O que é o Fator de Potência e como corrigir?

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Quando trabalhamos com equipamentos eletroeletrônicos, motores, resistências e demais itens com alto consumo, precisamos estar atentos a um fator muito relevante: o Fator de Potência.

Esse fator, sempre representado entre 0 e 1, indica o quão eficiente é o consumo de energia elétrica de um equipamento ou circuito. O fator ideal é 1, enquanto o pior fator possível é 0. Mas para isso, você precisa considerar 3 partes diferentes de potência existentes no circuito.

A primeira é a Potência Reativa, medida em VAr (Volt-Ampère Reativo), que é a potência usada para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas.

A segunda parte importante é a Potência Ativa, medida em W (Watts), é a potência que, de fato, o sistema consume para gerar o movimento, no caso de motores, o calor, no caso de resistência, ou a luz, no caso de lâmpadas.

Por último, mas não menos importante, temos a Potência Aparente, medida em VA (Volt-Ampère), que é a potência total do circuito ou equipamento. Ela é igual à soma da Potência Reativa com a Potência Ativa.

ENTENDENDO A DIFERENÇA ENTRE AS TRÊS POTÊNCIAS

Podemos mostrar a relação entre as três potências através de um triângulo, onde os vetores representam cada uma das grandezas, e assim conseguimos calcular nosso Fator de Potência.

Relação de vetores de potência
Relação de vetores de potência

Porém existe um jeito muito mais fácil de se perceber essa diferença, que é a demonstração através de um copo de chopp.

SIM! O copo de chopp demonstra de forma muito mais fácil a relação entre as potências. Então vamos explicar elas aqui abaixo.

Explicando Fator de Potência
Explicando Fator de Potência

O que vemos aqui é muito simples: quando compramos um copo de chopp, pagamos pelo copo cheio de líquido, sem considerar a espuma. Nesse caso, podemos dizer o mesmo da potência.

Pagamos pelo copo cheio, ou seja, pela Potência Aparente. Porém consumimos de fato apenas a parte líquida do chopp, ou seja, nossa Potência Ativa (que é a energia consumida para mover o motor, aquecer a resistência, etc.). Essa Potência Ativa é menor que a Aparente, pois ela é somada da parte “indesejada” do chopp, que não consumimos de fato, que é a espuma, ou, no nosso caso, a Potência Reativa.

POR QUE ACONTECE ESSA DIFERENÇA?

A queda no fator de potência ocorre, principalmente, por erros de dimensionamento em motores elétricos, que por vezes acabam operando sem carga ou em vazio. Mas também podem acontecer devido a utilização de lâmpadas fluorescentes, transformadores com baixa carga, entre outros.

Cargas resistivas: Em cargas resistivas, como uma lâmpada incandescente ou uma resistência de chuveiro, o fator de potência será sempre igual a 1. Isso acontece devido ao fato de as curvas de tensão e potência começarem e terminarem no mesmo tempo, embora não tenham necessariamente a mesma amplitude. Podemos ver isso no gráfico abaixo:

Demonstração de Tensão e Corrente em carga resistiva
Demonstração de Tensão e Corrente em carga resistiva

Cargas indutivas: Quando falamos de cargas indutivas, chegamos nos principais produtos da indústria. Como por exemplo motores elétricos, que são o principal exemplo de “geradores” de carga indutiva. As cargas indutivas possuem um atraso da corrente em relação à tensão, fazendo com que parte da energia consumida no processo seja “devolvida” a rede, criando assim uma Potência Reativa. Essa característica não está presente só em motores, mas sim em todas os equipamentos que trabalham através de indução eletromagnética.

Comportamento de Tensão e Corrente em carga indutiva
Comportamento de Tensão e Corrente em carga indutiva

Cargas capacitivas: Temos como principal exemplo para esse tipo de carga alguns reatores de lâmpadas fluorescentes, em geral modelos mais antigos. Ela funciona de forma oposta à indutiva, já que nesse caso a curva de corrente se antecipa a curva de tensão.

 Comportamento de Tensão e Corrente em carga capacitiva
Comportamento de Tensão e Corrente em carga capacitiva

DESCUBRA O FATOR DE POTÊNCIA

Encontrar o Fator de Potência dos seus equipamentos não é uma tarefa muito difícil, visto que muitos deles possuem a informação no produto. Nos motores, por exemplo, vemos a indicação de “FP” (ou “PF”, do inglês power factor), ou até “cos φ”, todos sinalizando a mesma coisa: o fator de potência daquele equipamento.

