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Los bancos de capacitores son equipos que regularmente se instalan en los sistemas eléctricos, tanto en baja como en mediana y alta tensión, ya que son de utilidad para corregir el factor de potencia y evitar las penalizaciones que la empresa suministradora impone.

Mejora del factor de potencia en motores asíncronos

Como evitar la autoexcitación de un motor de inducción

Cuando un motor impulsa una carga de gran inercia, el motor seguirá girando (a menos que se frene deliberadamente) después de que se haya apagado la fuente de alimentación del motor. La “inercia magnética” del circuito del rotor significa que se generará una fuerza electromotriz en los devanados del estator durante un corto periodo de tiempo después del apagado y que se debería reducir normalmente a cero después de 1 o 2 ciclos, en el caso de un motor sin compensación.

Los condensadores de potencia para la corrección del factor de potencia constituyen una carga reactiva trifásica para esta fuerza electromotriz decreciente, que provoca corrientes capacitivas circulantes a través de los devanados del estator. Estas Corrientes del estator van a producir un campo magnético giratorio en el rotor que actúa exactamente a lo largo del mismo eje y en la misma dirección que el campo magnético decreciente.

En consecuencia, el flujo del rotor se eleva, las corrientes del estator aumentan y la tensión en los terminales del motor se incrementa, a veces hasta niveles peligrosos, pasando por lo tanto a funcionar como generador asíncrono.

Lea también nuestro artículo sobre "Compensación de energía reactiva"

Este fenómeno se conoce como autoexcitación del motor en vacío y es uno de los motivos por los cuales los generadores de corriente alterna no suelen operar con equipos de compensación fijos, ya que existe una tendencia a la autoexcitación espontánea.

Ejemplo de una instalación antes y después de la compensación de la energía reactiva

Disminuya el consumo eléctrico de sus procesos industriales

 

Por qué se debe mejorar el factor de potencia

1. Reducción de las pérdidas (P, kW) en cables

Las pérdidas en los cables son proporcionales a la corriente al cuadrado y se cuantifican en kWh. La reducción de la corriente total en un conductor en un 10%, por ejemplo, reducirá las pérdidas en casi un 20%.

2. Reducción de las caídas de tensión

Los condensadores de potencia reducen o incluso eliminan por completo la corriente reactiva en los conductores aguas arriba del equipo de compensación, por lo que se reducen o eliminan las caídas de tensión.

Nota: la sobrecompensación producirá un aumento de la tensión en los condensadores.

3. Aumento de la potencia disponible

Al mejorar el factor de potencia de la instalación, se reduce la corriente que pasa a través del transformador, lo que permite optimizar el transformador y añadir más receptores.

En la práctica, puede resultar menos costoso mejorar el factor de potencia, instalando equipos de compensación, que sustituir el transformador.

Reducción en el costo de la electricidad

Una buena gestión del consumo de energía reactiva proporciona ventajas económicas.

La instalación de condensadores de potencia permite al consumidor reducir la factura eléctrica al mantener el nivel de consumo de potencia reactiva por debajo del valor penalizable, según el sistema tarifario en vigor.

Generalmente, la energía reactiva se factura en función del criterio tan∅ o cos∅, tal como se ha observado con anterioridad.

La mejora del factor de potencia de una instalación presenta varias ventajas técnicas y económicas, sobre todo en la reducción de las facturas eléctricas.

¿Por qué es importante la energía reactiva?

La energía reactiva es importante porque le puede costar dinero, y puede incrementar las pérdidas energéticas en su instalación.

Cuando el sistema energético de su instalación tiene una demanda de energía reactiva alta, significa que está demandando más energía de la que realmente usa. Esto da como resultado costes adicionales en su factura eléctrica e incrementa la cantidad de energía demandada a la red eléctrica de abastecimiento que podría evitarse.

¿Qué es el factor de potencia?

En términos simples, el factor de potencia mide la eficiencia de su consumo eléctrico, a la hora de convertirlo en potencia útil, como luz, calor o movimiento mecánico.

En términos técnicos, es el ratio de potencia activa o útil medida en kilovatios (kW) respecto a la potencia aparente total (potencia activa y reactiva) medida en kilovoltio-amperios.

Factor de Potencia = kW / kVA

Costos por consumo de energía reactiva

Tener una demanda alta de energía reactiva puede implicar varios costos.

Como su instalación eléctrica está demandando más potencia de la que realmente está usando, usted está haciendo frente a pagos innecesarios en su factura eléctrica mensual. Algunos suministradores eléctricos también imponen un cargo a los usuarios por penalización, cuándo el factor de potencia de su sistema eléctrico baja por debajo de cierto nivel, habitualmente 95%.

Síntomas de la demanda de energía reactiva

Los signos más obvios de que el sistema eléctrico de su instalación está experimentando una sobre demanda de energía reactiva pueden verse en su factura eléctrica mensual.

Si su factura eléctrica es anormalmente alta, o si está recibiendo cargos extra por energía reactiva (factor de potencia), son signos obvios de que su sistema eléctrico tiene una alta demanda de energía reactiva.

La mejor manera de determinar la demanda de energía reactiva de su instalación e identificar las mejoras es contactarnos y llevar a cabo un estudio de su sistema energético.

Causas del consumo de energía reactiva

Una alta demanda de energía reactiva puede ser causada por varios factores, pero las causas primarias son equipos que crean campos magnéticos para funcionar, como alumbrado, climatización, ascensores, frigoríficos, etc.

La energía usada para crear el campo magnético requerido por estos aparatos para funcionar, sobredemanda su sistema eléctrico y el de la red suministradora, si no se instalan los equipos adecuados de compensación de energía reactiva, como condensadores y filtros armónicos, su sistema eléctrico puede verse sujeto a una alta demanda de energía reactiva.

Compensación de energía reactiva

La compensación de energía reactiva es el proceso para reducir o eliminar la demanda de energía reactiva presente en un sistema eléctrico mediante la instalación de unos condensadores o filtros armónicos, incrementando el ratio de la potencia activa/útil respecto a la total. Idealmente, al compensar la energía reactiva debería tenderse a conseguir un factor de potencia igual a uno: toda la potencia suministrada a la instalación se convierte en potencia útil.

¿Cómo puedo reducir mi energía reactiva?

La reducción o eliminación de la energía reactiva se puede obtener mediante la compensación de la energía reactiva. Esto se puede realizar de varias formas, dependiendo del estado de su sistema eléctrico.

Tras consultarnos con sus datos de factura eléctrica, podremos recomendarle el equipo adecuado para la compensación de la energía reactiva. Esto se puede hacer desde instalando una batería de condensadores adecuada, a un filtro armónico, reparando los condensadores existentes, o realizando un estudio de su instalación eléctrica.

Lea también nuestro artículo sobre "¿Qué sucede cuando un capacitor esta golpeado o ensanchado?"

Tras conocer la mejor solución para compensar la energía reactiva, un instalador autorizado podrá realizar su puesta en marcha de forma segura y eficiente.

Beneficios de la compensación de reactiva

Hay varios beneficios al compensar la energía reactiva.

El beneficio más obvio es el ahorro de costos, ya que al tomar usted medidas para reducir su demanda eléctrica, conseguirá una reducción de su factura eléctrica.

También mejora el voltaje en su instalación: con la compensación de energía reactiva circula menos corriente por los cables, por lo que éstos tienen menos caída de tensión, y mejora la tensión que llega a los equipos.

 

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