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BEM-VINDO AO WEBINAR
APRESENTAÇÃO DE CASOS REAIS DE
CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA NA
PRESENÇA DE FONTES HARMÔNICAS EM
INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS
Eng. José Starosta
Ação Engenharia e Instalações Ltda
Área para digitar questões e comentários -respostas no final da apresentação
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REGRAS DO WEBINAR:• Perguntas e/ou comentários são feitas unicamente por escrito, utilizando-se o
campo apropriado;
• Perguntas e/ou comentários podem ser enviadas durante o desenvolvimento da apresentação, mas serão respondidas somente após o final da mesma;
• Pode acontecer que, dependendo do número de perguntas e do tempo disponível, algumas perguntas fiquem sem resposta durante o webinar;
• Se houver interrupção inesperada do webinar, certifique-se que sua conexão com a internet está funcionando normalmente e tente novamente a conexão;
• Será emitido certificado de participação no webinar. Somente quem não se inscreveu previamente no webinar, favor digitar e-mail na janela de bate-papo.
PALESTRANTE: Eng. José Starosta
- Especialista em Qualidade de Energia
- Presidente da ABESCO - Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Conservação de Energia
- Diretor da Ação Engenharia.
APRESENTAÇÃO DE CASOS REAIS DE
CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA NA
PRESENÇA DE FONTES HARMÔNICAS EM
INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS
Eng. José Starosta
Ação Engenharia e Instalações Ltda
Por que compensar os reativos ???
•Regulação de tensão/Qualidade de energia•Tarifação de reativos•Uso racional de energia•Melhora da eficiência dos processos
M MMOTOR MOTOR
M Mconc
MOTOR MOTOR CAPACITORES
ENERGIA REATIVAENERGIA ATIVA
conc
A injeção de reativos e o FP
Q (kVAr)
P (kW)
S1 (kVA)
1
Qcap
Q1
Q2=Q1-Qcap
S2 (kVA)
2
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
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L 1 L 2 L 3 A v g / T o t
4 3 0
4 4 0
4 5 0
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4 7 0
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3 0 0
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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
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Q
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76
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.9
07
47
.0
41
L 1 L 2 L 3 A v g / T o t
Comportamento das cargas
60 segundos
Perfil de carga “nervoso” –
energia reativaEspectro das Harmônicas da carga
M
13,2 kV
690 V
1500 kVA
5 %
690 V
1200 kVA
1005 Arms
6 pulsos
Como é o casamento das fontes e das cargas
Ztrafo 0,01587 ohm
% A Ztrafo V
rms 1005
I1 100% 926 0,015870 25,41863
I5 39% 361 0,079350 49,56633
I7 14% 130 0,111090 24,91026
I11 8% 74 0,174570 22,3684
I13 3% 28 0,206310 9,913267
I17 5% 47 1,348950 110,1898
I19 3% 23 2,110710 84,51695
Irms/I 1,085818
THD 42% 22,0%
Quais as premissas iniciais e cuidados para um
projeto adequado de compensação reativa?
• Conhecer as fontes:
• Potencia de CC (impedância), regime ou variação de
tensão
• Conhecer as cargas:
• Comportamento, variação, regime, componentes
harmônicas, “tempo da carga”, expansão da carga,
sensibilidade a fenômenos associados a má Q.E.
• Existência de outros sistemas de compensação na
instalação.
Outras definições para um sistema adequado de
compensação reativa
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Panama Ports Company Elspec Eng ineering Ltd .
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Time [HH:MM:SS]
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L1 L2 L3 Avg/Tot
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L1 L2 L3 Avg/Tot
Consumo Reativo = Injeção Energia Reativa
• Consumo x Injeção de energia
reativa
• Ressonância Harmônica Zrede:
(Zrede”+Zcap”) X correntes
harmônicas da carga.
• Sistemas ressonantes ou anti-
ressonantes.
• Filtro + compensação reativa?
• Transientes de manobra de
capacitores e manobra estática
• Deseja-se melhorar a regulação
de tensão?
Ressonância harmônica ocorre quando a
frequência de ressonância (rede / capacitor) ~
frequência das correntes harmônicas
presentes.
