FILTROS DE ARMONICASLos filtros de armnicas sintonizados son el tipo de filtro de armnicas ms comn. El objetivo de un filtro de armnicas sintonizado es desviar la energa armnica de la fuente de alimentacin (que es comn a otras cargas) y localizar la corriente de armnicas para aquella parte del sistema elctrico que se sita entre la carga productora de armnicas y el filtro. Para el mejor beneficio global del sistema, los filtros deben estar situados lo ms cerca posible de las cargas productoras de armnicas.Los filtros de armnicas sintonizados estn compuestos por un inductor y un condensador que forman un circuito tanque que est sintonizado para ofrecer una baja impedancia para la frecuencia armnica no deseada. Es posible sintonizar mltiples conjuntos de inductores y condensadores para mltiples frecuencias armnicas. Estos filtros se conectan en paralelo al sistema de alimentacin y actan como un divisor de corriente para las corrientes de armnicas. La magnitud de armnicas eliminada del sistema depender de la impedancia de la red de filtros (en relacin a las frecuencias armnicas) comparada con la impedancia del sistema en estas mismas frecuencias.

CLASES DE FILTROSBsicamente, los equipos de filtrado permiten resolver los inconvenientes planteados anteriormente. Para definir el tipo de equipo a instalar es necesario efectuar un minucioso estudio de armnicas, con mediciones de tensin y corriente, anlisis mediante simulador y seleccin del equipo mas adecuado. Como el circuito de filtrado absorbe parte o la totalidad de las armnicas generadas por los convertidores, deber ser adecuadamente diseado. Los filtros pueden clasificarse en:FILTROS DESINTONIZADOS O ANTIRRESONANTES Estn diseados para presentar una frecuencia de resonancia por debajo de la menor armnica que ofrece el sistema (generalmente la 5). El valor de frecuencia de desintona se encuentra comprendido entre 179 y 223 Hz y se logra agregando un reactor de desintona en serie con los capacitores de uso convencional. Dicho reactor elevar la tensin del capacitor por sobre la tensin de la red, siendo por lo tanto que la tensin nominal de ste deber elegirse superior al valor resultante. El valor de la sobretensin en el capacitor depender del grado de desintona elegido. Este tipo de instalacin tiene adems un efecto parcial de filtrado permitiendo la reduccin del nivel de distorsin armnica de tensin existente en la red, y este efecto es tanto mas importante a medida que la frecuencia de resonancia del filtro se aproxima a la frecuencia de resonancia armnica natural, dicho en otros trminos cuanto mayor es el grado de desintona menor ser la absorcin de armnicas. Un mayor efecto de absorcin (grado de filtrado) siempre depende de la impedancia de corto circuito del sistema y la resistencia residual del circuito de filtrado. Los filtros antirresonantes (o de rechazo) se recomiendan para todos los casos donde las cargas generadoras de armnicas se encuentran entre un 20 y un 50% de la carga total a compensar, dependiendo este rango del grado de distorsin que presenten las cargas no lineales.

FILTROS SINTONIZADOSEstos filtros presentan una impedancia muy baja para la corriente armnica individual, derivando la mayor parte de la corriente distorsiva generada por las cargas no lineales, hacia el filtro y no hacia el suministro. El valor de de frecuencia de resonancia en este caso, se encontrar siempre levemente por debajo de la armnica que se desea filtrar, aunque mucho mas prxima que en el caso de los filtros desintonizados. En estos casos es muy importante tener en cuenta el valor de la corriente armnica mxima que se desea filtrar, pues de ta dependen el dimensionamiento del reactor y de la tensin del condensador. El dimensionamiento de este tipo de filtros, requiere por lo tanto un estudio mas a fondo de las caractersticas de la instalacin, las armnicas presentes y el objetivo de distorsin en barras al cual se quiere llegar.APLICACINLos equipos de filtrado, empleados en las instalaciones industriales y redes antes mencionadas, permiten obtener las siguientes mejoras:-Compensacin de la potencia reactiva a la frecuencia fundamental para un factor de potencia especificado.-Disminuyen el porcentaje de distorsin armnica total (THD).-Evitan fenmenos de resonancia, que surgiran al conectar capacitores sin proteccin contra armnicas.-Disminucin de prdidas activas en cables y aparatos electromagnticos, por reduccin del THD.

