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FACTOR DE POTENCIALa energía es un recurso fundamental para elprogreso y la expansión industrial que no escapade la tendencia al aumento de su costos.
Esta situación ha encaminado a la industriaeléctrica a la definición de políticas queconlleven a un uso más racional y eficiente de laenergía eléctrica.
Una de las medidas para conocer el grado deeficiencia con el cual está siendo utilizando laenergía es el llamado factor de potencia, el cualha sido de alta relevancia ligados al ahorro deenergía y al mejor uso de la electricidad.
DEFINICIÓN DE FACTOR DE POTENCIAEl factor de potencia de una corriente alterna sedefine como la relación entre la potencia activa(P) y la potencia aparente (S) que puede versecomo un valor utilizado para describir la cantidadde energía eléctrica que se ha convertido entrabajo.
La potencia activa (P) medida en vatios (W)representa la capacidad del circuito para realizarun trabajo.
La potencia reactiva (Q) medida en voltioampere reactivo (Var) es la encargada degenerar el campo magnético que requieren parasu funcionamiento los equipos inductivos comolos motores y transformadores.
La potencia aparente (S) medida en voltioampere (VA) es la suma geométrica de laspotencias activa y reactiva o el producto de lacorriente y el voltaje.
Debido a que las cargas reactivas retornan a lafuente y no son útiles para realizar trabajo en lacarga, un circuito con un bajo factor de potenciatendrá que transferir corrientes más altas parauna potencia dada que un circuito con un factorde potencia alto.
Por definición, el factor de potencia es unnúmero adimensional, comprendido entre 0 y 1.Cuando el factor de potencia es igual a 0, laenergía que fluye es enteramente reactiva.Cuando el factor de potencia es igual a 1, toda lademanda suministrada por la fuente esconsumida en potencia útil por la carga.
Los factores de potencia son expresadosnormalmente como "adelanto" o "retraso", paraindicar el signo del ángulo de fase para cargascapacitivas e inductivas respectivamente.
Las pérdidas eléctricas en las líneas detransmisión aumentan con el incremento de laintensidad. Cuando una carga tiene un factor depotencia menor que 1, se requiere más corrientepara conseguir la misma cantidad de energía útil.Por tanto, las compañías que prestan el servicioeléctrico para conseguir una mayor eficiencia desu red requieren que los usuarios, especialmenteaquellos que utilizan grandes potencias,mantengan los factores de potencia de susrespectivas cargas dentro de límitesespecificados con el fin de evitar pagosadicionales por energía reactiva.
A menudo es posible ajustar el factor depotencia de un sistema a un valor muy próximo ala unidad. Esta práctica es conocida comocorrección del factor de potencia.
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Ahora los ingenieros están también enfrentadosa otras cargas no lineales. Equipos de electrónicade potencia, por ejemplo unidades de variadoresde velocidad, suministro no interrumpido depotencia (UPS) y altos hornos de inducción sonlos tipos más corrientes de cargas no lineales.Cargas de formación de un arco eléctrico, porejemplo altos hornos por arco y soldadura porarco son también cargas no lineales.
En los circuitos que tienen corrientes y voltajescompletamente sinusoidales el efecto del factorde potencia se presenta simplemente como ladiferencia en fase entre la corriente y el voltaje(cos j), este concepto se puede generalizar a unadistorsión total o a un verdadero factor depotencia donde la potencia aparente incluyetodos los componentes armónicos y se definecon el nombre de “Desplazamiento del factor depotencia”.
Las cargas no lineales degradan el cos j ydevuelven potencia al sistema suministrador. Elsistema de potencia envía corriente a cargas nolineales a la frecuencia fundamental (porejemplo 60 Hz) y la carga devuelve algo de estacorriente a una mayor frecuencia armónica.
La forma de la onda de la corriente contienemúltiples frecuencias y por lo tanto no essinusoidal como se muestra en la figura 2.
