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COMPENSACION DE LA ENERGIA REACTIVA
FINALIDAD
La potencia reactiva es una potencia que no se puede transformar en potencia útil pero que es necesario generar y transportar. La tarifa eléctrica penaliza el consumo de reactiva. Una forma de solucionarlo es generar la potencia reactiva en el punto de consumo para reducir su consumo de la red, siendo necesario cuando las cargas son en su mayor parte inductivas (motores, transformadores, lámparas de descarga, hornos de inducción, etc). La compensación se realiza generalmente mediante condensadores estáticos en BT (en la mayoría de instalaciones industriales) o en MT (en grandes instalaciones).
El factor de potencia ideal es la unidad: cos (y)=1; cuanto menor sea por debajo de 1, peor será el rendimiento tanto energético como económico de la instalación. Cuando la carga es puramente resistiva, tensión e intensidad están en fase (ángulo (y)=0 => cos(0)=1). Los motores y bobinas provocan el desfase entre tensión e intensidad aumentando el ángulo de fase (y) y disminuyendo el cos (y), con lo que la potencia también es menor al ser directamente proporcional al factor de potencia. Si tal desfase es elevado hay que compensarlo introduciendo condensadores en la instalación para obtener un factor de potencia o cos(y) lo más próximo posible a la unidad.
METODOS
Compensación individual: el condensador se conecta directamente a los bornes de la carga.
Compensación centralizada: se realiza la compensación para el conjunto de la instalación mediante conexión-desconexión de varios condensadores en función de la demanda de potencia reactiva en cada momento. Es preferible cuando hay gran cantidad de pequeñas cargas con potencias diversas.
Compensación en grupo: la compensación se realiza por grupos de cargas.
Generalmente la compensación se realiza con baterías de condensadores, aunque también se puede realizar con compensadores síncronos. Aunque la regulación del primer método se realiza por escalones, sin posibilidad de tener una capacidad variable que se adapte exactamente a la demanda en cada momento, presenta algunas ventajas respecto a este último. En cualquier caso la elección ha de basarse tanto en factores técnicos como económicos.
La compensación centralizada o en grupo conviene cuando hay que compensar una gran cantidad de cargas pequeñas. Se reduce el coste del recibo de la energía consumida, aunque no reduce el coste de la instalación: cuanto menor es el factor de potencia mayor es la intensidad y la sección del cable necesario en consecuencia. Ahora bien, en caso de hacerse una compensación individual, la potencia de condensadores a instalar resultaría superior a la de compensación centralizada o en grupo.
CALCULO
El cálculo de la potencia reactiva necesaria se puede determinar en fase de proyecto o con la instalación en funcionamiento. En el primer caso se utilizan fórmulas de potencia, coeficientes de simultaneidad, indices de carga de los motores, etc.
Cuando la instalación está funcionando se determina a partir de la medida real de los factores que intervienen en el cálculo: por ejemplo, mediante contadores o registradores de reactiva. También se puede determinar a partir de la lectura del contador de activa y mediante las facturas de energía eléctrica.
Determinación del factor de potencia en instalación: anotar al mismo tiempo la lectura de los contadores de activa y de reactiva. Al cabo de un tiempo volver a anotar tales lecturas. La diferencia entre ámbas indica los consumos de tales energías. Así: tg(y) = consumo E reactiva / consumo E activa => obtención del ángulo (y) => obtención del cos (y) o factor de potencia.
Energía activa = (1,732 * U * I * cos
(y)) / 1000 * h (KWh)
U: tensión (en Voltios)
I: intensidad (en Amperios)
h: horas
Para escoger el equipo de compensación adecuado, en general es suficiente con conocer la potencia reactiva (KVAr) en cuestión así como la tensión (V) y la frecuencia de la red (Hz).
Valor de la capacidad del condensador: C = (10^9 * KVAr) / (6,28 * f * U^2)
C: capacidad en
microfaradios
KVAr: energía reactiva a
compensar
f: frecuencia de la
red
U: Tensión (V)
Cuanto mayor sea U, menor será la capacidad del condensador, por lo que habitualmente su conexión se realiza en triángulo. En conexión estrella, la capacidad del condensador necesario resultaría el triple que en conexión triángulo.
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