Eletricidade

Universidade Federal de Mato Grosso Faculdade de Engenharia Elétrica

Fator de Potência

Orientadora: Prof. Dr. Tereza Autor: Eng. Valdecir Mateus

Cuiabá, Outubro de 2001

Introdução
Este trabalho vem apresentar uma das questões da qualidade da energia elétrica, o fator de potência (FP), não só por questões técnicas, mas, principalmente econômicas. O FP é utilizado para quantificar e tarifar a energia ativa e reativa presentes no sistema elétrico em praticamente todo o mundo, estudos comprovam que sua definição precisa de algumas considerações se aplicada a sistemas que não possuam formas de onda senoidais para a tensão e/ou corrente. Ou seja, desvios nas condições ideais de operação que podem ocasionar falhas na medição e tarifação. Ademais, o FP também é um dos responsáveis para a minimização de perdas no sistema elétrico, o que é de grande utilidade no momento.

Fator de Potência
Fator de potência é definido como a relação entre a potência ativa e a potência aparente consumidas por um dispositivo ou equipamento, independentes das formas que as ondas de tensão e corrente apresentem. Os sinais variantes no tempo devem ser periódicos e de mesma freqüência. 1 v (t ) ⋅ ii (t ) ⋅ dt P T∫ i FP = = S Vrms ⋅ Irms

(1.1)

Em um sistema com formas de onda senoidais (sistema ideal), a equação (1.1) torna-se igual ao co-seno da defasagem entre as ondas de tensão e de corrente (φ). Analisando em termos das componentes da energia ativa, reativa e aparente, pode-se, a partir de uma descrição geométrica destas componentes (figura 1.1), determinar o fator de potência como: FP = kW kVAr = cos(arctg( )) = cos φ kVA kW Potência ativa (kW) φ P S (1.2)

Q

Potência reativa (kVAr)

Potência aparente (kVA) Fig.1.1 – Triângulo das potências

Este é o modelo tradicional para utilizado no estudo do FP. A figura 1.2 mostra sinais deste tipo, com defasagem nula. O produto das senóides dá como resultado o valor instantâneo da potência. O valor médio deste produto é