Banco de Capacitores: o que é?

Já falamos algumas vezes sobre pontos relacionados ao fator de potência das empresas e até escrevemos um conteúdo não muito técnico sobre como corrigi-lo, mas dessa vez vamos nos aprofundar em um dos elementos mais conhecidos e de uma maneira um pouco mais técnica, o Banco de Capacitores. 

A maioria das cargas elétricas, incluindo transformadores, conjuntos de soldagem, motores elétricos de indução e fornos de indução, são cargas indutivas. Essas cargas requerem potência ativa, geralmente medida em quilowatts (kW), e potência reativa, geralmente medida em quilo-volt-ampere-reativo (kVAR), para operar.

Caso não saiba a diferença entre consumo em kWh e potência em kW, leia este conteúdo AQUI.  A potência ativa é usada para realizar trabalho (mecânico em um motor, por exemplo), enquanto a potência reativa é usada para sustentar o campo magnético na estrutura dos equipamentos. Quando combinadas, a potência ativa e a potência reativa formam a potência aparente, geralmente medida em quilo-volt-ampere (kVA).  A proporção entre esses valores é mensurado pelo Fator de Potência, como explicamos em um artigo anterior.

Um baixo Fator de Potência pode ser corrigido conectando capacitores adequados à instalação elétrica: o chamado Banco de Capacitores. Um capacitor corrige o fator de potência pois adiciona uma carga capacitiva na rede, fornecendo assim uma corrente para compensar a corrente atrasada (causada pelas cargas indutivas).

É correto dizer que em termos de Fator de Potência, o capacitor tem o efeito contrário dos motores (carga Capacitiva vs. Indutiva). O Banco de Capacitores é um conjunto deles (devidamente instalados num quadro elétrico), e são projetados para garantir que o fator de potência na instalação seja o mais próximo possível de 1. Ao neutralizar a corrente atrasada, os capacitores auxiliam na redução das perdas no sistema de distribuição elétrica e na redução da conta de energia.

Para encorajar o melhor uso da rede de distribuição, a ANEEL determina que as distribuidoras devem penalizar os consumidores de Média e Alta Tensão (Grupo A, aqueles com demanda contratada) com um Fator de Potência (FP) abaixo de 0,92. Isso incentiva os consumidores a instalar equipamentos de correção do fator de potência em suas redes elétricas.

Os Bancos de Capacitores são normalmente instalados nas subestações de entrada de energia (cabines primárias ou secundárias). Logo, geralmente as informações levantadas para o dimensionamento desses bancos vêm de medições realizadas nessas subestações. Algumas informações de importantes para dimensionamento desses bancos são: 

• Quantidade de transformadores, 
• Tensão da rede, 
• Regime de consumo energético e 
• Principalmente a demanda reativa (kVar) que o sistema está utilizando. 

A figura abaixo ilustra de forma simples como é ligado um Banco de Capacitor na rede elétrica.

Dependendo das necessidades de uma subestação ou instalação específica, um banco de capacitor fixo ou automático pode ser instalado.

Podemos classificar os bancos de capacitores em 3 tipos principais:

• Bancos Fixos: apresentam células capacitivas ligadas na rede de forma fixa, ou seja, sem nenhum sistema de controle para seu desligamento. Nesse modelos, a carga capacitiva adicionada é sempre fixa, portanto, deve ser muito bm dimensionada para corrigir o FP da carga indutiva variável e ao mesmo tempo não causar multas por reativos capacitivos em excesso.

• Bancos Programáveis: possuem sistema de controle que liga o banco apenas com a presença de carga indutiva na rede ou até mesmo por horário. Nosso sistema elétrico divide o dia em Horário Capacitivo, geralmente das 0h às 6h, e Horário Indutivo para o resto do dia. É comum existirem bancos de capacitor que permanecem ligados apenas em Horário Indutivo para corrigir o efeito essas cargas, e desligam em Horário Capacitivo para não causar multas por excesso de reativos capacitivos (corrente “adiantada”).

• Bancos Automáticos: possuem um controlador para adicionar ou remover as células ou conjuntos de células capacitivas (chamados de estágios) da rede. Normalmente esse tipo de banco possui vários estágios e o controlador, através de uma medição de energia, realiza a manobra desses estágios para adicionar apenas a carga capacitiva necessária à correção do Fator de Potência, evitando assim correções excessivas ou insuficientes.

Como citado anteriormente, uma informação muito importante para o dimensionamento desse tipo de equipamento é o regime de utilização da rede e da Demanda Reativa dos equipamentos ligados. Essas informações só podem ser obtidas através de sistemas de monitoramento de energia. Caso queria conhecer quais as opções de sistemas de monitoramento existentes no mercado, dê uma lida neste conteúdo AQUI.

Aqui na CUBi oferecemos uma solução completa com a medição necessária, dimensionamento e indicação de parceiros para realização de manutenção e instalação de bancos de capacitor. Caso queria bater um papo sobre o tema, é só nos chamar através desta página.

Bruno Scarpin

Engenheiro Mecatrônico pela USP e Mestre em Sistemas Integrados de Manufatura pelo Rochester Institute of Technology. É cofundador da CUBi e atual COO.