Los métodos tradicionales para analizar factoresde potencia no son apropiados cuando se tratacon cargas no lineales.
TRIANGULO DE POTENCIAEl triangulo de potencia ha sido generalmenteutilizado para describir el factor de potencia paramotores y otras cargas lineales. Aunque no esaplicable a cargas no lineales este es unconcepto útil para entender. El triangulo depotencia puede ser ilustrado usando el ramal R-Xcomo se muestra a continuación en la figura 3. Sien el ramal el voltaje es perfectamentesinusoidal la corriente debe ser igualmentesinusoidal y esta estará desfasada con respectoal voltaje en un ángulo “θ” llamado “ángulo dedesfasaje” o ángulo del factor de potencia.
Las fórmulas para potencia aparente S, ypotencia activa P, producen la bien sabidafórmula de factor de potencia:
DPFS
P
IVS
IRP
cos
2
2
El término de desplazamiento del factor depotencia (DPF) es utilizado para recalcar que elfactor de potencia ha sido calculado usando unángulo de desplazamiento diferente alverdadero factor de potencia (TPF), que es elcoeficiente entre P y S. Esta distinciónnormalmente no se hace porque cuando soloestán presentes fuentes lineales DPF = TPF.
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EL DPF = TPF es el comúnmente utilizado comoparámetro de medición y es análogo al TPF soloque incluye los efectos de una distorsiónarmónica. Hay ahora contadores eléctricosdisponibles, que son aptos para registrar TPF conprecisión.
El tercer lado del triángulo designado como “Q”,ilustra la potencia reactiva y es medido en kVar.
¿POR QUÉ EXISTE UN BAJO FACTOR DEPOTENCIA?La potencia reactiva, la cual no produce untrabajo físico directo en los equipos pero esnecesaria para el funcionamiento de elementostales como motores, transformadores, lámparasfluorescentes, equipos de refrigeración y otros,puede volverse apreciable en una industria y sino se vigila apropiadamente hace disminuir elfactor de potencia. Un alto consumo de energíareactiva puede producirse como consecuenciaprincipalmente de:
• Un gran número de motores.• Presencia de equipos de refrigeración y aireacondicionado.• Sub-utilización de la capacidad instalada enequipos electromecánicos por una malaplanificación y operación en el sistema eléctricode la industria.• Red eléctrica y equipos de la industria en malestado.
¿POR QUÉ SE PENALIZA EL BAJO FACTOR DEPOTENCIA?El hecho de que exista un bajo factor de potenciaen su industria produce los siguientesinconvenientes:
1. Al suscriptor:•Aumento de la intensidad de corriente.•Pérdidas en los conductores y fuertes caídas detensión.•Incrementos de potencia de las plantas,transformadores y reducción de capacidad deconducción de los conductores.•La temperatura de los conductores aumenta ydisminuye la vida de su aislamiento.•Aumentos en sus facturas por consumo deelectricidad.
2. A la compañía de electricidad:•Mayor inversión en los equipos de generaciónya que su capacidad en kVA debe ser mayor.•Mayores capacidades en líneas de transmisión ytransformadores para el transporte ytransformación de esta energía reactiva.•Caídas y baja regulación de voltajes los cualespueden afectar la estabilidad de la red eléctrica.
Una forma de que las empresas de electricidad anivel nacional e internacional hagan reflexionar alas industrias sobre la conveniencia de generar ocontrolar su consumo de energía reactiva ha sidoa través de un cargo por demandafacturado Bs./KVA, es decir, cobrándole porcapacidad suministrada en kVA.
Las industrias pueden evitar estos cargostarifarios si ellas mismas suministran en suspropios sitos de consumo la energía reactiva queellas requieren, la cual puede ser producidalocalmente a través de condensadores eléctricosestáticos o motores sincrónicos realizando unainversión relativamente baja y favorable desde elpunto de vista Técnico-económico.
