüência do capacitor;

Espectro das harmônicas;

Corrente, tensão e freqüência de cada harmônica.

INDUTOR ANTI-HARMÔNICASINDUTOR ANTI-HARMÔNICAS

7-87-8Correção


Instalado em série com contatores convencionais para manobra de capacitores,

devido a alta corrente transitória provocada pela energização (carga) dos

capacitores.

A elevada corrente transitória de alta freqüência depende dos seguintes fatores:

Capacitância;

Indutância do circuito;

Valor de pico da tensão senoidal no momento da ligação;

Tensão residual dos capacitores.

INDUTOR ANTI-SURTOINDUTOR ANTI-SURTO

8-88-8CorreçãoInício

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