O banco de capacitor é um elemento passivo capaz de armazenar energia através de campo elétrico sendo utilizado para desempenhar algumas funções determinadas no sistema elétrico:
Os bancos de capacitores possuem alguns níveis específicos em sua construção, sendo constituídos de unidades pequenas de capacitores até chegar no banco propriamente dito.
As latas capacitivas são constituídas de diversas unidades capacitivas ligadas em série e paralelo que tem o intuito de uniformizar o campo elétrico no interior do capacitor. Além disso existem fusíveis internos em série com os elementos capacitivos que à medida que eles vão queimando esses dispositivos vão fundindo e saindo da série.
Ligações mais Adotadas
Para os capacitores utilizados em baixa tensão, o mais usual é a utilização de bancos trifásicos ligados em delta, por questões mais econômicas.
Para os bancos de capacitores utilizados em tensão de 13,8kV até 72kV, normalmente utiliza-se a ligação estrela simples. O aterramento do neutro irá depender das simulações e cálculos de sobretensões causados por curto-circuito ou manobra de equipamentos.
Os bancos de capacitores de média e alta tensão, principalmente com potência acima de 3000kVAr, é comum utilizar as conexões de dupla estrela não aterrada com neutros interligados. Esse tipo de arranjo permite proteção dedicada de neutro o que melhora a proteção do banco de capacitores. Além disso para bancos de potência maiores permite que seja utilizado capacitores com menor isolação o que acarreta menor custo.
Pontos de Atenção Com Esse Equipamento
Ligação
Saber qual a ligação adotar para o banco de capacitor é muito importante pois é a partir daqui que iremos começar a dimensionar as características elétricas do nosso banco. Além disso a partir da ligação conseguiremos realizar mais ou menos proteções de acordo com a imposição do sistema.
Aterramento
É muito importante ter atenção especial com o aterramento do banco. É fundamental que a carcaça das latas ou células capacitivas esteja devidamente aterrada. Além disso se o banco estiver ligado em estrela ou dupla estrela, deve-se aterrar o ponto neutro apenas se o sistema que se quer compensar estiver também devidamente aterrado para evitar problemas com componentes de sequência zero.
Falhas no Banco de Capacitores
Esquemas internos
Existem basicamente duas falhas que podem ocorrer no banco de capacitores:
Interna – Queima de unidades capacitivas
Externa – Devido a solicitações do sistema como curto-circuito e sobretensões.
Para proteção contra defeitos internos de células capacitivas temos alguns esquemas específicos de proteção que pode ser:
Fusível Interno
A função desse fusível é desconectar de forma instantânea um dos elementos que entrar em curto-circuito.
A vantagem desse tipo de arranjo é maior disponibilidade operativa, facilidade na proteção de desequilíbrio e baixa chances de ocorrer falha no banco.
Fusível Externo
A função desse fusível é desconectar de forma instantânea a lata capacitiva quando vários elementos capacitivos tiverem entrado em curto-circuito.
A vantagem do fusível externo é na localização da lata defeituosa através de inspeção visual.
Proteção de Desequilíbrio (61)
Em ligações de dupla estrela é conectado um TC no ponto comum para fazer a medição de correntes de desequilíbrios oriundas da queima de fusíveis internos das latas capacitivas ou da própria lata em si. Para correto dimensionamento dessa proteção deve-se realizar um cálculo do desequilíbrio causado devido a perda de um número específico de elementos capacitivos, de forma que a sobretensão nos elementos restantes da lata não ultrapasse 10%.
Esquemas Externos
Funções de Sobretensão (59)
Normalmente os bancos capacitivos podem operar com sobretensões permanentes de até 110% a tensão nominal incluindo as harmônicas. Bancos capacitivos que suportam sobretensão superior a 110% da tensão nominal são projetos especiais mais caros e devendo ser consultado o fabricante.
Funções de Sobrecorrente Temporizada (51)
Essa função deve suportar a corrente de carga do banco e estar acima da corrente de Inrush. Para isso normalmente é utilizada a função normal inversa ajustada de tal forma a eliminar curtos-circuitos ou defeitos na barra onde o banco está conectado.
Funções de Sobrecorrente Instantânea (50) Essa função não deve atuar para a corrente de energização do banco e eliminar curtos-circuitos na barra onde ele está conectado.
Por: Mesh Engenharia