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¿POR QUÉ DEBE EL FACTOR DE POTENCIA SERMEJORADO?El efecto de compensar el factor de potencia encircuitos monofásicos y trifásicos proporciona lossiguientes beneficios:• Ahorro en el pago de la factura de electricidad.• Mejoramiento en la eficiencia eléctrica.• Liberación de capacidad del sistema.• Mejoramiento de las condiciones de voltaje.• Reducción de las pérdidas de potencia.
Ahorro en el pago de la factura de electricidad.El objetivo principal de la utilización de loscondensadores industriales es la reducción delos costos de la energía comprada a compañíasde electricidad, eliminando la penalización porbajo factor de potencia que es parte de nuestrastarifas de electricidad.
Normalmente la inversión en condensadores serecupera en un periodo de 1 a 3 años lo cualrepresenta una rata de retorno del capital mayordel 30%. La rata de retorno dependerá del costode los capacitores y el nivel de voltaje requeridoy la cláusula de penalización por bajo factor depotencia.
Una regla bastante utilizada es mejorar el factorde potencia a valores entre 90 y 95%, sinembargo, la mejor forma de determinar los kVarde los condensadores es calcular la rata deretorno y ahorro de Bs. para varios valores delfactor de potencia.
Mejora de la eficiencia eléctrica.Otra ventaja de la corrección del factor depotencia se relaciona con el mejorcomportamiento del equipo eléctrico al trabajarsin grandes cargas con exceso de potenciareactiva.
Liberación de capacidad del sistema.La potencia reactiva usada por circuitosinductivos consiste de una corriente reactiva omagnetizante multiplicada por el voltaje delsistema. La potencia reactiva total (y lacorriente) aumentan mientras el factor depotencia decrece cuando la cantidad deelementos inductivos que requieren potenciareactiva se incrementa. Cada elemento inductivoañadido al sistema contribuye a losrequerimientos de potencia reactiva totales.
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Cuando se mejora el factor de potencia lacantidad de corriente reactiva que fluye a travésde los transformadores, alimentadores, tablerosy cables se reduce. Los condensadores para lacorrección de factor de potencia conectadosdirectamente a los terminales de las cargasinductivas tales como los motores, generan lamayor o toda la potencia reactiva necesaria paracrear el campo magnético de los motores y asíreduce o elimina la necesidad de suplir potenciadesde el sistema de distribución.
Por ejemplo, si cuatro motores operan a unfactor de potencia de 75%, la corriente del factorde potencia a 95% liberara suficiente capacidaddel sistema para instalar un motor adicional delmismo tamaño.
Donde los transformadores y circuitos esténsobrecargados instalar condensadores depotencia en varias fuentes de carga inductivapuede liberar capacidad del sistema y permitirservicios o aumentos de cargas.
La instalación de condensadores de potenciapuede en algunas circunstancias eliminar lanecesidad de instalar grandes transformadoresde potencia, recablear una planta oposiblemente ambas cosas.
Mejoramiento de las condiciones de voltaje.Un bajo factor de potencia puede reducirvoltajes en la planta cuando los kVar sontomados del sistema de distribución. Cuando elfactor de potencia decrece la corriente total seincrementa (mayormente corriente reactiva),causando grandes caídas de voltaje a través de laimpedancia de línea. Esto
se debe a que la caída de voltaje en una línea esigual a la corriente que fluye multiplicada por laimpedancia de la línea. Para mayores corrientesmayor será la caída de voltaje.
Reducción de las pérdidas de potencia.El bajo factor de potencia también puede causarpérdidas de potencia en el sistema dedistribución interno de la planta. La corriente enlos alimentadores es alta debido a la presenciade la corriente reactiva. Cualquier reducción enesta corriente resulta en menos kW perdidos enla línea.
Los condensadores de potencia pueden ahorrar una cantidad significativa de dinero al disminuir o eliminar la corriente reactiva en los alimentadores, lo que implica la reducción en la facturación de los kWh.
