Compensación de energía reactiva
Los bancos de capacitores son los encargados de entregar al sistema la potencia reactiva necesaria para mantener el factor de potencia dentro de los rangos normales, y así evitar sobrecargos en la facturación.
Soluciones
Hoy, y cada día más, nos encontramos con que a la hora de compensar la energía reactiva en una instalación no solo debemos tener presente los datos “Clasicos”, es decir potencia activa, cos𝜑 final, índice de carga, etc., sino que también hay que tener en cuenta la presencia de posibles receptores que puedan contaminar la instalación con armónicos: variadores, rectificadores, hornos eléctricos de soldadura, fluorescentes, etc.
En una instalación nos podemos encontrar con cargas lineales y cargas no lineales.
Las cargas lineales son aquellas en las que obtenemos como respuesta a una señal de tensión senoidal una corriente también senoidal; por ejemplo: resistencias, motores, transformadores, etc.
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Las cargas no lineales son aquellas en las que la corriente que absorbe no tiene la misma forma que la tensión que alimenta. Por ejemplo: alimentaciones conmutadas, motores en el momento del arranque, variadores, etc.
Son estas últimas cargas las cargas no lineales las que pueden contaminar la instalación con la generación de armónicos.
Cuando la presencia de armónicos es importante puede provocar alteraciones en la instalación eléctrica. Estas perturbaciones se pueden clasificar en dos grandes grupos: consecuencias a corto plazo (aumento de la corriente eficaz, disparos intempestivos de la protecciones, vibraciones y ruidos anormales en los tableros de Baja tensión, etc.) y consecuencias a largo plazo (calentamiento progresivo de conductores, transformadores, alternadores, etc.
Especial atención merece la compensación de energía reactiva en instalaciones con presencia de armónicos.
Los condensadores son receptores que por sus características intrínsecas influyen en la distorsión armónica de la instalación y, al mismo tiempo, son parte afectada por las consecuencias de las perturbaciones armónicas presentes en la instalación.
Criterios de elección del equipamiento
La compensación de energía reactiva puede realizarse de dos formas (mediante equipa-miento tipo estándar, o tipo desintonizado o anti resonante) de acuerdo al nivel de contaminación armónica de la red.
La elección se puede explicar con el siguiente ejemplo.
Utilizando la razón 𝐺ℎ𝑆𝑛.
Ejm 1.
𝑉=400𝑉𝑎𝑐
𝑆𝑛=800𝑘𝑉𝐴
𝑃=450𝑘𝑊
𝐺ℎ=50𝑘𝑉𝐴
𝐺ℎ𝑆𝑛=6.2 %
Ejm 2.
𝑉=400𝑉𝑎𝑐
𝑆𝑛=800𝑘𝑉𝐴
𝑃=100𝑘𝑊
𝐺ℎ=400𝑘𝑉𝐴
𝐺ℎ𝑆𝑛=50 %
Nota: Los armónicos deben medirse en el secundario del transformador, con carga plena y sin condensadores conectados. La potencia aparente debe tomarse en cuenta al momento de la medida.
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Elección del banco de condensadores
Características de la Red
El voltaje de la red y su frecuencia son los factores básicos para dimensionar los condensadores baja tensión.
La potencia reactiva Q varía de acuerdo al cuadrado del voltaje y la frecuencia, según la ecuación presentada.
Calculando la potencia reactiva a instalar
Puede calcularse:
- Mediante las lectura emitidas en las factura de la compañía eléctrica.
- A partir del factor de potencia existente, el deseado y la potencia instalada 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡 utilizar la tabla.
Ejm. Calculo del banco de condensadores necesario en una instalación de 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡=500𝑘𝑊 Para llevar el cos𝜑=0.75 a cos𝜑=0.95
Coeficiente C (de tabla).
𝑄𝑐= 𝑃𝑖𝑛𝑠𝑡 𝑥 𝐶=500 𝑥 0.553=277𝑘𝑉𝐴𝑟
Tablas de cálculo para kvar a instalar
