Cálculo do fator de potência

O fator de potência é o fator significativo para avaliar a eficácia do uso de energia elétrica em uma rede de sistema de energia. Se o fator de potência for bom ou alto (unitário), então podemos dizer que mais efetivamente a energia elétrica está sendo usada em um sistema de potência. Como o fator de potência é fraco ou reduzido, a eficácia do uso da energia elétrica diminui no sistema de potência. O fator de potência pobre ou redução do fator de potência é causado por vários motivos. Portanto, para melhorar o fator de potência, existem várias técnicas de correção do fator de potência. A correção do fator de potência usando capacitores de correção do fator de potência é o método melhor e eficiente de vários métodos de correção do fator de potência. Mas, principalmente, devemos saber o que é fator de potência, cálculo do fator de potência e correção do fator de potência.

O que é fator de potência?

Um fator de potência pode ser descrito em vários termos, pode ser denominado como a razão entre potência ativa e potência aparente, pode ser definido como o cosseno do ângulo entre a tensão e a corrente. O cosseno do ângulo entre tensão e corrente é considerado (não seno ou tangente ou ângulo cotangente), porque o diagrama fasorial de tensão ou corrente do triângulo de potência é considerado.

Cálculo do fator de potência

Discutimos que a eficiência do sistema de energia depende do fator de potência e para melhorar o uso eficaz de poder em um sistema de energia o fator de potência deve ser melhorado. Mas, antes disso, devemos saber o fator de potência do sistema de potência, ou seja, devemos saber o cálculo do fator de potência. O cálculo do fator de potência pode ser derivado usando o ângulo entre a tensão de alimentação e a corrente de carga, conforme mostrado na figura.

Ângulo entre a tensão de alimentação e a corrente de carga

O fator de potência sempre está em um intervalo fechado de -1 a +1. O cálculo do fator de potência pode ser feito usando um triângulo de potência, o cosseno do ângulo entre a potência ativa e a potência aparente é considerado como fator de potência e é igual ao ângulo entre tensão de alimentação e carregue a corrente.

Ângulo entre a potência ativa e a potência aparente

Assim, se o ângulo entre a tensão de alimentação e a corrente de carga ou ângulo entre a potência ativa e aparente reduzir, o cosseno desse ângulo aumenta, o que torna o fator de potência quase unitário. Isso indica a eficácia do uso de energia elétrica em um sistema de potência. Na verdade, o fator de potência unitário praticamente não é possível devido às cargas capacitivas e indutivas que causam adiantamento ou atraso. Assim, para melhorar o fator de potência, a fim de usar energia elétrica efetivamente, existem várias técnicas de correção do fator de potência.

Anteriormente neste artigo, discutimos que o cálculo do fator de potência pode ser feito usando o ângulo entre a tensão de alimentação e a corrente de carga ou o ângulo entre a potência ativa e a potência aparente. Se considerarmos a equação da potência, o cálculo do fator de potência pode ser feito da seguinte maneira.

Nas equações a seguir, potência aparente S, potência reativa Q e potência ativa P. O triângulo de poder formado por esses poderes é mostrado na figura.

Fator de potência e triângulo de potência

A potência real que é usada para alimentar cargas é denominada como potência ativa (P) e é dada como

Poder ativo

A potência aparente (S) é a magnitude do componente oscilante da potência instantânea medida em VA ou KVA e pode ser expressa da seguinte forma

Poder aparente

A potência reativa e energia armazenada no sistema de potência são proporcionais entre si e são medidos em VAR ou KVAR. Agora, o cálculo do fator de potência pode ser expresso como

Fator de potência

O fator de potência (PF) também é denominado fator de potência de deslocamento (DPF).

O cálculo do fator de potência monofásico e o cálculo do fator de potência trifásico podem ser dados conforme mostrado abaixo, os quais são deduzidos das equações de cálculo da potência monofásica e trifásica.

Fator de potência monofásico é dado como

Cálculo do fator de potência monofásico

Onde potência-kW, voltagem-volts e corrente-amperes.

Três fatores de potência derivados do cálculo de potência trifásica

Cálculo do fator de potência trifásico (tensão de linha a linha)

Onde Potência-kW, Tensão de linha a linha-Volts e Corrente-Amperes.

Cálculo do fator de potência trifásico (linha para tensão neutra)

Onde Potência-kW, Tensão de linha a linha-Volts e Corrente-Amperes.

Correção do fator de potência

Após o cálculo do fator de potência, se for bom, diz-se que a energia elétrica é usada efetivamente no sistema de potência. Mas, se o cálculo do fator de potência der um fator de potência fraco, então a correção do fator de potência é necessária para melhorar a eficiência do sistema. Existem vários motivos, como cargas indutivas (geradores de indução, motores de indução, lâmpadas de descarga de alta intensidade e assim por diante), devido a qual fator de potência está sendo afetado.

Portanto, a correção do fator de potência melhorará os níveis de tensão no sistema de energia, reduz as perdas que aumentarão a capacidade do sistema, elimina a penalidade do fator de potência, reduz a demanda de potência ativa de pico e, portanto, reduz as taxas de serviços públicos. Existem vários métodos para correção do fator de potência (reduzindo o ângulo entre a tensão de alimentação e a corrente de carga, aumentando assim o valor do fator de potência em direção à unidade), como correção do fator de potência usando capacitores de correção do fator de potência, síncrono, filtro e correção do fator de potência de reforço ativo.

Melhoria do fator de potência usando capacitores de correção do fator de potência

Capacitores de correção do fator de potência

O fator de potência pode ser melhorado usando capacitores de correção de fator de potência usando a propriedade de capacitores, ou seja, um fator de potência líder que pode diminuir o efeito no fator de potência por cargas indutivas. Porque, a reatância indutiva da carga indutiva pode ser cancelada usando a reatância capacitiva dos capacitores de correção do fator de potência. Existem vários tipos de capacitores de correção de fator de potência, como capacitores de correção de fator de potência ABB, capacitores de correção de fator de potência fixo e capacitores de correção automática de fator de potência, que são normalmente usados ​​para correção de fator de potência.

Neste artigo, discutimos sobre o cálculo do fator de potência, mas, você sabe como calcular a resistência usando código de cor do resistor ? Você conhece a calculadora de resistores online e a calculadora de lei de Ohm?