Para calcular el Cosphi de la instalación se necesita disponer de los datos relativos a los consumos de Energía Activa (kWh) y Energía Reactiva (kVArh), o bien de Potencia Activa (kW) y Aparente (kVA).
Dichos valores se encuentran en la factura de energía eléctrica o mediante un análisis de red.
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Para definir la potencia reactiva necesaria de un Cuadro automático es indispensable disponer de:
• Potencia Activa (kW)
• Cos inicial φ (también se puede deducir de la Energía Activa y Reactiva consumida, véase arriba)
• Cos φ deseado
Fórmula: Q = P * k
• Q: Potencia reactiva necesaria (kVAr)
• P: Potencia Activa (kW)
• K: coeficiente Cos φ de tabla apartado 1
Ejemplo
Sistema con potencia activa 650 kW y Cos φ inicial 0,75, Para pasar a 0,95.
¿Potencia reactiva necesaria?
500 kW *0,553 (coeficiente K para Cosphi de 0,75 a 0,95)
= 276 kVAr
Recomendamos sobredimensionar la potencia reactiva requerida en un 15-20 % para mantener un Cos φ medio de 0,95 incluso con cambios de carga y/o futuras ampliaciones.
Compensación de los Trafo MT/bt
Por razones económicas, es aconsejable compensar la potencia reactiva que el Transformador absorbe por la magnetización del núcleo y por las reactancias de los bobinados.
La elección de la potencia reactiva se puede hacer de acuerdo con la tabla anexo 2.
Compensación de los Motores Asincrónicos
La potencia reactiva necesaria para la compensación de los Motores asíncronos se elige de la tabla (clic) anexo 2.
En tales situaciones, siempre es aconsejable tener en cuenta la posible autoexcitación de los condensadores, por lo que se prefiere la instalación de un panel automático a uno fijo.
Es siempre aconsejable tener en cuenta el posible funcionamiento del Motor como Generador autoexcitado, lo que puede dar lugar a tensiones considerablemente superiores a la tensión de red.
La corriente del T.C. debe elegirse en función de la corriente circulante en la instalación de manera independiente de la potencia en kVAr de la compensación y de la potencia disponible. Un justo equilibrio consiste en elegir un T.C. con una corriente doble con respecto a la que circula normalmente en la instalación. Tener presente que la sensibilidad del regulador consigue controlar hasta un mínimo del 5% de la corriente del T.C. Ej: potencia disponible 150 KW – potencia circulante 110 KW (aprox.165 A en red a 400 V 50 Hz. ) , elegir un T.C. con un valor variable de 300 a 350 A.
El T.C. debe colocarse en la entrada, tanto de las cargas como de la alimentación al cuadro de compensación. En definitiva, el T.C. debe ser capaz de ‘sentir’ tanto la carga inductiva como la potencia capacitiva de los condensadores.
Por comodidad de instalación indicamos que en nuestros cuadros, el T.C. se inserte en la fase R y que en la conexión al cuadro de compensación se respete la secuencia de fases R-S-T-. En realidad, el T.C. se puede colocar en una de las tres fases. La fase elegida DEBE fijarse al terminal R del seccionador de compensación.
Consultar las Instrucciones del Manual de uso y mantenimiento, que pueden descargarse de la Sección Download
El Regulador no se enciende
• Controlar los fusibles internos
• Controlar que el conector esté bien conectado
• Controlar la tensión en los terminales de alimentación
Las baterías de los condensadores no están colocadas
• Controlar los fusibles internos
• Controlar que el conector esté bien conectado
• El T.C. está conectado a los cables que alimentan el cuadro de compensación No «siente» la corriente inductiva de la carga.
• Verificar que el cosφ indicado en la pantalla sea < a aquel configurado
• Verificar que Δkvar sea superior al valor de la primera batería.