Trafo de 1000 kVA/5%
•Banco de 50 kVAr: Hr=20
•Banco de 100 kVAr:Hr=14
•Banco de 200 kVAr: Hr=105a
13a
11a
15a
7a
Banco automático=busca pela ressonância
As harmônicas possuem seus próprios perfis e geralmente
acompanham a fundamental
...em outras palavras; devemos
definir:• Quanto será o reativo a ser injetado, dependendo
somente do controle do fator de potencia ou
também da regulação de tensão.
• Se o sistema possuirá reatores e qual o
dimensionamento dos mesmos.
• Se o sistema será convencional (manobra em
segundos-minutos) ou tempo real (mili-segundos)
• Se os dispositivos de manobra serão contatores
ou elementos estáticos.
“.....zap na manga”
• Se um sistema de compensação reativa existente é desligado e a
distorção de tensão diminui; indícios de ressonância. Necessário
estudar nova solução.
• Se a distorção de tensão é adequada, normalmente uma
compensação anti-ressonante funciona bem.
• Se a distorção de tensão é alta, pode ser necessário uma solução
sintonizada (em uma ou duas frequências harmônicas
características, no caso de filtro passivo). Neste caso, o sistema
compensará a energia reativa simultaneamente ao filtrar as
harmônicas; portanto deve haver compatibilidade entre todas as
variáveis envolvidas e na mudança da carga tudo pode mudar.
• Cargas rápidas, sistemas sensíveis a transientes, e que requerem
melhoria da regulação de tensão, são indicações para manobra
estática, especificada adequadamente
CASES COM COMPENSAÇÃO
TEMPO REAL- MANOBRA
ESTÁTICA
Compensação de energia reativa tempo real
Tipos de cargas atendidas pela comp. tempo real
• 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
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L1 L2 L3 Avg/Tot
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Panama Ports Company Elspec Eng ineering Ltd .
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Time [HH:MM:SS]
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L1 L2 L3 Avg/Tot
Consumo Reativo=
Injeção Energia Reativa
AUTOMOBILíSTICA – SOLDA PONTO 1782kvar/440V
Kvar solicitado pela carga
Kvar injetado pelo Equalizer
POTÊNCIA REATIVA SOLICITADA PELA CARGA E INJETADA PELO COMPENSADOR
Kvar solicitado pela carga
Kvar injetado pelo Equalizer
ZOOM 1 – POTENCIA REATIVA SOLICITADA PELA CARGA E INJETADA
SEM COMPENSAÇÃO
COM COMPENSAÇÃO
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
Guindastes
450
475
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250
500
750
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100
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T E C O N-P T 3-ST AR T -UP A ção En g en h aria e In s talaçõ es Ltd a
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:03
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:12
19
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:25
L1 L2 L3 A vg/T ot
GUINDASTES PORTUÁRIOS - DN
0
1
2
4 0 04 2 54 5 04 7 5
- 0
2 5 0
- 0
2 5 05 0 0
0
1 0
2 03 0
C O SIPA-DN3-50% -SC /C C A Ç A O E N G E N H A R IA E IN S T A L A C O E S L T D A
P.
FV
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kW
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1
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3
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4
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5
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6
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:2
7
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:2
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:2
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:2
9
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0
16
:3
1
16
:3
2
16
:3
4
L1 L2 L3 A v g/ T ot
4 2 0
4 4 0
02 5 0
5 0 0
7 5 0
- 2 0 0
0
2 0 0
5
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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
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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
- 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
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[%
] V
ptp
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%
0
2 5 0
5 0 0
7 5 0
- 5 0
0
5 0
1 0 0
1 5 0
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I [A
]Q
[k
VA
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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
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%
Conclusões gerais aplicáveis
• As cargas devem ser classificadas em:
• lineares ou não lineares (quanto a especificação de 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):
• Tipo de Reator anti-ressonante
• Tipo de manobra (elemento estático ou convencional)
• Tempo de manobra
• Premissas de Qualidade de Energia (harmônicas e transientes de manobra)
kW=kVA FP =100%
Banco de capacitores
kW=kVA FP =100%
Banco de capacitoresd
Vf
Zrede
ZL0
I5 I7
I1
That´s All
Obrigado!
José Starosta
www.acaoenge.com.br