Ficha 02 · Fator de potência, medição, relatório e mitigação

Exercício 1 · Será que a bateria instalada chega?

Numa carpintaria industrial alimentada a 400 V trifásicos, a potência ativa na hora de ponta é 90 kW com cos φ = 0,74. Foi instalada uma bateria de 50 kvar. (a) Calcula a tg φ e o cos φ depois da instalação. (b) A instalação fica com tg φ abaixo de 0,3 (cos φ de 0,96)? (c) Que potência reativa adicional seria necessária?

Exercício 2 · Capacidade dos condensadores

Uma bateria de 60 kvar a 400 V, 50 Hz, é feita com condensadores monofásicos iguais. (a) Calcula a capacidade de cada condensador se a ligação for em triângulo. (b) Calcula-a se a ligação for em estrela. (c) Explica por que razão os fabricantes preferem a ligação em triângulo. (d) Calcula a corrente de linha da bateria.

Exercício 3 · Que bateria evitar num transformador de 800 kVA

Um transformador de 800 kVA, com tensão de curto-circuito de 5 %, alimenta o QGBT de uma fábrica com variadores de seis pulsos (harmónicas 5, 7, 11 e 13). Estudam-se três baterias: 100 kvar, 300 kvar e 500 kvar. (a) Calcula a potência de curto-circuito. (b) Calcula a ordem de ressonância de cada bateria. (c) Para cada uma, indica a harmónica mais próxima e se há risco. (d) Que potência de bateria colocaria a ressonância exatamente na 7.ª ordem?

Exercício 4 · A que ordem sintoniza uma bateria?

Uma bateria dessintonizada de uma cooperativa agrícola, com muitos variadores de seis pulsos (5.ª e 7.ª harmónicas predominantes, 3.ª desprezável), tem a frequência de sintonia de 210 Hz. (a) Calcula a ordem de sintonia. (b) Calcula o fator de dessintonia p, sabendo que a ordem de sintonia é 1 ÷ √p. (c) A sintonia fica abaixo da harmónica mais baixa significativa? (d) Pode esta bateria substituir um filtro ativo?

Exercício 5 · Relação do transformador de corrente mal configurada

Numa fábrica de embalagens, o analisador está configurado com um TC de 100 A ÷ 5 A, mas o TC realmente instalado no barramento é de 400 A ÷ 5 A. Numa carga equilibrada, a 230 V por fase e cos φ = 0,9, o instrumento mostra 62 A por fase e uma potência total de 38,5 kW. (a) Qual é o fator de correção? (b) Quais são a corrente e a potência reais? (c) Que verificações fazes para evitar este erro?

Exercício 6 · Autonomia de uma UPS

Uma UPS de dupla conversão tem baterias de 1,8 kWh de energia nominal, profundidade de descarga admitida de 80 % e rendimento do inversor de 0,90. Alimenta um posto de comando de 1,2 kW. (a) Calcula a energia que chega à carga. (b) Calcula a autonomia em minutos. (c) Que energia nominal seria necessária para 90 minutos? (d) Que vantagem tem a dupla conversão para esta aplicação?

Exercício 7 · Ler o resumo de uma semana de medição

Quadro de resumo de uma semana (1008 intervalos de 10 minutos) numa instalação a 230/400 V. A coluna indica o valor que 95 % dos intervalos não excederam, por fase (L1; L2; L3).

(a) Indica, parâmetro a parâmetro, se é conforme. (b) Quais as não conformidades? (c) Redige uma recomendação em duas frases.

Exercício 8 · Decidir sobre um investimento contra cavas

Uma fábrica de componentes regista 14 cavas por ano com tensão residual de 60 % durante 300 ms, que param a linha. Cada paragem custa 4500 euros. Um restaurador dinâmico de tensão (DVR) custa 40 000 euros instalados e 3000 euros por ano em manutenção, e elimina 90 % das paragens. (a) Calcula o custo anual das paragens sem solução. (b) Calcula a poupança anual líquida com o DVR. (c) Calcula o tempo de retorno. (d) Que verificação barata deve ser feita antes?

Exercício 9 · Medir em média tensão

Num posto de transformação de 15 kV, um analisador está ligado aos secundários de um TT de 15 000 V ÷ 100 V e de um TC de 100 A ÷ 5 A. A tensão declarada Uc é 15 000 V. Numa leitura, o instrumento mostra 101,2 V (entre fases) e 3,8 A. (a) Calcula as relações de transformação. (b) Calcula a tensão e a corrente no primário e o desvio da tensão em relação a Uc. (c) Calcula a potência aparente trifásica. (d) Que cuidado de segurança exige o secundário do TC e que dados dos transformadores de medida entram no relatório?

Exercício 10 · Verificar a instalação de uma UPS e de um DPS

Numa instalação de serviços, uma UPS de 10 kVA foi montada num armário fechado, sem ventilação, ligada diretamente à saída do quadro e sem bypass de manutenção; a proteção de entrada foi escolhida só pela potência da carga. No quadro geral foi instalado um DPS tipo 2 com cabos de ligação longos, em laço, e sem proteção de retaguarda. (a) Identifica os erros de instalação. (b) Indica a correção de cada um. (c) Que ensaios e medições fazes antes de entregar a instalação?