MÉTODOS DE COMPENSACIÓN REACTIVA
1) CondensadoresPor la naturaleza del campo electroestático, elcondensador almacena energía cuando elvoltaje que se le subministra está alejándose decero y este entrega energía cuando el voltajebaja a cero. Esta secuencia es la opuesta delcampo magnético ya que el condensador puedeser usado para suministrar corrientemagnetizada, que de otra manera sería dada porla fuente de la compañía que presta el servicioeléctrico.
Los condensadores son generalmente la fuente más económica de compensación reactiva. Otras ventajas incluyen:
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• Bajas pérdidas (inferiores a 1/4 Watt/kVar)• Esencialmente bajo mantenimiento• Unidades compactas que pueden sercombinadas cuando sea necesario haciendoequipos de condensadores más grandes.
Motores SincrónicosLos motores sincrónicos también están encapacidad de actuar como generadores de kVaren función de su excitación y de la cargaconectada. Cuando operan en baja excitación nogenera los suficientes kVar para suplir suspropias necesidades y en consecuencia lostoman de la red eléctrica.
Cuando operan sobrexcitados (operaciónnormal) suplen sus requerimientos de kVar ypueden además entregar kVar a la red; en estecaso son utilizados como compensadores de bajofactor de potencia.
Sistema estático voltio amperio reactivo
Las grandes cargas como hornos-arco ysoldadura por arco presentan corrientesrápidamente variables en el tiempo. Esta puedetener como efecto una variación no aceptable dela tensión, llamado efecto flicker. Una manera deeliminar el problema del flicker es usar unsistema controlador que puede igualar las cargasinstantáneamente según la demanda decorriente reactiva. Solo los controladoresestáticos emplean un conmutadorsemiconductor que puede proveer la velocidadrequerida para cumplir esto.
SISTEMAS DE COMPENSACIÓN
Corrección individualLa compensación individual es aplicable sobretodo a motores grandes de operación continua ya transformadores. En la mayoría de estos casoslos condensadores se pueden conectar al equiposin necesidad de aparatos de maniobras nifusibles y se maniobran y protegen junto con él.
Corrección por gruposUn grupo de cargas como por ejemplo: motoreso lámparas fluorescentes operados por unmismo contactor o interruptor, puede sercompensado por un solo capacitor.
Corrección centralizadaLa solución para corregir el factor de potenciapara un gran número de pequeñosconsumidores con consumo de potencia variablees una compensación centralizada principalusando equipo automático y regulador. Estapermitirá de activar y desactivar los escalonesautomáticos según las necesidades de lainstalación. Un controlador programable esusado para monitorizar el factor de potencia ypara conmutar los contactores de acuerdo con lapotencia reactiva circulante.
Cuando se efectúa la compensación central sefacilitan los trabajos de mantenimiento, alcontrario de lo que ocurre en la compensaciónindividual donde los condensadores estándistribuidos por separado como por ejemplo enlas lámparas fluorescentes.
Se debe tener en cuenta que en la compensación central la potencia reactiva es transmitida desde el tablero de comunicación hasta los equipos a través del sistema de distribución interno de la planta, sobrecargándolo.
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Los componentes esenciales de un sistema decompensación central son:• Condensadores.• Un regulador de la potencia reactiva que midea través de transformadores de intensidad elconsumo de potencia reactiva en la acometida ytransmite las órdenes de conexión odesconexión a los contactores de maniobra delos condensadores.•Fusibles para las derivaciones de loscondensadores.•Contactores para maniobrar los condensadores.•Un dispositivo para descargar loscondensadores una vez desconectados de la red.
En el caso de regulación automática el reguladorde potencia reactiva conecta automáticamentelos condensadores.
Corrección MixtaSolución que aplica a la vez tanto la correccióncentralizada como la corrección individual o engrupos. Dependiendo de los casos se utiliza paraahorrar los montos asociados a las inversionesen la instauración de un sistema de correcciónde factor de potencia.