Até pouco tempo, o Brasil não possuía uma regra de valor mínimo para fator de potência. Isso mudou, e hoje já se exigem motores de alto rendimento, os chamados “IR3”. Você pode ler isso acessando esse post aqui do blog, onde explicamos direitinho as diferenças entre os modelos antigos, os utilizados hoje, e os modelos que serão exigidos a partir dos próximos anos.

Fator de Potência em motor ABB. Demonstrado como "cos φ"
Fator de Potência em motor ABB. Demonstrado como “cos φ”

COMO ISSO AFETA SUA CONTA DE LUZ?

Conforme mostramos antes, você irá pagar por uma energia que foi consumida, mas não foi de fato aproveitada. E isso é normal, visto que alguns equipamentos possuem seu funcionamento com base nisso.

Porém existe uma legislação no Brasil para que empresas busquem sempre a melhor utilização da sua energia consumida. Para casos onde o Fator de Potência seja inferior a 0,92, ou seja, o aproveitamento da energia seja menor que 92%, a concessionária de energia deve cobrar uma multa na fatura do mês, relativo ao consumo de Potência Reativa superior aos 8% da norma.

COMO ENCONTRAR O FATOR DE POTÊNCIA?

O fator de potência pode ser calculado de forma relativamente simples, dividindo a Potência Ativa pela Potência Aparente. O resultado será seu fator de potência do circuito atual.

FP = Pot. Ativa / Pot. Aparente

Outra forma de descobrir o fator de potência de alguns equipamentos é através de um dispositivo específico para isso. Equipamentos, como um Wattímetro, é colocado na rede e serve para medir o consumo do equipamento que é ligado nele. Assim, podemos medir em tempo real o Fator de Potência daquele produto específico.

CORRIGINDO O FATOR DE POTÊNCIA

Uma vez encontrado o Fator de Potência atual da sua instalação, e verificando que ele está abaixo do mínimo exigido, surge uma necessidade: CORRIGIR O FATOR DE POTÊNCIA.

Conforme mostramos nos gráficos acima, a carga indutiva antecipa a utilização de tensão, em contraponto atrasa a corrente. Porém a carga capacitiva faz o processo contrário, atrasando a tensão e antecipando a corrente. E a solução é relativamente simples.

Para resolver os problemas de consumo de uma carga indutiva, colocamos na rede uma carga capacitiva. Assim instalamos um banco de capacitores. Dessa forma, teremos as curvas de tensão e corrente muito próximas, levando o Fator de Potência para um valor muito próximo do “1” ideal. Aplicando os bancos de capacitores em conjunto com um Controlador do Fator de Potência, você garante os padrões previstos em lei e ainda pode realizar ajustes conforme a necessidade do mês da sua empresa.

PRECISANDO DE UM BANCO DE CAPACITORES?

A gente resolve tudo para você! Se você possui uma empresa que está sendo taxada por conta do baixo fator de potência, a melhor solução é, de fato, instalar um banco de capacitores.

Os custos de implementação terão um retorno em pouco tempo, especialmente se considerar que após a implementação do banco de capacitores sua conta de energia irá reduzir e não terá mais a cobrança de multa.

E para quem quer instalar um banco de capacitores, a RH Materiais Elétricos faz tudo para você! Temos controladores de fator de potência e capacitores para atender as mais diversas necessidades. Conheça mais sobre nossos produtos acessando nosso site: www.rhmateriaiseletricos.com.br

Banco de capacitores projetado e montado pela RH Materiais Elétricos
Banco de capacitores projetado e montado pela RH Materiais Elétricos

Se precisar do serviço completo, nós montamos o banco de capacitores e enviamos para você! Conheça nosso setor de projetos clicando neste link: https://www.rhmateriaiseletricos.com.br/hotsite/projetos-1

Para quem quer solicitar um orçamento, pode fazer isso direto em nossa landing page. Basta preencher os dados e entraremos em contato com você. Acesse agora: https://conteudo.rhmateriaiseletricos.com.br/orcamento-projeto-eletrico

Também temos contato através do e-mail rhmateriaiseletricos@rhmateriaiseletricos.com.br ou então pelo fone (51) 3597.3229.

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