BANCO DE CAPACITORES | MF CAPACITORES - LIMEIRA/SP

Precauções com harmônicas na instalação de Bancos de Capacitores

 

Antonio Geraldo Stefano

Engenheiro Eletricista | Organização Einstein de Ensino

Quando da instalação de capacitores para correção do fator de potência, enfrentamos problemas para lidar com harmônicas. Temos que levá-las em conta quando projetamos o sistema com o objetivo de prevenir condição de ressonância série e paralela que danificariam todo o sistema elétrico.

Quando conectamos capacitores para corrigir o fator de potência, a indutância do transformador junto com a do capacitor fazem um circuito ressonante que pode ser excitado por uma corrente harmônica gerada pela carga. Este circuito ressonante tem uma frequência de ressonância, e se a corrente harmônica desta frequência (ou próxima) estiver presente, esta levará o circuito a uma condição de ressonância onde uma alta corrente fluirá pelos ramos do circuito (L: transformador e C: banco de capacitores), sobrecarregando-os, elevando a tensão sobre estes e sobre todo o sistema elétrico que está conectado em paralelo.

A filtragem desentronizada para PFC (correção do fator de potência) é uma técnica usada para evitar o risco da condição de ressonância. Esta é feita pelo deslocamento da frequência de ressonância a valores menores onde as correntes harmônicas não estão presentes.

Isso é alcançado através da modificação do circuito LC básico composto pelo transformador e banco de capacitores, introduzindo um filtro (reator) em série como capacitores. Assim fazemos um filtro ressonante mais complexo, mas com a característica desejada de ter uma frequência abaixo da primeira harmônica existente. Dessa maneira é evitada uma condição de ressonância.

Além deste principal objetivo, o reator conectado em série com os capacitores, faz um circuito ressonante em série com uma determinada frequência de sintonia para qual o sistema oferecerá um caminho de baixa impedância.

Componentes para filtros dessintonizados para PFC (correção do fator de potência) devem ser cuidadosamente selecionados de acordo com o propósito de correção do fator de potência desejado, de acordo com as harmônicas presentes no sistema, de acordo com algumas características do sistema (potência de curto circuito e impedância), de acordo com o efeito de filtragem desejado e características do circuito ressonante configurado.

Por exemplo, referente aos capacitores, a voltagem sobre estes será maior que a voltagem nominal da rede quando eles tiverem um reator conectado em série.

Os reatores devem ser selecionados tomando em conta o valor de indutância para obter a desejada frequência de sintonia e capacidade de corrente alta, suficiente para a absorção de corrente harmônica que possa ser esperada.

A frequência de sintonia é normalmente referida de forma indireta ao fator de dessintonia e expresso em percentagem. Filtragem desintonizada para PFC é uma especialidade da engenharia, necessita de know-how experiente para implementação de uma maneira satisfatória e segura.

05 principais considerações para alto desempenho em Filtragem desintonizada para PFC

1.)    Determinar a potência efetiva necessária (kVAr) do banco de capacitores como objetivo de obter o fator de potência desejado.

2.)    Projetar os steps de capacitores de modo que a sensibilidade dos bancos fique em torno de 15-20% do total da potência disponível. Não é usual ter um banco mais sensível, que reaja com 5 a 10% da potência total, isso poderia levar o banco a um número elevado de manobras, desperdiçando o equipamento desnecessariamente quando o real objetivo é ter um fator de potência alto.

3.)    Tentar desenvolver o banco com valores padrão de potência efetiva (kVAr) de passos, preferencialmente múltiplos de 25 kVAr.

4.)    Medir a presença de harmônicas de corrente no principal cabo alimentador do sistema sem capacitores, em todas possíveis condições de carga. Determinar frequência e máxima amplitude para cada harmônica que possa existir. Calcular a Distorção Harmônica Total de Corrente.

5.)    Medir a presença de harmônicas de tensão que possam vir de fora do seu sistema, se possível medir em alta voltagem. Calcular a Distorção Harmônica Total de Tensão.