Correção do fator de potência

A correção do fator de potência é a resposta usual na planta quando uma instalação paga penalidade da concessionária por demanda reativa atrasada, ou quando o transformador e o alimentador ficam sem ampacidade embora o trabalho útil ainda seja modesto. Com três números —potência ativa em quilowatts, o fator de potência existente em atraso e o fator de potência alvo— o tamanho do banco de capacitores em paralelo é uma identidade fechada: os quilovares do capacitor equivalem à potência ativa vezes a diferença das tangentes dos dois ângulos de defasagem. Esta calculadora de correção do fator de potência em kvar aplica essa identidade, devolve as potências reativa e aparente inicial e corrigida, e rejeita fatores de potência fora do intervalo de zero a um em vez de inventar um banco.

O que os quilovares de capacitor significam em uma carga atrasada

Uma carga industrial atrasada toma potência ativa P que realiza trabalho útil e potência reativa Q que magnetiza motores e transformadores. O fator de potência é o cosseno do ângulo de defasagem entre tensão e corrente, de modo que o ângulo existente é o arco-cosseno do fator de potência inicial e o desejado é o arco-cosseno do alvo. A potência reativa é P vezes a tangente desse ângulo, identidade compacta também igual à raiz de um sobre o FP ao quadrado menos um.

Para elevar o fator de potência é preciso anular parte de Q com um banco de capacitores em paralelo cujos quilovares equivalem à diferença dessas duas potências reativas: Qc é P vezes a tangente de phi inicial menos a tangente de phi alvo. Quando o alvo é a unidade, a segunda tangente vale zero e toda a Q existente deve ser fornecida pelos capacitores.

A potência aparente S é P dividida pelo fator de potência, assim a mesma correção que corta Q também corta kVA e corrente de linha embora os quilowatts não mudem: por isso uma planta libera capacidade de transformador sem reduzir a produção. A identidade pressupõe um fator de defasagem linear atrasado e um capacitor puramente em paralelo; não dimensiona filtros harmônicos, não converte cargas adiantadas e não substitui um estudo completo de curto-circuito ou ressonância.

Entender a divisão entre P, Q e S evita o erro habitual de tratar um percentual como oitenta no lugar do decimal 0.80, ou de dividir kvar pela tensão quando o enunciado só pedia a potência do banco em quilovares.

Quando vale dimensionar o banco de capacitores

Eletricistas de planta e consultores de energia usam uma calculadora de correção do fator de potência em kvar para transformar um instantâneo de registrador —quilowatts e FP existente— mais um alvo da concessionária ou da empresa em um primeiro cronograma de capacitores antes de abrir um catálogo de fabricante. As mesas de comando de motores e de manobra verificam se um banco proposto liberará kVA de transformador suficientes para evitar uma ampliação, porque a potência aparente após a correção vem ao lado da potência do capacitor.

Laboratórios universitários de engenharia elétrica e plataformas de exercícios on-line precisam de um oráculo determinístico que coincida com a identidade de livro Qc igual a P vezes a diferença das tangentes, inclusive o caso de alvo unitário em que toda a Q inicial é anulada, para que o avaliador automático nunca marque como errado um problema correto de 0.70 a 1.00. A validação falha não consome saldo.