Calculando Capacitância para Compensação de Potência Reativa de 21 kvar

Capacitância Não Pode Ser Determinada Apenas pelo kvar

Potência reativa (Q) fornecida por um capacitor depende de tensão, frequência e capacitância. Você deve conhecer a tensão e frequência do sistema para calcular a capacitância necessária.

Fórmula Fundamental (Monofásico)

Q = V² × ωC = V² × 2πf × C

Resolvendo para C:

C = Q / (2πf V²)

• Q = potência reativa em VAR (não kVAR). 21 kvar = 21.000 VAR.
• V = tensão RMS no capacitor (volts).
• f = frequência (Hz).
• C = capacitância (farads).

Banco de Capacitores Trifásico (Conexão Estrela)

Potência reativa trifásica total Q_3φ = 3 × V_ph² × 2πf × C_ph

Como V_LL = √3 V_ph:

C_ph = Q_3φ / (2πf V_LL²)

(Nota: Mesma fórmula do monofásico usando tensão linha-linha.)

Cálculos de Exemplo para 21 kvar

Sistema	VLL (V)	f (Hz)	C por Fase (µF)	Notas
BT 3Ø	400	50	278 µF	Industrial comum (IEC)
BT 3Ø	480	60	161 µF	Industrial comum (EUA)
MT 3Ø	4160	60	1,52 µF	Distribuição primária
MT 3Ø	12470	60	0,17 µF	Alimentador de distribuição
1Ø	230	50	1270 µF	Carga monofásica
1Ø	120	60	4860 µF	Residencial América do Norte

Implementação Prática

• Capacitores vêm em nominal kvar padrão na tensão nominal (ex.: 5 kvar, 10 kvar, 25 kvar @ 480 V).
• Para 21 kvar @ 480 V, 60 Hz: Use 1 × 10 kvar + 1 × 10 kvar + 1 × 1 kvar (ou 5+5+5+5+1) — tamanhos padrão.
• Cada unidade tem resistores de descarga embutidos (NEC 460.6 / IEC 60831).
• Inclua reatores série (desintonizados, tipicamente 7% ou 14%) para evitar ressonância com indutância do transformador.
• Chaveamento: Contatores com resistores de pré-inserção ou chaveados por tiristor (TSC) para resposta rápida.
• Proteção: Fusíveis (1,35–1,5× In), relé de desbalanceamento (para bancos multi-unidade), sobretensão/sobrecorrente.

Contexto de Correção de Fator de Potência

21 kvar é tipicamente aplicado para corrigir fator de potência defasado. kvar necessário = P (kW) × (tan φ₁ – tan φ₂). Verifique com perfil de carga — capacitores fixos em carga variável causam FP adiantado em carga leve. Use controlador de FP automático (banco escalonado).

Segurança

• Capacitores armazenam energia letal. Tempo de descarga < 75 V em 3 min (IEC) / 50 V em 5 min (NEC).
• Verifique tensão zero antes de manusear.
• EPI: Resistente a arco, luvas classificadas para tensão, protetor facial.

Conclusão

Forneça tensão do sistema (V_LL) e frequência (Hz) para obter capacitância. Ou melhor: especifique unidades de capacitor padrão (kvar @ V) para aquisição. Consulte engenheiro de sistemas de potência para projeto de correção de FP.

• Dimensionamento de Cabo de Potência para Gerador de 1137 kVA: Parâmetros Necessários
• Amplificador de Escala: Circuito Operacional para Ganho/Atenuação Precisa de Sinal