DETERMINACIÓN DE CAPACITORES REQUERIDOS
Las cargas conectadas a un sistema trifásicopresentan una característica inductiva que causala absorción de potencia activa y reactiva. Estapotencia reactiva es una carga indeseada para lalínea de alimentación y conlleva a unos gastosmayores en la factura eléctrica. La potenciareactiva puede ser compensada por la presenciade condensadores correctores del factor depotencia.
Cuando se van a realizar estudios del factor depotencia es imprescindible contar con suficientecantidad de datos o en su defecto, tomarlos enlas instalaciones. Si el estudio es solo parapropósitos de disminución tarifaria es suficientecon la información de su factura para determinarlos kVar requeridos.
Basándonos en la factura tenemos la siguienteinformación:kW = 497kWh= 73.968kVarh = 107088
A partir de los valores de los kWh y los kVarh sedetermina el factor de potencia:
tanj1=kVarh/kWh= 107.088/73.968= 1,45
Este valor, tanj1 corresponde a cosj1 = 0.57. Perose desea tener un cosj2 = 0.9 que equivale atanj2 = 0.4843.
kVar originales kW* tanj1 = 497*1.45=720.6
KVAR mejorado KW* tanj2 = 497*0.4843=240.7
Luego los kVar necesarios para mejorar el factorde potencia son:ΔkVar=kW(tanj1-tanj2)=497(1.45-0.4843) =480
En la siguiente tabla se indican los valores de(tgj1–tgj2) para un amplio rango de condicionesde operación. En el presente ejemplo resultaque para un valor existente de cosj1=0.57 y unodeseado de cosj2=0.9, un factor M=0.958
En tal caso, la potencia del condensadornecesaria es:ΔkVar=kW*M=497*0.958
ΔkVar=476
Se eligen los condensadores en los rangosexistentes normalizados hasta completar lamagnitud exacta inmediata superior, en nuestrocaso 500 kVar.
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Tabla para la determinación del factor M
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LOS ARMÓNICOS
¿Qué son los armónicos?Con la demanda siempre creciente de laindustria y del comercio junto con el grandesarrollo de la electrónica de potencia seprodujo un aumento en el uso de diversosequipos de características no lineales que hanocasionado un aumento del nivel de armónicaspresentes en las redes.
Los armónicos presentes en los equipos son, porejemplo:•Equipos de Oficina (ordenadores,fotocopiadoras, etc.).•Lámparas de descarga en gases.UPS,•Motores mandados por convertidores estáticos.•Convertidores estáticos.•Hornos de arco.
Los armónicos producen una forma de onda detensión y corriente no sinusoidal como se indicaen la figura.
La forma de onda de la corriente, aunquedistorsionada, es usualmente idéntica de un cicloal siguiente. Esto significa que todas lasfrecuencias en la forma de onda son armónicos(múltiplo entero) de la onda fundamental. Porejemplo, los armónicos contenidos en la formade onda de la figura 9 son 1, 5, 7,11... ¿Porquésolo estos armónicos? La onda de corriente conmedio periodo positivo idéntico al medioperiodo negativo nunca tienen armónicos pares(2, 4, 6...).
Los armónicos impares múltiplos de 3 (3, 9, 15...)son habitualmente perjudiciales parar las cargastrifásicas no lineales que generalmente seencuentran en el sector industrial. Tambiénpueden ser muy significativas en el caso de cargamonofásica. La figura 10 muestra las razones deeste efecto.
Un efecto importante de la presencia dearmónicas es la reducción del factor de potenciatotal de la instalación.
Las componentes armónicas de frecuencias altasdan lugar a mayores perdidas por histéresis ycorrientes parásitas en los circuitos magnéticos;también, un mayor efecto pelicular en losconductores eléctricos.
