Como dimensionar um banco de capacitores de correção de fator de potência: cálculo em kVAr, capacitores de motor vs derivação, padrão vs dessintonizado e o que especificar em seu RFQ.
Um capacitor de correção de fator de potência (PFC) é o dispositivo de potência reativa mais barato em um painel de baixa tensão. Em vez de retirar da alimentação toda a potência aparente, o capacitor fornece localmente as variações magnetizantes que motores, transformadores e reatores precisam — de modo que a concessionária vê uma corrente menor para o mesmo trabalho real. Dimensione corretamente e o quadro roda mais frio, os cabos são menores e a penalidade de fator de potência na conta desaparece. Dimensione errado e você sobrecompensa para um fator de potência capacitivo, excita ressonâncias, ou instala um capacitor que não sobrevive aos harmônicos no barramento. Este guia cobre o que um comprador ou montador de painéis deve realmente especificar.
Cargas indutivas — motores, soldadores, reatores fluorescentes e de LED, transformadores — retiram uma corrente que está atrasada em relação à tensão. A razão entre a potência ativa (kW) e a potência aparente (kVA) é o fator de potência, e a diferença entre elas é a potência reativa medida em kilovar (kVAr). Um banco de capacitores injeta variações capacitivas que cancelam parte desse atraso, puxando o fator de potência para 1,0. Para um local faturado em kVA ou penalizado abaixo de um fp contratual (frequentemente 0,9), um capacitor é geralmente o upgrade de mais rápido retorno disponível.
O alvo é um fp corrigido, tipicamente 0,95, não 1,0 — cancelar totalmente o atraso arrisca um fp capacitivo e sobretenção. Estime o kVAr necessário a partir do kW da carga e do fp inicial e alvo, ou use a regra prática de que uma correção de 0,7 para 0,95 exige cerca de 0,55 kVAr por kW de carga. Para um único motor, o capacitor é dimensionado para sua necessidade de magnetização, não para sua classificação total, para que não superexcite a máquina quando ela desacelera.
| Motor / carga (kW) | kVAr de 0,7 a 0,95 | Unidade típica |
|---|---|---|
| 1,5 | 0,8 a 1,0 | capacitor de partida de motor único |
| 7,5 | 4 a 5 | estágio de capacitor de derivação |
| 22 | 11 a 13 | estágio de controlador de FP automático |
| 75 | 38 a 45 | banco de capacitores multiestágio |
| 160 | 80 a 95 | banco dessintonizado, local com harmônicos |
Estes são valores de planejamento; confirme contra o fp medido real e o contrato da concessionária, porque um banco fixo dimensionado para a carga de pico vai sobrecorrigir em carga leve.
Não confunda os dois. Um capacitor de partida de motor (CBB / motor CA) permanece permanentemente conectado em paralelo com um enrolamento para aumentar o torque de partida e o fp de marcha desse motor — ele faz parte da máquina. Um capacitor de derivação (BSMJ auto-regenerativo) é um banco montado em painel, comutado por um contator ou controlador de FP para corrigir toda a instalação. Colocar um capacitor de partida no barramento não faz nada útil; colocar um banco de derivação em um único motor pode superexcitá-lo na desaceleração. Combine o tipo com o trabalho.
Se você não pode medir os harmônicos, assuma o pior e especifique dessintonizado — um banco padrão em um barramento com muitos harmônicos é a causa mais comum de falha de capacitor que vemos.
Classifique o capacitor acima da tensão do sistema, não nela: um banco trifásico de 400 V deve usar unidades classificadas para 415/440 V para que os transitórios de comutação não as envelheçam. Confirme 50/60 Hz, a conexão (triângulo para correção trifásica, monofásica para um motor), e o invólucro — IP20 em um painel limpo, IP maior onde está exposto. Verifique também o resistor de descarga: um capacitor de FP deve se autodescarregar para uma tensão segura dentro de um minuto após a desenergização, por norma.
A ELEHPD estoca capacitores de derivação auto-regenerativos BSMJ, capacitores de partida de motor CBB e contatores e controladores de FP correspondentes para estágios de correção fixos e automáticos, fornecidos conforme a prática IEC e prontos para montar em um painel de baixa tensão.
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