CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA:
Relé de Control de 12 pasos – Cortesía de FARAKO
Relé de Control de 12 pasos – Cortesía SCHNEIDER
La corrección del factor de potencia es un proceso utilizado para mejorar la eficiencia y la calidad de la energía eléctrica en un sistema. El factor de potencia es una medida de qué tan eficientemente se utiliza la energía eléctrica en un circuito. Un factor de potencia bajo indica que hay una cantidad significativa de energía reactiva en el sistema, lo que puede resultar en un desperdicio de energía y una carga adicional para la red eléctrica. El factor de potencia es una medida de la eficiencia con la que la corriente eléctrica es utilizada por un dispositivo o sistema. Para corregir el factor de potencia inductivo, se utilizan capacitores. Los capacitores son componentes eléctricos que pueden almacenar y liberar energía reactiva. Al conectar los capacitores en paralelo con la carga inductiva (como motores o transformadores), se compensa la energía reactiva generada por dicha carga, lo que resulta en una mejora del factor de potencia. . Estos bancos de capacitores se dimensionan adecuadamente según las necesidades del sistema y se conectan de manera que proporcionen la corrección del factor de potencia requerida.
Existen tres métodos comunes para corregir el factor de potencia:
Compensación Central: cuando se efectúa a un nivel cercano al punto de medición y por lo general se instala un banco de condensadores con un sistema de control (Relé de Control) de varios pasos para conectar o desconectar los condensadores necesarios para compensar los KVAR reactivos que en ese momento se consumen. Es necesario hacer un estudio previo para conocer la magnitud de esos pasos.
Compensación local: se compensan los KVAR reactivo en forma local e individual; es decir cada carga se compensa individualmente justo en el momento en que están en funcionamiento (cuando la carga se desconecta, también lo hacen los condensadores asociados). En caso de grandes cargas con bajo F.P. que esté muy alejadas es conveniente la compensación local porque disminuye las pérdidas también en sus alimentadores y circuitos ramales.
Compensación en grupo: es igual a la compensación individual pero para un grupo de cargas cercanas conectadas a un mismo Tablero.
Tipos de compensación reactiva
Debemos tratar de llevar al factor de potencia lo mas cercano a la unidad (100%) o sea disminuir al máximo la carga reactiva. Las Empresas de Distribución de energía eléctrica penalizan a aquellos suscritores que tienen sus Factores de Potencia por debajo de 0,95 (95%) en el Punto de Medición,.
Analogía con el vaso de cerveza.
Elementos necesarios para la compensación de reactivos.
La corrección del factor de potencia tiene varios beneficios, que incluyen:
- Reducción de las pérdidas de energía en los cables y los equipos eléctricos.
- Aumento de la capacidad de carga en los sistemas eléctricos existentes.
- Reducción de las penalizaciones por baja eficiencia energética.
- Mejora de la calidad de la energía eléctrica suministrada.
Es importante destacar que la corrección del factor de potencia debe realizarse con precaución y siguiendo las recomendaciones de un profesional capacitado, ya que un exceso de compensación puede llevar a un factor de potencia sobrecorregido, lo que puede ser igualmente perjudicial para los equipos eléctricos y la red.
En resumen, la corrección del factor de potencia es un proceso importante para mejorar la eficiencia y reducir los costos en un sistema eléctrico. Se realiza mediante la instalación de capacitores adecuados que compensan la energía reactiva y mejoran el factor de potencia.
Compensación de Potencia Reactiva Inductiva con Capacitores
TABLA PARA EL CÁLCULO RÁPIDO DE COMPENSACIÓN:
Supongamos que conocemos la Potencia Activa (KW) y su actual Factor de Potencia. Buscamos el factor de potencia actual en la columna de la izquierda, seguimos esa fila hacia la derecha hasta llegar a la columna que coincida con el Factor de Potencia deseado y el valor que hay en la casilla de intersección de esa fila con esa columna nos da en valor de k.
Los KVARn que hay que agregar a la carga para llegar al Factor de Potencia deseado va a ser igual a los KW multiplicados ese factor k.
KVARn = KW x K
Por ejemplo: si tenemos una carga con P=100 KWcon un Factos de Potencia de 0,7 (70%) y queremos llevarlo a un F.P.=0,95
Buscamos en la primera columna (Factor de Potencia actual) el valor de 0,7 y siguiendo esa fila llegamos a la columna de 0,95 (Factor de Potencia deseado F) y el valor de esa casilla es 0,691.
Entonces los KVAR a agregar es: Q=k x P = 100 x 0,691 = 69.1 KVAR
MÉTODO GRÁFICO:
Método gráfico para calcular el factor k
FACTOR DE POTENCIA EN PRESENCIA DE ARMÓNICOS EN EL SISTEMA:
Cuando hay presencia de armónicos en la corriente o la tensión, el factor de potencia puede afectarse. Los armónicos son componentes de frecuencia múltiple de la frecuencia fundamental de la señal eléctrica. Se generan debido a la distorsión de la forma de onda de corriente o tensión, generalmente causada por cargas no lineales como convertidores electrónicos, rectificadores, inversores, entre otros.
Cuando hay armónicos presentes, se produce un flujo de energía reactiva adicional debido a la distorsión de la forma de onda. Esto puede resultar en una disminución del factor de potencia, lo que significa que la potencia reactiva aumenta en relación con la potencia activa.
El factor de potencia se puede calcular en presencia de armónicos utilizando técnicas de análisis de armónicos, como la descomposición de la señal en componentes armónicos y el cálculo de la potencia activa y reactiva para cada componente armónico. Luego, el factor de potencia total se calcula sumando todas las potencias activas y dividiendo entre la potencia aparente total.
Es importante tener en cuenta que el impacto de los armónicos en el factor de potencia puede variar según la magnitud y la frecuencia de los armónicos, así como la configuración y características del sistema eléctrico en particular. En casos extremos, los armónicos pueden causar una distorsión significativa y desfavorable en el factor de potencia, lo que puede requerir medidas correctivas, como el uso de filtros de armónicos o la implementación de dispositivos de corrección del factor de potencia.
Pronto haremos una Publicación referente a los ARMÓNICOS presente en las Redes Eléctricas y su forma de mitigación.
BIBLIOGRAFÍA:
– WEG – Corrección del Factor de Potencia.
– Power Factor correction – The basics – by Power Studios
–Power Factor correction and Harmonic filtering in Electrical Plants – QT papers.
–Manual of Power Factor correction – by FARAKO
–FUNDAMENTOS TEÓRICOS: Factor de Potencia – Publicada por Universidad Nacional de La Plata
–Compensación de Energía Reactiva – SCHNEIDER
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