O banco de capacitores é uma interconexão de vários capacitores, em série ou paralelo, com base nos requisitos de projeto e geralmente são aplicados na correção do fator de potência ou na compensação de energia reativa.
Sabemos que o capacitor armazena energia através de seu campo elétrico e que esta energia armazenada não é mantida indefinidamente, pois o dielétrico presente entre as placas capacitivas permite uma certa quantidade de fuga de corrente elétrica que resulta na dissipação gradual da energia armazenada.
Durante a transmissão de energia elétrica, a demanda de energia ativa é expressa por Kilowatt (kw) ou megawatt (mw) e esta energia deve ser fornecida pela estação geradora elétrica sendo que todos os arranjos no sistema de energia elétrica são feitos para atender a este requisito básico.
Além da e energia ativa, temos no sistema elétrico, a potência reativa que é expressa em KiloVAR ou MegaVAR e a demanda dessa energia reativa é originada principalmente da carga indutiva conectada ao sistema sendo que estas cargas indutivas são geralmente circuitos eletromagnéticos de motores elétricos, transformadores elétricos, indutância de redes de transmissão e distribuição, fornos de indução, iluminação fluorescente etc.
Além da energia reativa não ser de fato consumida, ela circula entre a carga e a estação geradora, sobrecarregando o sistema. De maneira geral, quanto menor for o fator de potência, maior será a energia reativa e quanto maior o fator de potência, menor será esta energia.
Assim para fator de potência igual a 1, termos uma carga puramente resistiva consumindo apenas potência ativa e não demandando nada de potência reativa.
A forma encontrada para compensar a energia reativa que é gerada por cargas indutivas foi instalar banco de capacitores na rede de energia que altera a característica da carga aumentando o fator de potência e reduzindo a energia reativa que circula na rede.
Figura 1 – Painéis com Banco de Capacitores
De uma maneira geral, há quatro benefícios associados à aplicação de banco de capacitores para correção do fator de potência em sistemas elétricos:
1. Redução de Custos
A redução da conta de energia conseguida através da aplicação de banco de capacitores na correção do fator de potência são a principal razão para considerar os painéis de banco de capacitores nos projetos elétricos.
Sabe-se que existe um retorno razoável do investimento se a instalação tiver um fator de potência baixo visto que a maioria das concessionárias de energia elétrica cobram pela demanda máxima medida com base na maior demanda registrada em quilowatts (KW) ou uma porcentagem da maior demanda registrada em KVA (KVA), o que for maior.
Sendo assim, se o fator de potência for baixo, a porcentagem do KVA medido será significativamente maior que a demanda de KW. Embora as tarifas de serviços públicos variem, uma tarifa típica é neutra em termos de receita com um fator de potência de 0,85, havendo penalidades abaixo desse nível e créditos acima disto. Os créditos podem se estender até um fator de potência de 0,95 ou até mesmo um fator de potência unitário (KW = KVA).
2. Aumento da Capacidade de Carga em Circuitos Existentes
Cargas caracterizadas com maior potência reativa também demandam corrente reativa. A instalação de banco de capacitores com a finalidade de correção do fator de potência em circuitos próximos às cargas indutivas reduz a corrente necessária que é transportada para cada circuito.
A redução no fluxo de corrente resultante da correção do fator de potência pode permitir que o circuito agregue novas cargas, economizando assim o custo de redimensionamento da rede de distribuição quando a capacidade extra for necessária devido a instalação de máquinas ou equipamentos adicionais. Além disso, o fluxo de corrente reduzido reduz as perdas resistivas no circuito por potência dissipada.
3. Melhoria na Tensão com Banco de Capacitores
Um fator de potência menor causa um fluxo de corrente mais alto para uma determinada carga. À medida que a corrente da linha aumenta, a queda de tensão no condutor aumenta, o que pode resultar em uma tensão mais baixa no equipamento.
Com um fator de potência corrigido através da aplicação de banco de capacitores, a queda de tensão no condutor é reduzida, melhorando assim a tensão no equipamento.
4. Perda Reduzida no Sistema de Potência com Banco de Capacitores
Embora o retorno financeiro da redução da perda de condutores por si só quase nunca seja suficiente para justificar a instalação de banco de capacitores, é um benefício adicional atraente, especialmente em usinas mais antigas com alimentadores longos ou em operações de bombeamento em campo.
As perdas dos condutores do sistema são proporcionais à corrente quadrada e, como a corrente é reduzida em proporção direta à melhoria do fator de potência, as perdas são inversamente proporcionais ao quadrado do fator de potência.
Referências para Banco de Capacitores:
