Bancos automáticos: la opción para mejorar la calidad de la energía de forma segura.
Ver Glosario de siglas
● CSA: Canadian Standard Association, ‘Asociación Canadiense de Estándares’
● IEC: International Electrotechnical Commission, ‘Comisión Electrotécnica Internacional’
● MKK: Metal-Kapazität Kondensator, ‘condensador de capacitancia metálica’
● NA: normal abierto
● PCB: polychlorinated biphenyl, ‘bifenilo policlorado’
● RS: Recommended Standard, ‘estándar recomendado’
● THD: Total Harmonic Distortion, ‘distorsión armónica total’
● THDi: Total Harmonic Distortion, ‘distorsión armónica total de corriente’
● THDv: Total Harmonic Voltage Distortion, ‘distorsión armónica total de tensión’
● UL: Underwriters Laboratories
En todas las instalaciones eléctricas, las empresas distribuidoras de energía exigen al usuario tener un factor de potencia mínimo de 0,95 con el objetivo de que el suministro eléctrico sea más eficiente. Es por eso que, en algunas instalaciones con mayor consumo de potencia reactiva, es necesaria la instalación de equipos de compensación, porque de esta manera se logra mejorar las condiciones y el consumo de una instalación eléctrica.
El consumo o las cargas de una instalación pueden variar a lo largo del día, por lo tanto varía la demanda y el factor de potencia, lo que hace que el equipo de compensación deba suplir esas variaciones. Para estos casos, se recomienda la instalación de un equipo automático. Además de compensar de forma automática, evita el riesgo de conexión y desconexión de capacitores en forma manual de parte de personal no capacitado, realizando tales maniobras eléctricas en forma segura.
Estos equipos, además de brindar resultados positivos para la instalación eléctrica de un recinto, brindan beneficios en la distribución de media tensión, ya que favorecen la reducción del consumo de energía transportada y, en consecuencia, se reduce la necesidad de generación. Se produce un ahorro por menor generación de energía y por reducción de pérdidas de distribución. También mejoran el nivel de tensión en baja tensión.
En general, en un transformador, un banco automático que aporta la potencia reactiva necesaria para compensar resuelve de forma automática el problema de la sobredemanda de potencia estacional y la consecuente caída de la capacidad de suministro por bajo factor de potencia, precisamente, de esas cargas reactivas como, por ejemplo, durante la temporada de verano con los equipos de aire acondicionado.
El consumo o las cargas de una instalación pueden variar a lo largo del día, por lo tanto varía la demanda y el factor de potencia, lo que hace que el equipo de compensación deba suplir esas variaciones. Para estos casos, se recomienda la instalación de un equipo automático. Además de compensar de forma automática, evita el riesgo de conexión y desconexión de capacitores en forma manual de parte de personal no capacitado, realizando tales maniobras eléctricas en forma segura.
Estos equipos, además de brindar resultados positivos para la instalación eléctrica de un recinto, brindan beneficios en la distribución de media tensión, ya que favorecen la reducción del consumo de energía transportada y, en consecuencia, se reduce la necesidad de generación. Se produce un ahorro por menor generación de energía y por reducción de pérdidas de distribución. También mejoran el nivel de tensión en baja tensión.
En general, en un transformador, un banco automático que aporta la potencia reactiva necesaria para compensar resuelve de forma automática el problema de la sobredemanda de potencia estacional y la consecuente caída de la capacidad de suministro por bajo factor de potencia, precisamente, de esas cargas reactivas como, por ejemplo, durante la temporada de verano con los equipos de aire acondicionado.
Figura 1. Un banco automático resuelve el problema de la sobredemanda de potencia estacional sin intervención manual.
Para instalaciones con bajo contenido armónico (THD < 3%)
Los bancos automáticos de corrección del factor de potencia de marca Locia están construidos sobre un gabinete de acero metálico pintado de gris, listo para instalar en interiores o a la intemperie según las necesidades de la instalación.
Un regulador Epcos controla automáticamente las maniobras del equipo e indica el factor de potencia, tensión, potencia reactiva faltantes para el factor de potencia deseado, sobrecarga de armónicas en los capacitores y temperatura. Este regulador cuenta con alarmas y procedimientos de desconexión por sobretensión, por sobrecorrientes armónicas en los capacitores, por sobretemperatura, por compensación insuficiente y por microcortes de tensión. Además, tiene parámetros de control de tiempos de desconexión y descargas que puede programar el usuario.
El diseño de los equipos cuenta con una protección general y protecciones individuales, con diferentes valores de potencia por paso que logran el mayor número de escalones posibles.
Los capacitores Epcos cuentan con una protección interna por sobrepresión y una resistencia de carga individual. Pueden ser del tipo PhiCap, con aceite en su interior, o tipo PhaseCap, con gas inerte en su interior. Este último, a diferencia del PhiCap, se puede montar en forma vertical u horizontal.
Los contactores Epcos están especialmente preparados para maniobras capacitivas, con resistencia de preinserción que limitan la corriente de conexión.
Un regulador Epcos controla automáticamente las maniobras del equipo e indica el factor de potencia, tensión, potencia reactiva faltantes para el factor de potencia deseado, sobrecarga de armónicas en los capacitores y temperatura. Este regulador cuenta con alarmas y procedimientos de desconexión por sobretensión, por sobrecorrientes armónicas en los capacitores, por sobretemperatura, por compensación insuficiente y por microcortes de tensión. Además, tiene parámetros de control de tiempos de desconexión y descargas que puede programar el usuario.
El diseño de los equipos cuenta con una protección general y protecciones individuales, con diferentes valores de potencia por paso que logran el mayor número de escalones posibles.
Los capacitores Epcos cuentan con una protección interna por sobrepresión y una resistencia de carga individual. Pueden ser del tipo PhiCap, con aceite en su interior, o tipo PhaseCap, con gas inerte en su interior. Este último, a diferencia del PhiCap, se puede montar en forma vertical u horizontal.
Los contactores Epcos están especialmente preparados para maniobras capacitivas, con resistencia de preinserción que limitan la corriente de conexión.
Figura 2. Los capacitores Epcos incluyen protección interna por sobrepresión y resistencia de carga individual.
Para instalaciones con contenido armónico más elevado (THD > 3%)
Casi todas las cargas no lineales crean armónicos. Como ejemplos de estos tipos se puede mencionar la iluminación no incandescente, computadoras, suministros de energía ininterrumpida, equipos de telecomunicaciones, fotocopiadoras, cargadores de baterías y dispositivos con un convertidor de corriente alterna a continua de estado sólido. Distorsiones en la corriente provocan distorsión en el voltaje.
Los armónicos son inocuos a niveles bajos, pero a niveles muy altos pueden causar efectos no deseados como calentamiento en las líneas o perturbaciones en algunos equipos. Si bien no existe un límite firme, se recomienda que los sistemas generales no tengan más del 5% de distorsión armónica total de voltaje, y que el mayor armónico individual no supere el 3% del voltaje fundamental.
En la actualidad, las industrias han equipado sus instalaciones con componentes electrónicos para motores como, por ejemplo, arrancadores suaves y variadores de velocidad, que generan una distorsión armónica, por lo general, la quinta, y que son perjudiciales para los capacitores que no están equipados con reactores antirresonantes para filtrado de armónicas. Para estos casos, es necesario instalar un equipo automático que esté equipado con reactores para filtrado de distorsión armónica y capacitores con tensiones de 440/480 que soporten una sobreelevación de tensión.
Locia, junto con Epcos TDK, ofrecen equipos especialmente preparados para dichas situaciones. Estos equipos son los denominados reactores antirresonantes con filtrado de armónicos y cumplen un rol sumamente importante en lo que respecta a la calidad de la energía.
Los armónicos son inocuos a niveles bajos, pero a niveles muy altos pueden causar efectos no deseados como calentamiento en las líneas o perturbaciones en algunos equipos. Si bien no existe un límite firme, se recomienda que los sistemas generales no tengan más del 5% de distorsión armónica total de voltaje, y que el mayor armónico individual no supere el 3% del voltaje fundamental.
En la actualidad, las industrias han equipado sus instalaciones con componentes electrónicos para motores como, por ejemplo, arrancadores suaves y variadores de velocidad, que generan una distorsión armónica, por lo general, la quinta, y que son perjudiciales para los capacitores que no están equipados con reactores antirresonantes para filtrado de armónicas. Para estos casos, es necesario instalar un equipo automático que esté equipado con reactores para filtrado de distorsión armónica y capacitores con tensiones de 440/480 que soporten una sobreelevación de tensión.
Locia, junto con Epcos TDK, ofrecen equipos especialmente preparados para dichas situaciones. Estos equipos son los denominados reactores antirresonantes con filtrado de armónicos y cumplen un rol sumamente importante en lo que respecta a la calidad de la energía.