Ejemplo
cosφ indicado en la pantalla 0,72
Δkvar 3,7
Primera batería de compensación 5 kvar
el cuadro no se conectará
El valor del cosφ no varía al colocar las baterías.
• El T.C. se inserta solamente en la carga, no «siente» la capacidad de los condensadores.
• Los fusibles auxiliares o los de potencia de las baterías de los condensadores están interrumpidos.
El Regulador conecta todas las baterías pero el valor de cosφ no llega al set point configurado.
• Los fusibles auxiliares o de potencia de las baterías de los condensadores están interrumpidos.
• La potencia del cuadro es inferior a la necesaria.
• Verificar la corriente de las baterías de compensación, podrían haber perdido capacidad.
A01 sub-compensación
• Los fusibles de potencia de las baterías de los condensadores están interrumpidos.
• La potencia del cuadro es inferior a la necesaria.
• Verificar la corriente de las baterías de compensación, podrían haber perdido capacidad.
A02 sobre compensación
• El T.C. está conectado a la fase R pero el cable está fijado a una fase diferente (S o T).
• Se eligió situar el T.C. sobre una fase diferente (S o T) pero la misma no está fijada al terminal R del seccionador del cuadro de compensación.
• El cosφ real de la instalación es > que el set point configurado. (Presencia de cargas resistivas - condensadores en la instalación - fotovoltaica)
A03 corriente demasiado baja
• El T.C. registra una corriente inferior al 5% del primario.
• El circuito del T.C. está interrumpido
• El T.C. está conectado a la línea que alimenta el cuadro de compensación
• El T.C. está averiado
A12 mantenimiento (PCRL…), A20-21-22 mantenimiento (PCRJ..)
El cuadro sigue funcionando con regularidad. Consultar la relativa adenda en los respectivos manuales.
Si es real que en instalaciones de gran potencia es más probable encontrar fenómenos armónicos, no es real que en usuarios con cargas pequeñas esto se excluya completamente.
Las armónicas son el principal enemigo del condensador dado que, si los valores de THDi y THDv son elevados, afectarían notablemente la vida útil del Cuadro, afectando el payback del cliente y provocando daños considerables.
Por lo tanto, es oportuno tener en cuenta los tipos de carga presentes en la instalación, considerando la instalación de un Cuadro estándar (para redes con contenido armónico bajo) o un cuadro “Detuned”, es decir dotado de filtros armónicos debidamente sintonizados para proteger los condensadores de fenómenos armónicos y así evitar el riesgo de resonancia. Un Análisis de red permite verificar la presencia o no de dichos fenómenos (véase ¿Qué importancia tiene una análisis de red?)
Para elegir la corriente nominal del interruptor en la entrada del cuadro de compensación (así como del dispositivo general del cuadro) es necesario basarse en la corriente absorbida por el cuadro de compensación de servicio continuo (Inc) para la tensión y la frecuencia nominales.
La norma CEI EN 60831-1 (CEI 33-9) prescribe que los condensadores funcionen a régimen con una corriente de valor eficaz igual a 1,3 Inc, para tener en cuenta el efecto combinado de las armónicas y de posibles sobretensiones. Además, dado que es necesario tener en cuenta tolerancias del 10% en los valores de las capacidades, esto añade una sobrecorriente igual a
1,1 x 1,3 Inc = 1,43 Inc
La corriente nominal del interruptor en la entrada, In, deberá ser mayor o igual a 1,5 Inc.
Los condensadores, en el momento de su conexión, absorben una corriente superior a la nominal. La calibración de los relés magnéticos del interruptor en la entrada debe tener en cuenta la sobrecorriente de inserción.
En general se adaptan relé magnéticos calibrados para 10 veces la corriente nominal de la batería.
* Inc es la corriente nominal del cuadro de compensación.
Con respecto a la elección de la sección de los cables de conexión entre interruptores en la entrada y los cuadros de compensación, es necesario elegir cables con una capacidad superior a un valor de corriente de:
1,5 Inc
Al establecer la sección adecuada es necesario consultar los catálogos de los principales fabricantes de cables teniendo en cuenta el tipo de colocación y la posible presencia conjunta,en el mismo conducto, de varios circuitos.
