Fator de Potência SENAI

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Fator de Potência 
1) Introdução 
A energia elétrica consumida numa instalação é 
composta basicamente por duas parcelas distintas, 
a saber: energia ativa e energia reativa. 
A energia ativa (Ea) é aquela que efetivamente 
produz trabalho útil na forma de calor, e 
normalmente medida em kWh. 
A energia reativa (Er) é aquela que produz o fluxo 
magnético necessário ao funcionamento dos 
motores e transformadores, medida em kVArh. 
A energia aparente (Ep) é a composição vetorial 
destas duas componentes, resulta, expressa 
normalmente em kVAh. 
Sendo: 
 P é a potência ativa, 
 Q é a potência reativa e 
 S é a potência aparente. 
A relação entre elas é dada por: S² = P² + Q². 
(Isto lembra um triângulo retângulo, não é 
mesmo? Pois é isso mesmo: P, Q e S podem ser 
representados geometricamente como um 
triângulo retângulo de catetos P e Q e hipotenusa 
S). 
Nos circuitos resistivos, ou seja, aqueles que só 
possuem resistores (resistências) têm sempre Q = 
0 (zero), e neste caso particular, S = P. 
A energia reativa é também denominada energia 
magnetizante. 
Podemos afirmar de uma forma genérica, que 
todos os equipamentos que possuem 
enrolamentos, a exemplo de transformadores, 
motores, reatores, etc., necessitam de energia 
reativa, a qual será suprida através do sistema da 
concessionária de energia elétrica. É conveniente 
salientar que ela vai cobrar por isso. Como? Veja a 
seguir. 
2) Fator de Potência 
Define-se como Fator de Potência de uma 
instalação, ao quociente entre a potência ativa e a 
potência aparente, ou seja: 
P
Fp
S
 ou 
2 2
P
Fp
P Q


. Num circuito puramente 
resistivo, temos S = P e conseguinte, teremos Fp 
= 1, ou seja, os circuitos resistivos possuem fator 
de potência unitário. 
Das definições anteriores, podemos escrever a 
seguinte equação geral para o cálculo do Fator de 
Potência. 
 Fp = fator de potência de uma instalação: 
 Ea = energia ativa em kWh e 
 Er = energia reativa em kVArh. 
2 2
Ea
Fp
Ea Er


 
Por exemplo, se num mês numa determinada 
indústria foram registrados pela medição os 
seguintes valores de consumo: Ea = 4000 kWh e 
Er = 3000 kVArh, poderemos afirmar que o fator 
de potência dessa instalação será igual: 
2 2
4000
0,80
4000 3000
Fp  

. 
A legislação brasileira estabelece que o Fator de 
Potência mínimo de uma instalação industrial deve 
ser 0,92. Caso seja registrado num mês, um valor 
inferior a este, será acrescida na conta de energia 
elétrica, uma multa relativa ao ajuste de fator de 
potência, calculada conforme a seguinte equação: 
0,92
1Multa
Fp
  
Exemplo: Uma indústria registrou num 
determinado mês, um fator de potência de 0,85. 
Neste caso, a multa sobre o fator de potência será 
igual a 
0,92
1 0,08235
0,85
Multa    , ou seja, a 
conta de energia será acrescida de 8,24% sobre o 
importe. 
S² = P² + Q²
Q = V.I sen 
P = V.I cos 

 
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3) Causas do Fator de Potência 
Principais causas de um baixo fator de potência 
numa instalação industrial: 
 Nível de tensão da instalação acima da 
nominal; 
 Motores trabalhando em vazio durante 
grande parte do tempo; 
 Motores super dimensionados para as 
respectivas cargas; 
 Grandes transformadores alimentando 
pequenas cargas, por muito tempo; 
 Transformadores ligados em vazio (sem 
carga) por muito tempo; 
 Lâmpadas de descarga (vapor de 
mercúrio, fluorescente, etc.) sem correção 
individual de fator de potência; 
 Grande quantidade de motores de 
pequena potência; 
 Número elevado de aparelhos de ar 
condicionado. 
4) Correção do Fator de Potência 
O objetivo é corrigir (reduzir) o fator de potência 
da instalação. Para tanto, devemos reduzir o 
ângulo  entre a potência ativa (P) e a potência 
aparente (S). 
O valor de potência ativa não deve ser alterado 
(P1 = P2). Para alcançarmos um ângulo  menor 
e, conseqüentemente, um fator de potência 
menor, deve suprimir a parcela Qr de potência 
reativa. Para realizar esta supressão, devemos 
inserir na instalação um banco de capacitores que 
forneça Qc = Qr de potência reativa. 
Equacionando o problema, teremos: 
     . tan cos 2 tan cos 1Qc P a Fp a Fp    
Sendo: 
Fp1 = Fator de potencia referencia da 
concessionária de energia por Lei no Brasil = 0,92. 
Fp2 = Fator de potencia que queremos corrigir 
P = Potência Ativa 
Vamos supor que a instalação tenha potencia de 
100kW com fator de potência 0,80 e pretende-se 
instalar um banco de capacitores para corrigir este 
fator para 0,92. Qual será a potência do referido 
banco de capacitores? E qual o valor da 
capacitância do mesmo? 
   cos 1 cos 0,92 23,07a Fp a   
   cos 2 cos 0,80 36,87a Fp a   
Temos: 
   
 
tan 36,87 tan 23,07
100000 0,75 0,43 32,40
Qc P
Qc kVAr
      
  
 
Ainda: 
2 1
2
V
Xc e Xc
Qc f C
 
 
 
Assim: 
22
Qc
C
f V

 
 
Temos: 
2
32400
1,78
2 60 220
C mF

 
 