Las máquinas rotativas originan camposgiratorios de secuencia inversa (por ejemplo la5ª armónica).
Las armónicas pueden ocasionar unaperturbación inaceptable sobre la red dedistribución de energía eléctrica y causar elrecalentamiento de motores, cables ytransformadores, el disparo de los interruptoresautomáticos, el sobrecalentamiento (y posibleexplosión) de capacitores, y también el malfuncionamiento de distintos equipos comocomputadoras, sistemas de comunicaciones,máquinas de control numérico y equipos decontrol, protección y medición en general.
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Las armónicas pueden ocasionar una perturbacióninaceptable sobre la red de distribución de energíaeléctrica y causar el recalentamiento de motores,cables y transformadores, el disparo de losinterruptores automáticos, el sobrecalentamiento(y posible explosión) de capacitores, y también elmal funcionamiento de distintos equipos comocomputadoras, sistemas de comunicaciones,máquinas de control numérico y equipos decontrol, protección y medición en general.
Esto último se agrava por el hecho que los equiposmodernos se diseñan con tolerancias mucho masestrechas a fin de reducir costos, el resultado esque los equipos son menos capaces de tolerararmónicas.
Otro aspecto a tener en cuenta en presencia dearmónicas es que los instrumentos de medición ylos sensores de las protecciones deben estardiseñados para considerar valores eficacesverdaderos (True RMS).
Cabe señalar que en los sistemas trifásicos lastensiones compuestas de línea que se obtienen pordiferencia de las tensiones de fase, no contienenarmónicas de orden múltiplo de 3.
Además, al aplicar tensiones poli-armónicastrifásicas a una carga simétrica en estrella conneutro, por éste circularán las armónicas de ordenmúltiplo de 3 pudiendo dar lugar a corrientesexcesivas que generan calentamiento.
Para mantener la calidad de la tensión y lacorriente de red dentro de un nivel aceptable parael mercado eléctrico moderno, lasreglamentaciones vigentes exigen trabajar conarmónicas que no superen ciertos valores límitesestablecidos (por ejemplo, IEEE 519, Tabla 1 y Tabla2 - Resoluciones 465/96 y 99/97 del ENRE), y convalores del factor de potencia superiores a 0,90 ó a0,95 dependiendo del ente reguladorcorrespondiente. Esto trajo consigo la instalaciónde equipos correctores del factor de potenciareactiva capacitiva superiores a las que serequerían cuando la exigencia vigente solicitabasólo un valor del factor de potencia superior a0,85.
Cuando un equipo de compensación de potenciareactiva se instala en redes en las que parte de lacarga esta constituida por equipos que songeneradores de armónicas, se pueden formarlazos resonantes en varias regiones de la líneaque generando tensiones y corrientesarmónicas, pueden dañar tanto a los capacitorescomo a la instalación eléctrica.
Dadas las consecuencias destructivas que unainadecuada evaluación de este tema puedeoriginar, resulta conveniente alertar sobre estasituación y brindar criterios de evaluacióngenerales, así como también presentar lassoluciones habitualmente adoptadas en lapráctica. Todo esto crea nuevos desafíos para elproyectista actual que está obligado a efectuaruna serie de análisis y evaluaciones previas antesde determinar las características del equipo ainstalar que antes no se contemplaban.
MEDIDA DE LA DISTORSION ARMONICA:Existen muchos modos para indicar el contenidode armónicos de una forma de onda. La másutilizada es la tasa de distorsión armónica total(THD) que puede ser calculada para voltaje ocorriente:
1
2
2)(
M
M
THD nh
Donde Mh es la amplitud de la componentearmónica de orden h y M1 es la amplitud de lacomponente fundamental.
La THD así como el verdadero valor eficaz de unaforma de onda y están ligados por la siguienterelación:
21
2
2 1)( THDMMrmsn
h
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REDUCCIÓN DE ARMÓNICOS
Elección de condensadores y verificación del fenómeno de resonancia
En muchos casos, los armónicos pueden sereliminados o al menos evitados eligiendo loscondensadores adecuados para no causarproblemas de resonancia.
