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Correção de Fator de Potência e Harmônicos

Correção de Fator de Potência e Harmônicos

Quando nosso pessoal comenta com os clientes que os controladores de fator de potência da Sultech calculam harmônicos, por vezes essa facilidade é vista como uma informação de qualidade de energia elétrica disponível no instrumento, para uso do cliente, sem conexão com a tarefa de corrigir o fator de potência.

Mas por que é tão importante o cálculo de harmônicos na correção de fator de potência de uma instalação?

Se temos uma instalação livre de harmônicos, o fator de potência é razão entre KW e KVA.

FP = KW / KVA

Isto é o que chamamos de fator de potência de deslocamento porque matematicamente se prova que esta fórmula mostra o coseno do ângulo entre tensão e corrente.

Por exemplo: a potência Aparente num motor será:

KVA= √¯(W²+KVAr²)

As harmônicas vão inserir uma nova parcela nesta equação. Se tivermos uma carga não linear a potência Aparente vai ficar:

KVA= √¯(W²+KVAr²+H²)

Isto porque as componentes harmônicas consomem potência da fonte e somam na potência Aparente.

Veja que a potência Ativa (KW) se mantém. Porém a potência Aparente (KVA) aumenta. Logo o fator de potência vai diminuir.

Assim, é importante que o Controlador Automático De Fator De Potência calcule as componentes harmônicas de tensão e corrente e insira este cálculo no cômputo do fator de potência, como fazem os controladores Sultech.

Além desse importante fato, a presença de harmônicos ainda vai causar outros danos ao sistema tais como:

  • Sobretensão nos capacitores, quando o produto da impedância do capacitor pela corrente naquela frequência gera uma tensão significativa a se somar à tensão nominal da rede. Neste caso o isolamento das placas do capacitor pode romper ou no mínimo se deteriorar.
  • O acréscimo de correntes harmônicas faz com que a corrente total seja maior e assim necessitando de bitolas de fios maiores na interligação de capacitores, disjuntores maiores e contactoras mais potentese capacitores sobredimensionados para suportar esta condição.
  • As perdas nos capacitores por aquecimento aumenta com a presença de harmônicas diminuindo a vida útil por danos aos materiais isolantes.

Este raciocínio que estamos fazendo leva à conclusão que redes com cargas geradoras de harmônicos podem causar custos elevados mas muitas vezes não temos como contornar este incômodo, seja pelo tamanho da instalação ou pela falta de recursos para o correto tratamento das harmônicas.

Neste caso uma boa solução é o estudo prévio, com um analisador de redes elétricas, como o ST9600R da Sultech, que mede conteúdos harmônicos, calcula o fator de potência da instalação e prevê o valor de capacitores em KVAr, necessário para a compensação de reativos.

Um tratamento criterioso é fundamental para evitar transtornos e por isso é importante contar com auxílio de uma empresa que coloca a Tecnologia em Expansão.

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