Correção do fator de potência: o que é e como fazer?

A correção do fator de potência é essencial em equipamentos eletrônicos e promove uma série de benefícios importantes, como redução de custos e eficiência energética. A seguir, saiba como identificar o baixo fator de potência e como corrigi-lo adequadamente.

O que é fator de potência? 

O fator de potência pode ser definido como um indicador de eficiência da energia que é utilizada em um aparelho eletrônico. Para entendermos um mais sobre isso, precisamos conhecer três variáveis importantes:

1. Potência ativa: é a potência que utiliza, de fato, a energia aplicada, fazendo com que um equipamento seja acionado;
2. Potência reativa: é a potência perdida durante o funcionamento do aparelho. Ela não aciona diretamente o dispositivo, mas cria um campo eletromagnético que contribui para isso;
3. Potência aparente: é como se chama a quantidade total de potência que um aparelho está consumindo, incluindo as duas potências anteriores.

O fator de potência é a relação entre a potência ativa e a potência aparente. Ou seja, é o que sobra quando dividimos a potência utilizada pela potência total.

Por isso, dizemos que o fator de potência é um indicador de eficiência, já que ele demonstra o quão eficiente um aparelho eletrônico está sendo durante as suas atividades.

É por esta razão que a correção do fator de potência deve ser feita, para evitar as perdas de energia e reduzir os custos causados por esse desperdício.

Um fator de potência baixo pode ocasionar quedas de tensão, sobrecargas e perdas elétricas, elevando os custos de eletricidade. Além disso, essa inadequação prejudica a integridade dos equipamentos, reduzindo a sua vida útil e exigindo medidas mais urgentes de manutenção.

Para evitar esses danos, é preciso corrigir o fator de potência, que nada mais é do que o acréscimo de uma carga capacitiva ao sistema elétrico, com o objetivo de equilibrar e ajustar essa variável ao padrão desejado.

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Benefícios da correção do fator de potência 

A correção do fator de potência é fundamental para melhorar a eficiência dos sistemas elétricos da indústria. Confira os principais benefícios relacionados: 

Redução de custos

Uma das consequências negativas mais comuns do baixo fator de potência é o custo elevado da conta de energia elétrica. Isso acontece porque, como vimos, a energia produzida e cobrada pela distribuidora não é utilizada em toda a sua plenitude.

Com o fator de potência equilibrado, a empresa vai pagar apenas pela energia que está, de fato, consumindo. Com isso, ela vai experimentar uma redução significativa da sua fatura de energia no final do mês.

Outra vantagem da correção do fator de potência, que também está relacionada à redução de custos, é o aumento da vida útil de equipamentos. 

Com um desempenho dentro do esperado e por serem utilizados da forma correta, os equipamentos eletrônicos tendem a durar mais, reduzindo os gastos com reparo e substituição de peças.

Aumento da eficiência energética 

Com a regulação do fator de potência, os equipamentos eletrônicos conseguem trabalhar mais e melhor usando a mesma quantidade de energia, sem que a empresa precise pagar mais por isso, uma vez que não haverá desperdícios.

Com maior eficiência energética, redução de custos e maximização da performance dos equipamentos, a empresa pode ampliar sua área de atuação, investir em melhorias em outros setores e fortalecer a sua competitividade no mercado.

Sustentabilidade 

A correção do fator de potência também contribui para a sustentabilidade. A redução do consumo energético diminui os impactos causados pela empresa durante as suas operações, principalmente em relação à produção de gases poluentes.

A busca por um meio ambiente mais seguro e sustentável é uma obrigação de todos e a sua empresa pode contribuir corrigindo essas e outras instabilidades do sistema elétrico.

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Métodos de medição do fator de potência

A correção do fator de potência é realizada após a medição da variável, informação que pode ser detectada com a aplicação de fórmulas  e equipamentos específicos.

A fórmula geral usada nesse cálculo possui dois elementos: a potência ativa e a potência aparente. Veja como fica:

FP= kW / kVA 

kW é a potência ativa e kVA é a potência aparente.

O resultado dessa divisão deve ser comparado com a potência total do equipamento, informação encontrada nos registros do dispositivo. 

Nessa comparação, é possível saber se há diferença entre os números. Se o fator de potência encontrado for menor do que a potência total do objeto, é preciso fazer a correção.

Outra maneira de encontrar o fator de potência de um objeto é através de um equipamento chamado controlador de fator de potência. O aparelho identifica a necessidade de correção a partir de alguns sinais elétricos, como a corrente e a tensão.

Tanto a fórmula quanto o equipamento de medição são ferramentas importantes para encontrar o fator de potência e devem ser manuseados corretamente para um cálculo preciso e seguro dessa variável.

