O que é Energia Reativa?

1- Definição:

Energia elétrica reativa: energia elétrica que circula continuamente entre os diversos campos elétricos e magnéticos de um sistema de corrente alternada, sem produzir trabalho, expressa em quilovolt-ampère-reativo-hora (kVArh).

O Órgão Regulador, o estabelecimento de um limite de referência para o fator de potência indutivo e capacitivo, bem como a forma de avaliação e de critério de faturamento da energia reativa excedente a esse novo limite.

A legislação estabelecida pelo Órgão Regulador introduz uma forma de abordagem do ajuste, pelo baixo fator de potência, com os seguintes aspectos relevantes:

  • aumento do limite mínimo do fator de potência de 0,85;
  • faturamento de energia reativa capacitiva excedente;
  • redução do período de avaliação do fator de potência, de mensal para horário.

2 - Conceitos básicos:

A maioria das cargas das unidades consumidoras consome energia reativa indutiva, como motores, transformadores, lâmpadas de descarga, fornos de indução, entre outros.

As cargas indutivas necessitam de campo eletromagnético para seu funcionamento, por isso sua operação requer dois tipos de potência:



O “triângulo das potências” ao lado, é utilizado para mostrar, graficamente, a relação entre as potências ativa, reativa e aparente.

A razão entre a potência ativa e a potência aparente de qualquer instalação se constitui no “fator de potência”.

O fator de potência indica qual porcentagem da potência total fornecida (kVA) é efetivamente utilizada como potência ativa (kW). Assim, o fator de potência mostra o grau de eficiência do uso dos sistemas elétricos. Valores altos de fator de potência (próximos a 1,0) indicam uso eficiente da energia elétrica, enquanto valores baixos evidenciam seu mau aproveitamento, além de representar uma sobrecarga para todo o sistema elétrico.

Por exemplo, para alimentar uma carga de 100 kW com fator de potência igual a 0,70, são necessários 143 kVA. Para a mesma carga de 100 kW, mas com fator de potência igual a 0,92, são necessários apenas 109 kVA, o que representa uma diferença de 24% no fornecimento em kVA.





3 - Baixo fator de potência:

Principais causas:

As causas mais comuns da ocorrência de baixo fator de potência são:

  • motores e transformadores operando em “vazio” ou com pequenas cargas;
  • motores e transformadores superdimensionados;
  • grande quantidade de motores de pequena potência;
  • máquinas de solda;
  • lâmpadas de descarga: fluorescentes, vapor de mercúrio, vapor de sódio – sem reatores de alto fator de potência;
  • excesso de energia reativa capacitiva.

4 - Excedente de reativo:

Efeitos nas redes e instalações:

Baixos valores de fator de potência são decorrentes de quantidades elevadas de energia reativa. Essa condição resulta em aumento na corrente total que circula nas redes de distribuição de energia elétrica da Concessionária e das unidades consumidores, podendo sobrecarregar as subestações, as linhas de transmissão e distribuição, prejudicando a estabilidade e as condições de aproveitamento dos sistemas elétricos, trazendo inconvenientes diversos, tais como:

Perdas na rede:

As perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado da corrente total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma relação direta entre o incremento das perdas e o baixo fator de potência, provocando o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos.



A tabela seguinte mostra a diminuição das perdas anuais em energia elétrica de uma instalação com consumo anual da ordem de 100 MWh, quando se eleva o fator de potência de 0,78 para 0,92.



Quedas de tensão:

O aumento da corrente devido ao excesso de reativo leva a quedas de tensão acentuadas, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a sobrecarga em certos elementos da rede. Esse risco é, sobretudo, acentuado durante os períodos nos quais a rede é fortemente solicitada. As quedas de tensão podem provocar, ainda, diminuição da intensidade luminosa nas lâmpadas e aumento da corrente nos motores.

Substituição da capacidade instalada:

A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua plena utilização, condicionando a instalação de novas cargas a investimentos que seriam evitáveis se o fator de potência apresentasse valores mais latos. O “espaço” ocupado pela energia reativa poderia ser, então, utilizado para o atendimento a novas cargas.

As figuras abaixo dão uma idéia da conseqüência do aumento do fator de potência, de 0,85 para 0,92, no fornecimento de potência ativa para cada 1.000 kVA instalado.



A redução da potência reativa, de 527 kVAr para 392 kVAr, permite ao sistema elétrico aumentar de 850 kW para 920 kW a sua capacidade de fornecer potência ativa, para cada 1.000 kVA instalado.

Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados, principalmente, aos transformadores e condutores necessários. O transformador a ser instalado deve atender à potência ativa total dos equipamentos utilizados, mas, devido à presença de potência reativa, a sua capacidade deve ser calculada com base na potência aparente das instalações. A tabela abaixo mostra a potência total que deve ter o transformador, para atender uma carga útil de 800 kW para fatores de potência crescentes.



Também o custo dos sistemas de comando, proteção e controle dos equipamentos cresce com o aumento da energia reativa. Da mesma forma, para transportar a mesma potência ativa sem aumento de perdas, a seção dos condutores deve aumentar à media em que o fator de potência diminui. A tabela seguinte ilustra a variação da seção necessária de um condutor em função do fator de potência. Nota-se que a seção necessária, supondo-se um fator de potência 0,70, é o dobro da seção para o fator de potência 1,00.



A correção do fator de potência por si só já libera capacidade para instalação de novos equipamentos, sem a necessidade de investimentos em transformador ou substituição de condutores para esse fim específico. É o que mostra a tabela a seguir, ilustrando o aumento do fator de potência de 0,80 para 0,92 em uma instalação genérica, com potência de transformação de 315 kVA.

Posted byThomás on March 8, 2011  •