Compensacinde energa reactiva

IntroduccinLa utilizacin de EE distribuida mediante redes de c.a, para fines industriales, comerciales o residenciales, lleva implcita la existencia de campos magnticos en motores, reactancias de las lmparas de descargas o tubos fluorescentes, etc.

Tales campos magnticos requieren de la red de alimentacin una cierta potencia reactiva (kVAR)

Tipos de cargaTodo usuario de EE tiene un cierta tensin de alimentacin que aplicada a la carga, dar una cierta corriente. Ambas magnitudes pueden representarse mediante fasores que tendrn entre s un cierto ngulo o desfasaje, que depender del tipo de carga:

Resistiva pura = 0Inductiva pura = -90Capacitiva pura = + 90

Corriente alterna - Distintos tipos de cargas

UIIpIsIqDiagrama vectorial de corriente

U : Tensin de redIs : Corriente aparenteIP : Corriente activaIQ: Corriente reactivaIs :IP2 + Iq2UIqIsIPjDiagrama vectorial

US : Potencia aparente P : Potencia activaQ : Potencia reactiva

S : P2 + Q2jQSPP : S. cos jQ : S. sen jDiagrama de potencia

Perjuicios tcnicos de un mal factor de potenciaMal aprovechamiento de las mquinas y redesMayores prdidas de energaen cables y transformadoresMayores cadas de tensin enlas lneas

1o _ Mejor aprovechamiento de mquinas y redesDesaprovechamiento

MIQ = k. I2 RL2do _ Menores prdidas en las lneasRLQMayores prdidas

3o _ Menores cadas de tensinMRLU1U2D U = I. RLMayor cada de tensin

Compensacin

P : Potencia activaQ1 : Potencia reactiva antes de compensarQ2 : Potencia reactiva compensadaQc : Potencia reactiva compensadoraS1 : Potencia aparente antes de compensarS2 : Potencia aparente compensadaj1 : Angulo de fase antes de compensarj2 : Angulo de fase tras la compensacinj2Q1S2Pj1Q2QcS1 Diagrama de potencia - Compensacin

400 V13,2 kVIpIqMAcometida de la red

PQAhorroContador deenerga activaContador deenerga reactivacapacitoresde compensacinSuministro de energa reactiva S

Instalacin nuevaQc ~0,5 Pcos j ~0,9Determinacin del cos j existente

0.09 0.120.180.250.370.550.751.101.502.203.004.005.507.5011.0015.0018.5022.0030.0037.0045.0055.0075.0090.00110.00132.00200.00250.00315.00355.00400.00500.00630.000.81 0.810.810.790.810.840.850.820.850.860.880.840.850.850.850.870.890.890.900.900.910.900.910.900.900.910.92

0.740.750.750.750.760.780.800.810.820.820.810.800.830.830.850.850.840.850.860.860.870.860.860.860.870.870.870.880.66

0.670.720.720.720.750.750.760.730.750.750.760.730.760.830.830.830.850.850.860.670.640.620.640.750.750.750.750.750.730.730.730.730.730.750.780.800.810.820.820.830.820.830.830.830.82PNkW4 polos1500 1/min6 polos1000 1/ min8 polos750 1/min2 polos3000 1/min0.81Factor de potencia en funcin de la potencia y velocidad del motor

0,860,850,83

0,800,780,76

0,750,730,71

0,690,670,66

0,650,630,61

0,590,580,56

0,550,540,520,500,900,890,88

0,860,850,84

0,830,810,80

0,790,770,76

0,750,740,72

0,710,700,69

0,680,670,630,62

0,920,910,90

0,890,880,87

0,860,850,84

0,830,820,81

0,800,790,78

0,770,760,75

0,740,730,720,710,920,910,90

0,890,880,87

0,860,860,85

0,840,830,82

0,810,800,80

0,790,780,78

0,770,770,760,76

0,50,75 In1,25Factor de potencia en funcin del estado de carga del motor

Medicin por cofmetro(instantneo)Medicin mediante contador de energaactiva y ampermetro (breves perodos)Medicin por contador de energa activa ycontador de energa reactiva (perodo prolongado)Da el promedio de un perodoInstalacinen servicioDeterminacin del cos j existente

Potencia activa con contadorP =vueltas . 60cte. medidor[ kW]Potencia aparente con ampermetro

jSQPtg.j =QP=7460 kVArh7050 kWh= 1,058cos j = 0,687

7050 kWh 21 das 168h 42kW8hs

Para cos j2 = 0,942 kW x 0,54 = 22,7 kVAr ~ 25 kVAr=Caso No 1

Factor de potencia deseada cos j20,400,450,500,550,600,650,700,750,800,850,900,920,890,870,830,800,760,710,660,600,530,442,291,991,731,521,331,171,020,880,750,620,482,291,991,731,521,331,171,020,880,750,620,482,091,791,531,321,130,970,820,680,550,420,282,001,701,441,231,040,880,730,590,460,330,191,931,631,371,160,970,810,660,520,390,260,121,861,561,301,090,900,740,590,450,320,190,051,811,511,251,040,850,690,540,400,270,141,671,371,110,900,710,550,400,260,131,541,240,980,770,580,420,270,131,411,110,850,640,450,290,141,270,970,710,500,310,15cos j1sin jtan j1tan j1 - tan j 21,000,980,960,940,920,900,850,800,750,70Factor de po-tencia exis-tente

Determinacin de la potencia reactiva necesaria para compensar de cos j 1 a cos j 2

tg.j =QP=95.030 kVArh167.500 kWh = 0,567cos j = 0,869

167.500 kWh 27 das 324hs 517kW12hs

Para cos j2 = 0,9de grfico ~ 40 kVArjQPCaso No 2

Compensacinpor gruposCompensacinindividualCos jCompensacincentralizadaTipos de compensacin

Variacin de carga y su compensacinAlcanceRegulacinA

B

Cfija

automtica/ manual

automticaCBA

Variacin de carga y su compensacinAlcanceRegulacinA

B

Cfija

automtica/ manual

automticaCBAPuede ser media tensin

a) Transformadores de potenciasegn tablas de fabricanteb) Lmparas de descargasegn fabricantec) Motores90% de la corriente de vacoCompensacin fija individual

HQL 400W = c/u 3,25 Acompensado 2,15 A D = 51% ms corriente

51% ms seccin de cable

50801252504007001000

50701001502504001000

35507015025040010002000

20003500

Vapor de mercurioVapor desodioalta presinVapor de mercuriohalogenado220220220380TipoPotenciaLmpara W Tensinde red WCapacidad paracos j = 0,95 a 50 Hz mF78101625406081012203245100

6101020323680125

45100 Tabla de capacidades para compensar el factor de potencia en paralelo a la red

Variacin de carga y su compensacinAlcanceRegulacinA

B

Cfija

automtica/ manual

automticaCBA

Slo para cargas constantesMMMMCompensacin fija por grupos

MU1IU2U1U2II. RI. v. Lj1j2LRCorrectamente compensado

MU1I U2U2IU1I. RI. v. Lj1j2CLRSobrecompensacin