ELECCIN DEL EQUIPAMIENTO MAS ADECUADOEl primer aspecto a tener en cuenta, es cual es objetivo que se pretende mediante la incorporacin de un equipo de correccin del factor de potencia y/o filtrado de armnicas, teniendo en cuenta las caractersticas del tipo de carga a compensar, habiendo efectuado previamente las tareas de medicin de parmetros elctricos y armnicas tanto de tensin como de corriente. Para mejorar el factor de potencia, en instalaciones donde existen cargas distorsivas en un porcentaje inferior al 20% del total de cargas presentes, se pueden utilizar capacitores para uso interior, o para intemperie de servicios liviano y pesado y bancos de capacitores del tipo convencional, tanto fijos como automticos. En el caso que se supere el 20% de cargas no lineales, pero inferior al 50%, generalmente los filtros antirresonantes cumplen satisfactoriamente su funcin de compensadores del factor de potencia y al mismo tiempo reducen a niveles aceptables la distorsin armnica total THD, quedando a cargo del proyectista la evaluacin del: grado de desintona adecuado, la potencia del equipo de filtrado fijo, y la potencia del equipo de filtrado automtico y el dimensionamiento de los escalones y pasos con que dispondr. Cuando las cargas no lineales superan el 50%, en la mayor parte de los casos se recurre a filtros sintonizados en los cuales el proyectista deber efectuar un dimensionamiento "a medida", teniendo en cuenta los siguientes aspectos:-Ordenes de armnicas, contando el filtro con tantas ramas de filtrado como armnicas se quiera filtrar.-Valor mximo de corrientes armnicas a filtrar, discrimando su orden.-Valor de THD requerido, el cual no deber superarse, recurriendo a un anlisis mediante simulacin de cargas, teniendo en cuenta las mediciones efectuadas, que en este caso sern objeto de un tratamiento mas exaustivo.

FILTROS ANTIRRESONANTES AUTOMTICOS:Estn equipados con:-Conjunto de Capacitores cilndricos antiexplosivos construidos con film de polipropileno total autorregenerable (MKP) y/o film de polipropileno mas papel metalizado (MPP) con sistema de proteccin por sobre presin y resistores de incorporados para cada uno de los pasos que integran el banco.-Un reactor antirresonante trifsico por paso construido con chapa de acero magntico de bajas prdidas, secado e impregnado con resina al vaco.-Contactores para cada paso, equipados con relevo trmico.-Fusibles de alta capacidad de ruptura para proteccin contra cortocircuitos en cada paso del equipo.-Rel controlador del factor de potencia microprocesado, con display indicador del cos fi y otras magnitudes elctricas, fcilmente programable desde el frente del equipo.-Gabinete adecuado para el grado de proteccin exigido por las condiciones ambientales donde el equipo ser instalado.-Cableado, barreado, morsetera de interconexin, forzadores de aire para ventilacin, accesorios, etc.

FILTROS SINTONIZADOSPor ser estos aparatos de diseo especial en funcin de las caractersticas de la carga a filtrar, requieren de un estudio mas detallado de todo el sistema, de modo tal de dimensionar con exactitud cada uno de sus componentes. Nuestro Departamento de Ingeniera, lo asesorar indicndole las mediciones preliminares a efectuar, los parmetros de aparatos que forman parte del circuito necesarios para el clculo, y los niveles de distorsin a los cuales se desea llegar mediante la instalacin de estos filtros.

BANCO DE CAPACITORESEs un dispositivo elctrico, formado por dos placas conductoras, separadas por medio aislante (aire, mica, etc.) y que al aplicarle una tensin almacena energa elctrica. Construccin. Los capacitores de Alta tensin estn sumergidos generalmente en lquidos dielctricos y todo el conjunto est dentro de un tanque pequeo, hermticamente cerrado. Sus dos terminales salen al exterior a travs de dos boquillas de porcelana, cuyo tamao depender del nivel de tensin del sistema al que se conectar. Funcin del capacitor en las Subestaciones: Funcin: una de las funciones ms importantes del capacitor, es de la de corregir el factor de potencia en lneas de distribucin y en Instalaciones Industriales, aumentando la capacidad de Y Transmisin de la lneas, el aprovechamiento de la capacidad de los transformadores y la regulacin de tensin en los lugares de consumo. Comportamiento. a) Con CD. Cuando se conecta a una fuente de CD. Se carga. El tiempo de descarga es variable de acuerdo a la resistencia de descarga. Su compartimiento ante la CD. Es de circuito Abierto, ya que hay circulacin de CD mientras se carga el capacitor, despus de cargado ya no hay circulacin de corriente. b) Con CA. su comportamiento ante la CA desde un circuito cerrado, que la CA. Se transmite a travs del capacitor. La corriente depende de la tensin aplicada y de la capacidad del capacitor. La capacidad del capacitor depende del grueso del aislante. El tipo del mismo y de la superficie de las placas. El capacitor no consume potencia.

