20/10/2015 Revista Electroindustria - Opciones para la compensación de energía reactiva

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Fig. 1: Red eléctrica con cargas

lineales y cargas armónicas.

Fig. 2: Opciones para la compensación.

Martes 20 de Octubre de 2015 • Dólar= $678,75 • UF=$25.444,97 • UTM=$44.553 Búsqueda

Opciones para la compensaciónde energía reactiva

Los dispositivos que usan la electrónica de potencia (variadores de velocidad, rectificadores, UPS, hornos dearco, lámparas fluorescentes, entre otros) hacen circular corrientes armónicas por las redes eléctricas. Talesarmónicos pueden interferir con la operación de muchos dispositivos, siendo los condensadores los mássensibles a tal fenómeno. Un alto nivel de contaminación causará en los condensadores condicionesanormales de funcionamiento envejeciéndolos prematuramente. Para evitar estos daños, deben escogersediferentes tipos de compensación acorde al nivel de armónicos presentes en la red.

La solución puede ser de tres tipos (Standard, Soft Harmonic, High Harmonic), dependiendo del nivel de poluciónarmónica en la red. Esta puede ser seleccionada como sigue:

1.- Acorde a la razón Gh/Sn.1.1 Sn = 800 kVA P = 450 kW Gh = 50 kVAGh/Sn = 6,2%

Rango Standard1.2 Sn = 800 kVA P = 300 kW Gh = 150 kVAGh/Sn = 18,7%

Rango Soft Harmonic1.3 Sn = 800 kVA P = 100 kW Gh = 400 kVAGh/Sn = 50%

Rango High Harmonic Sn: Potencia aparente del transformador.Gh: Potencia aparente de los receptores armónicos (variadores de velocidad, convertidores estáticos, electrónicade potencia, etc.).Qc: Potencia de los equipos de compensación.U: Voltaje de la red.

2.- Acorde al porcentaje total de armónicos de corriente (THD(i)) medidos.

2.1 THD(i) x S/Sn < 5% Rango Standard

2.2 5 % < THD(i) x S/Sn < 10% Rango Soft Harmonic

2.3 10 < THD(i) x S/Sn < 20% Rango High Harmonic

Sn: Potencia aparente del transformador.

S: Carga en KVA en el secundario del transformador a mayorporcentaje de carga posible sin los capacitares conectados.

Necesidades de los clientes

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Fig. 3: Banco de

condensadores con fi ltro de

rechazo.

Fig. 4: Curva de impedancia en función de las

frecuencias armónicas.

Fig. 5: Banco de

condensadores con

filtro pasivo.

La siguiente tabla describe las soluciones típicas usadas en varios tipos deactividades. Sin embargo, siempre es recomendable hacer las mediciones en sitiopara validar la solución.

Para la opción Standard y Soft Harmonic, se usarán condensadores del mismo tipo,ya que estos están diseñados para trabajar frente a estas condiciones. Para laopción High Harmony, en tanto, es necesario incluir en serie con el banco decapacitores (tipo High Harmonic) filtros de rechazo que permitan proteger loscondensadores, manteniendo así la continuidad de servicio del banco instalado.

Filtros de Rechazo

Los filtros de rechazo (DR, detuned reactors) se diseñan para evitar alguna amplificación de los armónicos que sepresentan en la red y para proteger a los condensadores.

Datos técnicos

Opción de sintonía

La frecuencia de sintonía fr corresponde a la frecuencia de resonancia de la unión L-C.

Orden de la sintonía n.

Para una red de 50Hz:

La frecuencia de sintonía escogida debe asegurar que el espectro de la corrientearmónica esté fuera de la frecuencia de resonancia. Lo más común son sintonías a la3,8 ó 4,3 (se usan 2,7 para armónicos de orden 3).

Los DR generan un sobrevoltaje en los terminales delcondensador, por lo que deberán usarse condensadores de porlo menos 480V para una red de 400V.

Este circuito de derivación entre el conjunto L-C y la cargaabsorbe los armónicos y evita que circulen por la alimentación. Aesta combinación de filtro de rechazo + condensadores lallamamos comúnmente filtro pasivo. En general, el filtro pasivose sintoniza a una orden de armónico próximo al que se quiereeliminar. Cuando se requiere una reducción importante en latasa de distorsión sobre una serie de órdenes, se pueden utilizarmás filtros conectados en paralelo.

