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Banco de condensadores

BANCO DE CONDENSADORES Los Bancos de Condensadores son aptos para su utilización en Sub-estaciones de Baja y Media Tensión donde se desee compensar la Energía Reactiva (o Factor de Potencia) que consumen los motores eléctricos y las demás cargas. La compensación de energía reactiva mediante Bancos de condensadores se efectúa para no pagar energía reactiva al suministrador de energía eléctrica, para disminuir caídas de tensión, para minimizar pérdidas de energía, para ampliar la capacidad de transmisión de potencia activa en los cables; entre otras aplicaciones. En casos especiales los Bancos de condensadores también pueden funcionar como filtros de armónicos para lo cual es necesario insertar una inductancia en serie con cada paso de condensadores. Los valores de condensadores e inductancias se determinan realizando un estudio de calidad de energía del sistema eléctrico. Los Bancos de Condensadores pueden ser fijos o automáticos, dependiendo del diagrama de carga de energía reactiva, de la potencia a compensar, del nivel de tensión de la red eléctrica y del tipo de carga. Se fabrican para instalación interior bajo techo o para instalación a la intemperie.

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VENTAJAS Un buen factor de potencia es: Un cos ϕ alto (cercano a 1) o tg ϕ bajo (cercano a 0) Un buen factor de potencia posibilita la optimización de una instalación eléctrica y proporciona las siguientes ventajas: *No existen multas por energía reactiva. *Disminución en la potencia total en KVA. *Limitación de pérdidas de energía activa en cables gracias a la disminución en la corriente que se transmite en la instalación. *Mejora en el nivel de tensión al final de la línea. *Potencia disponible adicional en los transformadores de potencia si la compensación se desarrolla en las bobinas secundarias

Instalación de condensadores o bancos de condensadores Optimizar el factor de potencia de una instalación eléctrica consiste en darle los medios para producir una proporción variable de la energía reactiva que consume. Hay diferentes sistemas disponibles para producir energía reactiva, particularmente, adelantadores de fase y Condensadores de derivación (o Condensadores en serie para grandes redes de transportes). El Condensador se utiliza con mayor frecuencia gracias a: • Su nulo consumo de energía activa • Su costo de compra • Su fácil uso • Su vida útil (aproximadamente 10 años) • Sus bajos requerimientos de mantenimiento (dispositivo estático). El Condensador es un receptor compuesto de dos partes conductivas (electrodos) separadas por un aislador. Cuando se somete a este receptor a una tensión sinusoidal, la corriente resultante (capacitiva), se adelanta en 90º. En cambio, en el resto de los receptores (motores, transformadores, etc.) la corriente (inductiva), se retrasa en un ángulo de hasa 90º respecto a la tensión. La composición vectorial (inductiva o capacitiva) de estas corrientes reactivas, da como resultado una corriente reactiva por debajo del valor existente antes de la instalación de los Condensadores.

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Banco de condensadores En términos simples, se puede decir que las cargas inductivas (motores, transformadores, etc.) consumen energía reactiva, mientras que los Condensadores (receptores capacitivos) producen energía reactiva

NIVELES DE INSTALACIÓN Instalación general

Instalación Individual

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Instalación por sector

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FACTOR DE POTENCIA DE PRINCIPALES CARGAS

Las cargas que consumen la mayor cantidad de energía reactiva son:

- motores de carga baja Electricidad Industrial

-Maquina de soldar Página 5

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-Horno Eléctrico

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-Rectificador de potencia

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Bancos de Condensadores fijos

• La potencia reactiva suministrada por el banco es constante independiente de las variaciones del factor de potencia y de la carga de los equipos por lo tanto, del consumo de energía reactiva de la instalación. • Estos grupos se cambian: - ya sea de forma manual con un interruptor automático o un conmutador. - o de forma semiautomática con un contactor por control remoto. • Generalmente, este tipo de grupos se utiliza en los siguientes casos: -instalaciones eléctricas de carga constante que operan 24 horas al día - descarga de compensación de los transformadores. - compensación individual de motores.

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Banco de Condensadores con Regulación automática

• La potencia reactiva suministrada por el Banco se puede modificar de acuerdo con las variaciones del factor de potencia y de la carga, por lo tanto, del consumo de energía reactiva de la instalación. • Este tipo de grupo se compone de una combinación paralela de pasos del Condensador (paso = capacitor + contactor). Estos se cambian de ON a OFF con un controlador de potencia incorporado. • Generalmente, estos grupos se utilizan en los siguientes casos: - instalaciones eléctricas de carga variable. - compensación de los tableros de control o salidas principales.

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Componentes del banco de capacitores

Los bancos de capacitores fijos deben contener como mínimo los siguientes componentes: a) Interruptor de potencia. b) Capacitores. c) Fusibles. d) Cuchilla seccionadora de operación sin carga, para conexión aislada de tierra. e) Equipo de protección, control y medición (interruptores, fusibles de control, relevadores, transformadores de instrumento). f) Apartarrayos. g) Accesorios (conmutadores, lámparas de señalización, aisladores, soportes, zapatas conectoras, tornillería, entre otros). Los bancos de capacitores automáticos deben contener como mínimo los siguientes componentes: a) Interruptor de potencia. b) Capacitores. c) Reactor limitador de corriente de magnetización (inrush). (Este componente dentro de un banco de capacitores tiene la función de atenuar el transitorio en la onda de tensión, que se genera por la conexión y desconexión del banco de capacitores.) d) Desconectadores de cada paso del banco de capacitores. Electricidad Industrial

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Banco de condensadores e) Fusibles. f) Controlador de factor de potencia. g) Cuchilla seccionadora de operación sin carga, para conexión aislada de tierra. h) Equipo de protección, control y medición (interruptores, fusibles de control, relevadores, transformadores de instrumento). i) Apartarrayos. j) Reactor de filtro de armónicas antirresonante o filtros de armónicas (cuando aplique, ver numeral 8.1 de esta norma de referencia). k) Accesorios (conmutadores, lámparas de señalización, aisladores, soportes, zapatas conectoras, tornillería, entre otros).

La influencia de las armónicas en los Condensadores

• Scc (kVA): potencia de cortocircuito de la fuente • Q (kvar): potencia del banco de condensadores • P (kW): potencia de la carga que no interfiere La reactancia del Condensador

Es inversamente proporcional a la frecuencia, su curva es recíproca y su habilidad de bloquear corrientes armónicas disminuye considerablemente al disminuir la frecuencia.

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Banco de condensadores Consecuentemente, las corrientes armónicas ubicadas en frecuencias altas se desvían hacia el Condensador, así, el Condensador actúa como una “bomba” armónica. Para evitar que el Condensador se dañe, es obligatorio protegerlo con un reactor desintonizado.

TABLA DE CÁLCULO PARA LA POTENCIA DEL CONDENSADOR Con la potencia de una carga kW, esta tabla se puede utilizar para encontrar el coeficiente K para calcular la potencia de los Condensadores. También proporciona la equivalencia entre cos ϕ y tg ϕ.

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