En el caso de una batería automática la potenciade cada escalón debe ser seleccionada paraevitar la resonancia. Esta técnica no funciona entodos los casos; en un primer momento los picosde resonancia pueden ser tan elevados que uncondensador no los soportaría. Por otro lado silos condensadores son controladosautomáticamente la variedad de condiciones delfuncionamiento puede hacer imposible eliminarel fenómeno.
Cuando un equipo de compensación de potenciareactiva se instala en redes en las que parte de lacarga esta constituida por equipos que songeneradores de armónicas, se pueden formarlazos resonantes en varias regiones de la líneaque generando tensiones y corrientesarmónicas, pueden dañar tanto a los capacitorescomo a la instalación eléctrica.
Dadas las consecuencias destructivas que unainadecuada evaluación de este tema puedeoriginar, resulta conveniente alertar sobre estasituación y brindar criterios de evaluacióngenerales, así como también presentar lassoluciones habitualmente adoptadas en lapráctica. Todo esto crea nuevos desafíos para elproyectista actual que está obligado a efectuaruna serie de análisis y evaluaciones previas antesde determinar las características del equipo ainstalar que antes no se contemplaban.
MEDIDA DE LA DISTORSION ARMONICA:Existen muchos modos para indicar el contenidode armónicos de una forma de onda. La másutilizada es la tasa de distorsión armónica total(THD) que puede ser calculada para voltaje ocorriente:
1
2
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M
M
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Donde Mh es la amplitud de la componentearmónica de orden h y M1 es la amplitud de lacomponente fundamental.
La THD así como el verdadero valor eficaz de unaforma de onda y están ligados por la siguienterelación:
21
2
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FACTOR DE POTENCIA
La energía es un recurso fundamental para elprogreso y la expansión industrial que no escapade la tendencia al aumento de su costos.
Esta situación ha encaminado a la industriaeléctrica a la definición de políticas queconlleven a un uso más racional y eficiente de laenergía eléctrica.
Una de las medidas para conocer el grado deeficiencia con el cual está siendo utilizando laenergía es el llamado factor de potencia, el cualha sido de alta relevancia ligados al ahorro deenergía y al mejor uso de la electricidad.
El factor de potencia de una corriente alterna sedefine como la relación entre la potencia activa(P) y la potencia aparente (S) que puede versecomo un valor utilizado para describir la cantidadde energía eléctrica que se ha convertido entrabajo.
La potencia activa (P) medida en vatios (W)representa la capacidad del circuito para realizarun trabajo.
La potencia reactiva (Q) medida en voltioampere reactivo (Var) es la encargada degenerar el campo magnético que requieren parasu funcionamiento los equipos inductivos comolos motores y transformadores.
¿POR QUÉ EXISTE UN BAJO FACTOR DE POTENCIA?
puede producirse como consecuenciaprincipalmente de:
• Un gran número de motores.• Presencia de equipos de refrigeración y aireacondicionado.• Sub-utilización de la capacidad instalada enequipos electromecánicos por una malaplanificación y operación en el sistema eléctricode la industria.• Red eléctrica y equipos de la industria en malestado.
Una carga eléctrica industrial en su naturalezafísica es reactiva pero su componente dereactividad puede ser controlado y compensadocon amplios beneficios técnicos y económicos.
¿POR QUÉ DEBEMOS MEJORAR EL FACTOR DE POTENCIA?
Aumentar el factor e potencia es una de lastécnicas para mejorar la eficiencia en el uso de laenergía eléctrica. Con ello reducimos corrientesde cargas, sobrecalentamientos en conductoresy pérdidas innecesarias en general.