El uso de filtros de rechazo puede reducir la contaminación, absorbiendo parte de lascorrientes armónicas generadas en la instalación eléctrica.

Las mejoras son particularmente notables cuando el orden del filtro se aproxima al dominio delas frecuencias armónicas. Un filtro de rechazo sintonizado a 215 Hz absorberá más armónicode quinto orden que un filtro de 190 Hz ó 135 Hz.

Si el grado de contaminación eléctrica excede los valores aquí expuestos, se requiere de otrassoluciones como lo son los filtros activos y los filtros híbridos.

Por Félix Fernández, Product Application Engineer de Schneider Electric. felix.fernandez@cl.schneider-electric.com

Marzo 2007

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jhon arinson electro in dustria (02/04/2009)

disculpa lo s iguiente es para edires un fovor como yo soyestudiante me toc hacer la cotizacion de un transformador de 50kva sera que me hacen el fovor de enviarme la cotizacion gracias

Ricardo OsorioH.

servielec (25/10/2008)

me gustaria saber que de cuantos kvar se debe insta lar paracorregi r un factor de potencia que esta en 0,40 monofas ico con unconsumo aprox de 4.000 ki lo w. hora.

Patricio VillaFuentes

Electriagua (15/10/2008)

Por favor.¿De que capacidad es el condensador que debo insta lar en unacasa.Su potencia contratada es de 9.0 K.W, V=220 Corrienteiductiva ,3.0 KW.Factor de Potencia medido por la CGE. 0.78.¿Las tablas para determinar el factor necesario para mejorar elfactor de Potancia ,en todos los textos quehe encontraso apareseuna sola tabla ¿Esta tabla s i rve para Monofas ico y Tri fas ico?Le agradeceria mucho me aclarara estas preguntas .Gracias

HectorArancibia

Sertipe ltda. (07/08/2008)

Estimado,nos hemos encontrado en una empresa que estael iminando los fi l ros pues se estan incendiando lo cua l lesprovoca un gran riesgo pues es una empresa de quimicos .te agradeceria me contaras donde puedo encontrar informacionsobre este tema tan interesante pero poco cons iderado enalgunas empresas .desde ya te lo agradeceria .

ciro alfonsosandoval rico

sena cucuta colombia (25/06/2008)

cotizacion para banco de condensadores con una carga de 42504kw/h 28804 kvar y un fp 0.86

CristiánGuevara Vicuña

E³ - ExpertosEficiencia Energética

(03/06/2008)

Estimados :

- cordia les sa ludos

- fantástico lo que menciona el autor....pero...¿ha medido ustedla potencia activa (kW) de sus bancos de condensadores?...sesorprenderá de los resul tados

- aprenda a disminuir sus pérdidas comprando y leyendo el l ibrode mi autoría "Métodos prácticos para lograr ahorros de energíaeléctrica", que acab de sa l i r en segunda edición a la venta

- no es un l ibro barato, porque es único en el mercado. Además,apl icando UNA de los ejemplos (hay más de veinte di ferentes )podrá lograr ahorros de energía de más de CIEN veces el va lor dell ibro.

- sus pedidos por favor, a l e-mai l :

expertos .eficiencia@gmai l .com

Atte.-CGV

Diana Cogua U.P.T.C. (18/03/2008)

El articulo que publ ica es de vi ta l importancia para una consul taque estoy rea l i zando a cerca de los bancos de condensadoressobre los armonicos , le agradeceria s i fuera tan amable debrindarme mayor informacion en cuanto a este tema.

AlejandroContador López

Maico Contador y Cía.Ltda.

(16/11/2007)

Favor cotizar un equipo para un loca l don 220 Voltios . Chi lectranos cobra 18% adicional por caga reactiva . Tiene que ser a lgobarato de l legar y enchufar para que va lga la pena. Razón debe

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ser el a lumbrado con fluorescentes pues hay un compresor de 2HP t una lavadora a pres ión que funcionan soloesporádicamente, 3 veces a l día poor dar una idea.

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