Figura 3. Reactores antirresonantes, una solución conjunta de Locia y Epcos TDK
Componentes del equipo automático
Reguladores:
- BR6000, con analizador hasta la armónica décimo-novena: mide V, I, F, P, Q, S, energía, THDv, THDi, temperatura. Registro de valores máximos. Registro de cantidad y tiempo de conexiones. Múltiples alarmas para supervisión. De seis y doce pasos.
- BR7000, con analizador hasta la armónica décimo-novena, con pantalla gráfica y numérica: mide V, I, F, P, Q, S, energía, THDv, THDi, temperatura. Registro de valores máximos. Registro de cantidad y tiempo de conexiones. Múltiples alarmas para supervisión. Doce pasos. Opcional: interfaz de comunicaciones RS 485 y protocolo Modbus
- BR4000: control inteligente, manejo guiado por menús en inglés, prueba de funcionamiento, gran rango de medición de voltaje, función de recuperación de valores registrados, operación de cuatro cuadrantes. De cuatro, seis y ocho pasos. Opcional: interfaz de comunicaciones RS 485 y protocolo Modbus 6 para modelos de seis y ocho pasos.
Cada equipo debe ser programado por un especialista altamente capacitado, quien realiza las pruebas apropiadas que garantizan el funcionamiento óptimo según la aplicación. En rigor, cuando el usuario adquiere el equipo, recibe una capacitación a fin de evitar malas maniobras de parte de personal no calificado.
Contactores:
- Contactor proveniente de India, con precontactos y resistencia atenuadora de las corrientes de inserción: indispensables para lograr una buena expectativa de vida de los capacitores y no perturbar la instalación con sobretensiones debidas a las maniobras. Vida eléctrica: 150.000 maniobras hasta 50 kVAr y 120.000 para potencias mayores. Certificación de seguridad: UL según norma UL 810. Tensión máxima de servicio: 690 V. Contacto auxiliar: uno NA. Tensión de bobina: 230 V - 50 Hz. Potencia: 10, 12,5, 16,7, 20, 25, 33, 40 y 60 kVAr.
- Contactor proveniente de Austria, con precontactos y resistencias atenuadoras de las corrientes de inserción: indispensables para lograr una buena expectativa de los capacitores y no perturbar la instalación con sobretensiones debidas a las maniobras. Vida eléctrica: 150.000 maniobras hasta 50 kVAr y 120.000 para mayores potencias. Certificación de seguridad: UL según norma UL 810. Tensión máxima de servicio: 690 V. Contacto auxiliar: uno NA. Tensión de bobina: 230 V - 50 Hz. Potencia: 12,5, 25, 50, 75 y 100 kVAr.
Reactores:
- Reactor de armónicos: máxima linealidad, control de temperatura mediante microinterruptor en bobina interior, mayor vida útil gracias a materiales de calidad alta, bajas pérdidas, gran capacidad de sobrecarga, dispositivo de seguridad, microinterruptor de temperatura, poco ruido. Potencia: 25 y 50 kVAr al 7%, 25 y 50 kVAr al 14%.
Capacitores:
- Capacitor PhiCap: protección del factor de potencia en forma individual y en bancos automáticos. Envase cilíndrico de aluminio con desconectador por sobrepresión. Encapsulado en resina, libre de PCB, con resistencia de descarga. Certificación de seguridad: UL según UL 810, certificación CSA 22.2 según IEC 60831-1/2. Tensión nominal: 400, 440, 480 Vca. Frecuencia: 50 Hz. Potencia: 5, 7,5, 10, 12,5, 15, 20, 25 y 30 kVAr. Categoría de temperatura: -40 a 55 °C. Servicio interior.
- Capacitor PhaseCap: protección del factor de potencia en forma individual y en bancos automáticos. Envase cilíndrico de aluminio con desconectador por sobrepresión. Capacitor trifásico de potencia autorregenerable tipo MKK impregnado en gas inerte. Libre de PCB, con resistencia de descarga. Certificación de seguridad: UL según UL 810. Tensión nominal: 400 o 440 V. Frecuencia: 50 Hz. Potencia: 5, 7,5, 10, 12,5, 15, 20, 25 y 30 kVAr. Categoría de temperatura: -40 a 55 °C. Servicio interior.
Los accesorios adicionales como, por ejemplo, seccionadores, protecciones individuales, ventiladores, termostatos, etc. varían según la marca, modelo y presupuesto.
Por Locia
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