Una forma de que las empresas de electricidad anivel nacional e internacional hagan reflexionar alas industrias sobre la conveniencia de generar ocontrolar su consumo de energía reactiva ha sidoa través de un cargo por demandafacturado Bs./KVA, es decir, cobrándole porcapacidad suministrada en kVA.
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Los capacitores están diseñados para una compensación individual, grupal o central del factor de potencia en redes de baja tensión.
Aplicaciones
Construcción
Construidos bajo el sistema MKP, el cual esta compuesto por laminas metálicas de propileno con bajas perdidas dieléctricas con un sistema de dieléctrico autogenerarle.
El dieléctrico esta compuesto por un gas inerte, ecológico, sin riesgo de contaminación al medio ambiente.
Instalación
El capacitor puede ser instalado en cualquier posición. Deben ser colocados de forma contigua sin requerir distancias mínimas de separación entre las unidades.
Para la protección del capacitor es recomendable el uso de fusibles con características gG con corriente nominal de 1,6 a 1,8 la corriente del capacitor.
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Información técnica para capacitores con carcasa cilíndrica
Voltaje nominal UN 230, 480, 525
Frecuencia 50/60 Hz
NormasIEC 60831-1: 1996
IEC 60831-2: 1996
Sobrevoltaje max. Umax
UN + 10 % (hasta 8 horas diarias)
UN + 15 % (hasta 30 min diarios)
UN + 20 % (hasta 5 min)
UN + 30 % (hasta 1 min)
Sobrecorriente IS 1,3 * IN
Tolerancia cap. -5 / +10 %
Voltaje medido,
terminal/terminalUTT 2,15 * UN, AC, 2 s
Corriente de Inrush max. 400 x IN
Pérdidas dieléctricas
Pérdidas capacitivas totales:
tan δ
tan
δ0
cca 0,2 W/kvar
cca 0,4 W/kvar
Vida esperada estadisticamente De 150.000 a 200.000 horas
Grado de protección, cobertura IP 20, por requerimiento IP 54, montaje interior
Temperatura ambiente
- temperatura máxima: 60 °C
- temperatura máxima en un período de 24h: 45 °C
- temperatura máxima media en un año: 35 °C
- temperatura mínima: -40 °C
Enfriamiento Natural o forzado
Humedad relativa permisible IP 20 - max. 95 %, IP 54 - max. 95 %
Altitud máxima relativa 4.000 m sobre el nivel del mar
Posición de montaje Cualquier posición
MontajeAjustado al fondo de la carcaza a través de un
tornillo M12 (momento max. 5 Nm)
Carcasa Cilíndrica de aluminio
Sistema dieléctrico MKP – película de polipropileno metalizada
Absorción Tipo seco
Terminales
1/ Doble, trifásico (conectado al terminal por un
tornillo M5 con momento max de 2 Nm)
2/ Terminales M10 max. Momento de torque de
8Nm
Resistencia de descarga Incluida. 3 min, 75 V
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Capacitor trifásico 230 ó 480 VAC, 60Hz, IP20. Conexión Delta
Características técnicas y modelos
Tipo
Voltaje de
Operación.
[V]
Potencia
QN
[kvar]
Corriente
IN
[A]
Capacitancia
CN
[µF]
Dimensiones
D x H
[mm]
Peso
[kg]
CSADG 1-0,525/12,5 480 12,5 13,7 3x48,1 85x245 1,1
CSADG 1-0,525/15 480 15 16,5 3x57,7 85x245 1,3
CSADG 1-0,525/20 480 20 22 3x77,0 110x245 1,9
CSADG 1-0,525/25 480 25 27,5 3x96,2 110x245 2,1
CSADG 1-0,525/30 480 30 33,0 3x115,5 136x220 3,3
CSADG 1-0,525/50 480 50 55,0 3x192,5 136x355 5,5
CSADG 1-0,23/12,5 230 12,5 31,4 3x209,0 110x245 2,6
CSADG 1-0,23/15 230 15 37,7 3x250,8 136x220 2,9
