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Correção de fator de potência: saiba o que é e como realizar

Correção de fator de potência

Quedas de tensão, sobrecargas e perdas elétricas são alguns dos problemas provocados pela existência de baixo fator de potência em uma instalação. Desse modo, a correção de fator de potência torna-se uma prática importante de ser implementada, técnica e financeiramente.

O entendimento da natureza do fator de potência e da importância de sua correção torna-se indispensável para a correta adequação das instalações. Afinal, maior eficiência elétrica e menores custos com energia interessam a qualquer empresa.

Continue a leitura e saiba como realizar a correção do fator de potência.

O que é fator de potência?

A capacidade de realizar trabalho de um máquina elétrica depende de suas respectivas potências. Mais especificamente, de um tipo conhecido como potência ativa.

A potência ativa é aquela que efetivamente faz uso da energia aplicada, transformando-a no resultado que se espera do equipamento. É medida em W (watt) e, mais comumente, em kW (quilowatt).

Ao mesmo tempo, equipamentos indutivos como motores, geradores ou transformadores perdem parte da energia, transformando-a em potência reativa, medida em kVAr (quilovolt-ampère reativo). Esta, por sua vez, não realiza o trabalho propriamente, mas cria o campo magnético necessário e que viabiliza o funcionamento.

Com a relação dessas duas potências surge uma terceira que é conhecida como potência aparente. A potência aparente é o quanto de potência o equipamento está consumindo no total, sendo medida em kVA (quilovolt-ampère) considerando o trabalho gerado e as perdas que ele está tendo.

O fator de potência (FP), então, é a relação existente entre a potência ativa (quanto da energia está sendo transformada em trabalho) e a potência aparente (quanto a instalação está consumindo no total) e seu valor varia de 0 a 1, sendo representado pela expressão [FP = kW / kVAr]. Isso significa que o fator de potência é um indicador da eficiência da energia aplicada no equipamento e/ou na instalação.

O que causa um baixo fator de potência?

Tomando uma indústria como exemplo, o profissional do setor elétrico, especialmente nas situações de manutenção, precisa estar atento para as possíveis condições que levam a um fator de potência baixo. Assim, deve considerar diversas situações envolvidas com a existência de valores menores, para que essas variações identificadas possam ser corrigidas.

De modo geral, baixos valores para o fator de potência podem resultar de situações como:

  • diversos motores de pequena potência em operação;
  • motores ou transformadores trabalhando em vazio (sem carga);
  • motores ou transformadores superdimensionados;
  • motores ou transformadores defeituosos ou antigos;
  • lâmpadas que necessitam de reatores instaladas para iluminação local;
  • fornos elétricos a indução ou a arco operando;
  • máquinas de solda em trabalho;
  • máquinas de tratamento térmico em operação;
  • injetoras, guindastes, pontes rolantes, prensas, compressores e uma infinidade de equipamentos em operação.

Embora a potência reativa seja indispensável para o funcionamento dos equipamentos que operam com indução, ela deve ser o mais baixa possível. As principais razões para isso podem ser assim relacionadas:

  • não realiza trabalho;
  • exige condutores de maior bitola (maior seção);
  • exige transformadores de maior capacidade;
  • provoca aquecimento e com isso perdas;
  • provoca quedas de tensão;
  • resulta em maior consumo de demanda por energia.

Como corrigir o fator de potência?

Como visto, motores ou transformadores operando em vazio e diversos equipamentos acionados, mas sem produção efetiva, podem ser responsáveis pelo baixo fator de potência. Desse modo, cargas ociosas devem ser desligadas como forma de reduzir os valores de cargas reativas (indutivas).

No entanto, em muitos casos, a questão reside na natureza do equipamento e suas características operacionais. Nessas situações, é preciso obter outra solução para o problema.

Por sua vez, sabe-se que energia reativa oriunda de carga indutiva pode ser neutralizada por uma carga capacitiva. Assim, o caminho mais seguro para efetivamente corrigir o fator de potência e compensar a carga indutiva existente é fazer a conexão com um banco de capacitores.

O resultado será o fornecimento da energia reativa necessária para a indução do equipamento por meio dos capacitores de correção instalados. Assim, ocorre um alívio (redução) na alimentação da corrente.

Para isso, é necessário dimensionar os capacitores adequadamente, considerando-se os valores indutivos existentes. A eficiência da medida depende da certeza de que o fator de potência esteja dentro dos limites necessários para que a energia tenha o melhor aproveitamento.

Existem 5 maneiras diferentes de se proceder a instalação dos capacitores. Confira quais são elas.

1. Correção na entrada da energia de alta tensão

De custo elevado, corrige apenas o fator de potência avaliado pela concessionária de energia. Não resolve as questões internas.

2. Correção na entrada da energia de baixa tensão

Empregada em instalações elétricas que apresentam grande número de cargas com potências diferentes, além de regimes não uniformes. Esse tipo de correção, normalmente, faz uso de bancos automáticos de capacitores.

3. Correção por grupos de cargas

Os capacitores são instalados de modo a corrigir um determinado setor ou grupo de máquinas de até 10 CV de potência. A instalação se faz junto aos quadros elétricos dos equipamentos.

4. Correção localizada

Tecnicamente, é considerada a melhor solução: instala-se o bloco de capacitores junto a cada equipamento em que se deseja a correção. Apresenta vantagens, como gerar potência reativa apenas onde é necessária e reduzir perdas energéticas em toda instalação, entre outras.

5. Correção mista

Na verdade, trata-se da utilização das medidas apontadas anteriormente para a correção, conforme o setor considerado. Do ponto de vista prático e financeiro, geralmente é a solução mais buscada.

Para esse fim, procede-se do seguinte modo:

  1. instalar um banco de capacitores fixos ao lado do secundário do transformador de entrada;
  2. corrigir localmente no caso de motores de 10 CV ou mais;
  3. corrigir por grupos, quando se tratar de motores com potência menor que 10 CV;
  4. corrigir na entrada da rede, quando se tratar de redes de iluminação com reatores de baixo fator de potência (o uso de iluminação LED elimina essa demanda);
  5. instalar um banco automático de capacitores na entrada do sistema para equalização final.

Qual a importância da correção do fator de potência?

A manutenção do fator de potência em valores mais próximos de 1 (um) é uma exigência da legislação brasileira (Decreto N. 62.724/1968 , Decreto N. 75.887/1975 e Decreto N. 479/1992). Essa determinação é aplicável às concessionárias de energia e aos consumidores.

Além disso, um baixo fator de potência deve ser considerado como importante demanda de correção em razão, principalmente, de ser responsável por provocar:

  • redução da capacidade de alimentação do sistema elétrico;
  • desgaste acentuado dos equipamentos elétricos;
  • aumento de perdas elétricas nas linhas de distribuição;
  • queda na tensão dos circuitos de distribuição;
  • maiores despesas com energia elétrica.

A correção de fator de potência é essencial quando se considera a qualidade da energia, seu aproveitamento e a melhor eficiência em sua utilização. A utilização de banco de capacitores demonstra ser uma maneira eficiente de proceder às correções necessárias.

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Autor deste artigo

Empresa multinacional brasileira de venda e distribuição de Materiais Elétricos, Equipamento de Segurança, Infraestrutura de Rede, CFTV, Serviços Industriais, Automação e Iluminação que atende em todo o Brasil.
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