Los bancos de capacitores con neutro flotante se pueden agrupar formando tres tipos diferentes de conexiones, utilizando en todos los casos, fusibles individuales en cada interruptor. Distancia de seguridad y conexin a tierra; despus de que se desenergize un banco de capacitores, se debe esperar 5 minutos antes de aproximarse a l. Esto es para permitir el tiempo suficiente a las resistencias de descargas internas en cada unidad de capacitor, para disipar la energa almacenada, Estas resistencias se disean para producir el voltaje a travs de unidades de capacitores individuales a menos de 50 V en 5 minutos sin embargo, se deben aplicar cables de tierra de seguridad a todas las fases para cortocircuitar y aterrizar el banco. En bancos de capacitores grandes, se instalan desconectadores de tierra permanentes para lograr lo anterior. Unidades de capacitadores abolsadas (abombadas); unidades excesivamente abolsadas indican una presin interna excesiva causada por un sobrecalentamiento y la produccin de gases durante una probable condicin de arqueo. Estas unidades deben ser manejadas cuidadosamente. Reenergizacin: al poner nuevamente un capacitor en servicio se debe verificar que todos los cortos y tierras que se instalaron durante el mantenimiento sean removidos. Esperar un tiempo de 5 minutos entre la reenergizacin de un banco de capacitores y la reenergizacin, que permita el tiempo suficiente para que se decipe la energa almacenada. Capacitores en paralelo En los sistemas de distribucin los capacitores se pueden instalar como unidades individuales de 25-50 KVars o en Bancos o de varios cientos de KVars. En subestaciones grandes de alta tensin la instalacin est formada por varios bancos cada uno entre los 100 y los 300 MVars, que sumadas darn un total de la estacin de 1000 Vars o ms. Al igual que los reactores en paralelo los capacitores en paralelo tambin se conectan y desconectan al sistema cuando es necesario.

Conexin de los bancos

SELECCIN DEL BANCO DE CAPACITORES Para realizar la seleccin de un banco de capacitores se deben elegir los capacitores en los rangos existentes normalizados. En las tablas 3 y 4 se presentan una lista de los valores de los bancos de capacitores ms comunes existentes en el mercado de acuerdo a su tensin, cabe resaltar que en relacin a las tensiones y tamaos de los capacitores, las diferentes fbricas producen equipos para tensiones normalizados ms utilizados por las empresas de electricidad, aunque tambin los fabrican para tensiones y tamaos especiales bajo especificacin del cliente. Sin embargo, los tamaos existentes en el mercado son muy numerosos y generalmente se fabrican tanto condensadores monofsicos como trifsico en incrementos de 5 kVAr hasta 50 kVAr, de 10 kVAr hasta 100 kVAr y en saldos de 50 kVAr hasta 300 kVAr. Tamaos mayores requieren pedidos especiales, en todo caso es importante destacar que la frecuencia de operacin de los condensadores debe ser 60 Hz.

BENEFICIOS DEL BANCO AUTOMTICO El banco automtico de capacitores genera una serie de beneficios tanto econmicos como tcnicos en la planta donde es instalado. Beneficios econmicos

Dentro de los beneficios econmicos proporcionados por el banco se tienen: Reduccin del monto del recibo de energa elctrica debido a que se eliminan las penalizaciones y se pueden obtener bonificaciones hasta del 2.5% de la facturacin. El consumo total de energa disminuye, incluyendo la demanda mxima. Si el banco es instalado correctamente puede generar ahorros del 3 al 6% del consumo total. El relevador Beluk tiene un programa de switcheo con el cual rota el uso de los contactores de forma que todos tengan un desgaste similar. Se evita el desgaste prematuro de los equipos por calentamiento excesivo provocado por la operacin con baja tensin. El banco requiere un mantenimiento mnimo. Su vida til es mayor a 15 aos por sus bajas prdidas y diseo a 80 C. Se suministra con todos los componentes necesarios y debidamente distribuidos para facilitar su instalacin.

Beneficios tcnicos

Los beneficios tcnicos derivados del uso del banco son: Se sigue al factor de potencia conforme vara la carga. Se disminuyen las prdidas por calentamiento en cables, motores y transformadores. Las grupos ms pequeos siguen de cerca al factor de potencia objetivo obtenindose una compensacin ms exacta de la potencia reactiva. Se evitan problemas por resonancia gracias a la desconexin automtica de los grupos en condiciones de carga baja. Se libera capacidad en los conductores y transformadores de la instalacin. Se mejora la regulacin de la tensin. Las resistencias individuales de descarga evitan riesgos para el operador del banco. El banco es 100% reparable en campo. Ventilacin por conveccin natural. Amplio espacio para instalacin. Tiene indicacin visual de falla de las celdas.

ESQUEMA DE PROTECCIONES DEL BANCO DE CAPACITORES, CONECTADO EN ESTRELLA FLOTANTE