Qual é a Diferença entre Reator Shunt e Capacitor Shunt?

Em um sistema de energia elétrica, diversos dispositivos são utilizados para melhorar o fator de potência e a eficiência operacional. Capacitores shunt e reatores shunt representam dois componentes distintos projetados para otimizar o desempenho das redes elétricas. Este artigo explora suas principais diferenças, começando com uma visão geral de seus princípios fundamentais.

Capacitores Shunt

Um capacitor shunt refere-se a um único capacitor ou a um grupo de capacitores (denominado banco de capacitores) conectados em paralelo ao sistema de energia. Ele serve para melhorar o fator de potência e a eficiência operacional do sistema, compensando as cargas indutivas, aumentando assim o fator de potência do sistema.

A maioria das cargas em um sistema de energia elétrica, como máquinas elétricas, transformadores e relés, exibe características indutivas, contribuindo com reatância indutiva juntamente com a indutância das linhas de energia. A indutância faz com que a corrente fique atrasada em relação à tensão, aumentando o ângulo de defasagem e diminuindo o fator de potência do sistema. Este fator de potência atrasado leva a carga a consumir mais corrente da fonte para a mesma potência nominal, resultando em perdas adicionais de linha sob a forma de calor.

A capacitância de um capacitor faz com que a corrente fique adiantada em relação à tensão, permitindo que ele cancele a reatância indutiva no sistema de energia. Várias unidades de capacitores (um banco de capacitores) conectadas em paralelo para melhorar o fator de potência são conhecidas como capacitores shunt.

Reatores Shunt

Um reator shunt é um dispositivo usado em sistemas de energia para estabilizar a tensão durante variações de carga, melhorando a eficiência. Ele compensa a potência reativa capacitiva nas linhas de transmissão de energia, tipicamente aplicado em linhas de transmissão de 400kV ou superior.

Construído com uma única bobina, seja diretamente conectada à linha de energia ou à terciária de um transformador trifásico, ele absorve potência reativa das linhas para melhorar a eficiência do sistema.

Diferenças Entre Capacitores Shunt e Reatores Shunt

A tabela a seguir destaca as principais comparações entre reatores shunt e capacitores shunt:

Comparação Entre Capacitores Shunt e Reatores Shunt
Função

• Capacitor Shunt: Fornece potência reativa ao sistema elétrico, absorvida por cargas indutivas (por exemplo, motores, transformadores) para melhorar o fator de potência e a eficiência do sistema.

• Reator Shunt: Absorve e controla o fluxo de potência reativa para melhorar a eficiência, estabilizar os níveis de tensão e mitigar surtos/transientes de tensão na rede.

Correção do Fator de Potência

• Capacitor Shunt: Melhora diretamente o fator de potência fornecendo compensação de potência reativa.

• Reator Shunt: Melhora indiretamente o fator de potência estabilizando a tensão nas linhas de transmissão.

Conexão

• Capacitor Shunt: Conectado diretamente em paralelo com a linha de energia.

• Reator Shunt: Conectado diretamente à linha de energia ou via a bobina terciária de um transformador trifásico.

Impacto na Tensão

• Capacitor Shunt: Pode causar aumento de tensão em condições de carga leve devido à injeção de potência reativa.

• Reator Shunt: Induz uma ligeira queda de tensão devido à reatância indutiva, equilibrando a potência reativa excessiva.

Efeito Harmônicos

• Capacitor Shunt: Próprio a criar condições ressonantes que amplificam harmônicos de tensão.

• Reator Shunt: Amortiza e suprime harmônicos, melhorando a qualidade da energia.

Aplicações

• Capacitor Shunt: Amplamente utilizado em sistemas de energia industrial e comercial para corrigir o fator de potência em redes de distribuição.

• Reator Shunt: Principalmente aplicado em linhas de transmissão de alta tensão (400kV+) para estabilização de tensão e supressão de transientes.

Conclusão

Tanto os capacitores shunt quanto os reatores shunt otimizam a eficiência dos sistemas de energia elétrica, embora por mecanismos distintos: os capacitores melhoram o fator de potência compensando as cargas indutivas, enquanto os reatores estabilizam a tensão e mitigam harmônicos nas redes de transmissão. Seus papéis complementares garantem a entrega confiável de energia em diversos cenários operacionais.