Estudo do impacto da operação de bancos de capacitores na qualidade de energia de uma instalação elétrica industrial

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise detalhada da correção do fator de potência de um parque fabril de produção de papel, por meio de simulações feitas no Simulink-Matlab. Para realizar este estudo foram levantados valores reais da indústria, como potência ativa, potência aparente e potência reativa das principais cargas. Essas cargas foram modeladas em um programa computacional, com o objetivo de simular a ligação de um banco de capacitor que se encontra desligado dentro da indústria, analisando seus efeitos causados após sua energização, como a correção do fator de potência, análise do transitório de tensão, sobretensão e sobrecorrente. Foram feitas quatros simulações, sendo a primeira, para validar o circuito das cargas sem o banco de capacitor, isso foi feito para validar os valores coletados com os valores simulados. A segunda simulação foi a ligação do banco de capacitores, foi observado que seu principal objetivo foi cumprido corrigindo o fator de potência. A terceira simulação, foi o desligamento de algumas cargas, com o banco ligado, foi observado que o sistema ficou capacitivo. A quarta simulação foi o desligamento total das cargas, mostrando como ficaria o circuito caso o banco não fosse desligado. Com os dados gerados das simulações, foi possível notar que o banco de capacitor cumpri sua principal função, de corrigir o fator de potência, porém caso aconteça o desligamento de algumas cargas, o sistema elétrico fica capacitivo, o que pode ser negativo para operação da fábrica, portanto para que isso não ocorra, deve ser feito um redimensionamento no banco, para que o mesmo corrija o fator de potência, e quando algumas cargas forem desligada, o sistema não fique capacitivo.

These loads were reproduced using the software with the objective of simulating the connection of a capacitor bank that is, in the first moment, disconnected from the industry, analyzing the effects caused after its energization, such as power factor correction, analysis of the voltage transient, overvoltage and overcurrent. Four simulations were conducted, the first one to validate the load circuit without the capacitor bank. This was made to validate the collected values with the simulated values. The second simulation was the connection of the capacitor bank. It was observed that its main objective was fulfilled correcting the power factor. The third simulation was the disconnection of some loads, with the bank turned on. It was observed that the system became capacitive. The fourth simulation was the complete disconnection of the loads, showing how the circuit would be if the bank was not disconnected as well. With the data generated from the simulations, it was possible to notice that the capacitor bank fulfills its main function, correcting the power factor, however, if some loads are disconnected, the electrical system becomes capacitive, which can be harmful for the factory operation. To avoid this scenario the bank must be resized so that it still corrects the power factor, and when some loads are disconnected, the system does not become capacitive.