Estratégias para correção do fator de potência 

Após descobrir a necessidade da correção do fator de potência, o passo seguinte é escolher a forma mais adequada de fazer o ajuste. Para isso, existem algumas técnicas disponíveis. Saiba quais são:

Capacitores

Os capacitores são os dispositivos mais aplicados na correção do fator de potência e podem ser instalados em pontos diferentes. Veja só:

• capacitor instalado na entrada da energia de baixa tensão: ideal para corrigir cargas com potências distintas. Nessa modalidade, são usados bancos de capacitores automáticos;
• capacitor instalado na entrada da energia de alta tensão: corrige apenas o fator de potência informado pela distribuidora de energia;
• capacitor instalado junto a quadros elétricos de distribuição: voltado para a correção de um grupo específico de equipamentos, pertencentes a um determinado setor;
• capacitor instalado junto ao equipamento em correção: cada dispositivo elétrico recebe um capacitor próprio, que vai atuar conforme as suas necessidades.

A função dos capacitores é inserir uma potência capacitiva na corrente elétrica e, dessa forma, corrigir o fator de potência, deixando-o no valor adequado para o equipamento eletrônico.

Controladores automáticos

Além dos capacitores, um método simples e eficiente de correção, outras técnicas um pouco mais avançadas podem ser utilizadas com o mesmo objetivo.

Uma dessas técnicas é o controlador automático, um sistema complexo que exerce funções complementares, incluindo o monitoramento e a correção do fator de potência em tempo real.

Para escolher o dispositivo de correção adequado, é preciso levar em conta alguns fatores importantes, como o tipo e a magnitude da carga, a estrutura física do local, as variações na corrente e o orçamento disponível.

O ideal é buscar a avaliação técnica de um profissional, que pode ser um engenheiro elétrico. Após uma inspeção visual e local, o profissional indicará a melhor forma de fazer a correção.

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Como fazer a correção do fator de potência? 

Após conhecer os métodos de correção do fator de potência e escolher o dispositivo, é hora de executar a tarefa. Confira as etapas principais desse processo:

Avaliação inicial 

A avaliação inicial consiste na identificação dos equipamentos e circuitos com baixo fator de potência. Como vimos anteriormente, essa informação pode ser obtida pela aplicação da fórmula ou com o uso de controladores automáticos.

Em alguns equipamentos, é possível identificar esse valor ao inspecionar seus registros e o quadro de cargas, local que reúne todas as informações sobre os aparelhos eletrônicos.

A orientação de um profissional é imprescindível para uma avaliação segura e precisa.

Dimensionamento 

Ao utilizar os bancos de capacitores para corrigir o fator de potência, é preciso, antes, fazer o dimensionamento deles conforme as cargas indutivas existentes.

O dimensionamento é crucial para que o ajuste realmente aconteça, permaneça dentro do limite ideal e, com isso, a energia consiga ser aproveitada ao máximo, sem desperdícios.

Instalação e configuração 

Vimos que os capacitores, objetos mais comuns usados para corrigir o fator de potência, podem ser instalados em locais diferentes, de acordo com o tipo de carga, equipamento ou preferência da empresa.

Cada tipo de instalação oferece vantagens e desvantagens, sendo necessário estar ciente de todas elas para fazer a melhor escolha. 

Após definir o local de instalação, é hora de configurar o capacitor e utilizá-lo de forma mais personalizada. 

Com a configuração adequada, é possível programar o capacitor para que ele corrija o fator de potência de forma contínua, sem pausas.

Outra opção é ajustar o capacitor para que ele opere apenas quando um determinado grupo de máquinas estiver em funcionamento. Essa medida é importante quando se sabe que aqueles equipamentos específicos apresentam instabilidade de potência.

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Por que o fator de potência fica abaixo do esperado?

O baixo fator de potência pode ter inúmeras causas, sendo as mais comuns:

• equipamentos operando sem carga;
• equipamentos ineficientes, com falhas causadas por problemas físicos ou por envelhecimento natural da peça;
• equipamentos superdimensionados;
• muitos equipamentos operando com várias cargas de baixa potência;
• presença de máquinas de solda ou de equipamentos de tratamento térmico no ambiente;
• características específicas do aparelho.

Quando a variação da potência é uma consequência natural do equipamento ou quando não for possível modificar a maneira como as máquinas são empregadas, o uso dos dispositivos de correção é indicado. 

Além disso, quando o baixo fator de potência é causado por práticas indevidas ou não recomendadas, a orientação é corrigi-las, com atitudes simples, como:

• desligar as máquinas ociosas;
• evitar motores de alimentação para pequenas cargas;
• evitar lâmpadas e demais equipamentos de baixa qualidade.

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