* Inc es la corriente nominal del cuadro de compensación.
Las distancias que los cuadros de compensación deben mantener con respecto a las paredes de los locales y/o de otros cuadros eléctricos son:
• 40 cm de las paredes y otros cuadros para garantizar el flujo de aire correcto dentro del cuadro y evitar sobrecalentamientos durante el funcionamiento que pudiesen causar un envejecimiento precoz de los componentes internos y que produjesen averías en los componentes, cortocircuitos, etc.
• Por otro lado, para garantizar la abertura correcta de la puerta del cuadro es necesario garantizar una distancia de la misma igual a su ancho. El mantenimiento de los cuadros puede realizarse extrayendo los cajones del frente, sin embargo, si es necesario entrar en la parte trasera del cuadro, será necesario mantener una distancia de 80 cm de la parte posterior con respecto a los otros cuadros eléctricos o con respecto a las paredes del local.
La potencia en kVAr de un Cuadro de compensación, ya sea estándar o especialmente “Detuned”, SIEMPRE debe estar referida a la tensión de la red sobre la cual se haya instalado. No tiene ninguna base técnica que se refiera la potencia a la tensión de los condensadores,sólo se crea confusión, ya que refiriendo los kVAr a una tensión más elevada, la potencia será mayor que aquella referida a la tensión de la red. Sin embargo, una vez que el Cuadro se instala se obtendrá un déficit en % de potencia en función de la tensión de la red y de los condensadores tabla apartado 3 TELEGROUP, independientemente de la tensión de los Condensadores, refiere siempre las potencias en kVAr a la tensión de red.
Las tensiones de los condensadores estandarizados a nivel mundial son 440 V, 460 V, 480 V, 525 V, 690 V y 800 V.
Sin embargo la tensión, si bien es un parámetro de primera importancia, no representa para nada la unidad de medida para comprobar la calidad de un Condensador. Es real que un condensador de 690 V es más robusto que uno de 440 V, pero todo depende de dónde está funcionando el condensador.
En una red estándar a 400 – 415 V (± 10 %), con THD alrededor del 15 % o inferior, no tiene ningún sentido instalar un Condensador con tensión de 500 o 525 V, ya que un c
ondensador de calidad con tensión 440 o 460 V, es capaz de funcionar perfectamente.
De forma paralela, en una instalación con presencia medio-alta de THD, no es absolutamente suficiente y técnicamente correcto utilizar Condensadores de tensión más elevada para hacer frente a las armónicas pero, como lo impone la normativa IEC, es necesario instalar filtros armónicos debidamente sincronizados.
Véase Lista cosphi típicos apartado 4
Normalmente la amortización de un Bateria no es superior a 24 meses desde la instalación.
Véase Compensación: Intro y beneficios
Véase Tecnologías de Condensadores apartado 5
Véase Condensadores de Nitrógeno apartado 6
El análisis de red, en especial en instalaciones complejas y de gran potencia, representa sin duda el paso fundamental para establecer todos los valores para obtener el correcto dimensionamiento de un Cuadro de Compensación.
En particular además del análisis de tensión, corriente, frecuencia y cosphi, se pueden identificar con seguridad los valores de THD de tensión y corriente para los tres tipos armónicos prioritarios (3°, 5° y 7°), con la finalidad de evaluar el mejor tipo de cuadro a proponer, además de la posible identificación y medición de las cargas/maquinarias particulares con potencia elevada, para las cuales es necesaria una compensación distribuida.
TELEGROUP, a través de sus técnicos, presta desde hace años este servicio en los establecimientos de sus clientes finales, especialmente en el sector de la industria pesada.
Véase Compensación en presencia de sistemas de co-generación apartado 7
Véase Módulos tiristores