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Solución a la Energía Reactiva Capacitiva e Inductiva
- 1. Presentado por: Luis Vargas T. La Calidad a tus Servicios
- 2. Introducción • El proceso productivo tanto en el sector Industrial como Comercial se basa principalmente en el consumo de la energía, pero…. ¿Sabia usted, que muchas industrias y/o comercios no saben que tipo energía consumen y cuales les están causando daños tanto técnico como económico? Si te interesó, te seguiremos contando…
- 3. En todo proceso productivo al iniciar el funcionamiento de nuestras cargas, estas generan 3 tipos de energía. Energía Activa: Es la energía útil o de trabajo que se consume para realizar la producción. Energía Reactiva: Es la energía que no tiene beneficio alguno, pero que es necesaria. (?) Energía Aparente: Es la resultante entre las 2 Energías (Activa y Reactiva) y se le denomina aparente.
- 4. Para empezar a comprender sobre el tema, miremos un poco las cargas que tenemos dentro de vuestra planta (Luminarias, centros de computo, motores, compresores, bombas, etc). Resulta que, estos equipos en su interior crean un campo magnético y/o eléctrico, estos a la vez generan y/o consumen una energía llamada “ENERGIA REACTIVA”, una parte de esa energía se mantiene en la carga para mantener el campo, el resto retorna hacia el sistema eléctrico. Con esto vamos entendiendo porque la Energía Reactiva no genera ningún benefició, pero es necesario. ¿COMOSE PRODUCE LA ENERGÍAREACTIVA?
- 5. Energía reactiva inductiva vs capacitiva Debemos saber que existen 2 clases de “Energía Reactiva”: Energía Reactiva Inductiva: Es la energía producida por el campo magnético y ello se consume en las cargas que poseen bobinados como los motores y su sentido es ( ). Energía Reactiva Capacitiva: Es la energía producida por el campo eléctrico y ello lo encontramos en las cargas que tienen condensadores o algún como los equipos electrónicos y su sentido es ( ). PD: Las 2 energías tienen un sentido opuesto, si las 2 energías se encuentran en el sistema se va a generar una resultante.
- 6. Cuando se genera la resultante de Energía Reactiva en el sistema por requerimiento de vuestras cargas, tenemos que precisar que se genera un factor muy importante que es el cos(Ø) o “Factor de potencia de desplazamiento” (FPD). 𝐹𝑃𝐷 = 𝐶𝑂𝑆 ∅ = 𝐸𝐴𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 𝐸𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 PD: El FPD es un factor que nos indica que tan eficiente esta vuestro sistema, según nuestras normas para que un sistema eléctrico sea eficiente el FPD debe ser superior a 0.96. 𝐸𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝐸𝐴𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 2 + 𝐸𝑅𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎2
- 7. EnergíareactivaINDUCTIVA En este apartado, te contaremos las consecuencias que nos trae el consumo de la energía Reactiva inductiva en vuestra planta y su solución.
- 8. PROBLEMAS TECNICOS Como ya se explicó la energía Reactiva esta muy ligada al “Factor de Potencia de Desplazamiento” y un bajo FPD nos genera: • Perdidas de Energía y de aislamiento en los conductores por el aumento de corriente. • En los Transformadores genera sobre carga y perdidas de aislamiento por efecto térmico. • Incremento en la caída de Tensión, los cuales pueden pasar los estándares indicados en la NTCSE y generar posibles daños en equipos electrónicos sensibles. • Reducción de la vida útil de nuestras instalaciones. ¿quéefectostienelaenergíareactivaenmi planta?
- 9. Incremento en los costos de nuestra factura eléctrica por el alto consumo de la Energía Reactiva Según la Norma “Opciones tarifarias y condiciones de aplicación de las tarifas a Usuario final” emitida por el Osinergmin en el articulo 16° inciso “b”, indica que la Energía Reactiva será penalizada si su consumo excede el 30% de la energía activa total mensual. PROBLEMA ECONOMICOS
- 10. Y, ¿ahora,quehacemos? En este apartado, te contaremos que es lo que debes realizar para eliminar la Energía Reactiva y te olvides de los problemas técnicos y económicos que esta pueda suscitar.
- 11. En este punto debemos colocar un “Analizador de Redes” en el Tablero General o Subestación (Lado de Baja) y sacar los siguientes datos. 1.- Análisis de la calidad de energía del sistema. a) Curva de la Potencia Reactiva del sistema (Se recomienda en el horario donde trabaja la mayor cantidad de carga). b) Revisar los niveles de Armónicos en Tensión y Corriente que existen en la Red.
- 12. ¿Qué puede suceder si no reviso los niveles de armónicos de la red? Si tenemos muchos armónicos en la red, una parte estos armónicos se dirigirán hacia el banco que probablemente se encuentre desprotegido y esto a su vez hará que los condensadores puedan generar una explosión en cualquier momento.
- 13. 2.- Determinar que tipo de solución se requiere. Después de haber realizado las mediciones correspondientes, de haber analizado los datos obtenidos y haber determinado el valor de la “Potencia Reactiva a Compensar o eliminar”, se procede a adquirir la mejor solución. Banco de Condensadores Banco de Condensadores con reactancias Anti-armonicas Generador Estático de Reactivos
- 14. Banco de Condensadores • El banco de condensadores cumple con la función de eliminar la energía reactiva que se genera en nuestro sistema eléctrico, esta compuesto de: PD: Los condensadores están diseñados para trabajar hasta un cierto nivel de armónicos (Esto dependerá del fabricante), luego se tendrá que evaluar utilizar reactancias anti-armonicas. ITM Principal Contactor + Resistencia de pre-inserción ITM Secundario Condensador Tubular
- 15. Banco de Condensadores con Reactancias Anti-Armonicas • El uso de las reactancias en un Banco de condensadores es precisamente para evitar que los armónicos (THD) ingresen a los condensadores y les afecten reduciéndole el tiempo de vida. • La reactancia hará que los armónicos se disipen en forma de calor y evite que se genere una posible resonancia en la red. Reactancia Anti-Armonica PD: Hay que precisar que estas reactancias trabajan hasta un cierto nivel de armónicos (Dependerá del fabricante), luego de ello se necesitará evaluar un filtro activo de armónicos.
- 16. Generador Estático de Reactivos • Esta tecnología esta compuesta por circuitos electrónicos y reemplaza al Banco de condensadores tradicional. • Fue diseñado para trabajar cuando existen cargas donde la fluctuación de consumo de energía es menor a los 20ms, adicional a ello es capaz de compensar energía Reactiva Inductiva y Capacitiva que se genere en el sistema, realizando que el pago por energía reactiva sea de “0 soles”. PD: Hay que precisar que este Generador Estático de Reactivos trabajan hasta un cierto nivel de armónicos (Dependerá del fabricante), luego de ello se necesitará evaluar un filtro activo de armónicos.
- 18. Beneficio Técnico a) El transformador dejará de estar saturado y tendrá mas espacio que le permitirá colocar algún equipo o maquina adicional (primero deberá evaluar cual es la potencia disponible). b) Los cables tendrán la posibilidad de conducir mas corriente. c) La tensión subirá y no perjudicarán a sus equipos electrónicos sensibles. Beneficio Económico a) La concesionaria dejará o reducirá el cobro por la generación de energía reactiva a la red.
- 20. Esta clase de energía reactiva es producida por aparatos electrónicos tales como los centros de computo, Luminarias Led, el Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI u UPS) y por supuesto por el propio Banco de Condensadores.
- 22. Cuando hablamos de Energía Reactiva Capacitiva, hay que precisar que en algunos países incluido el Perú se encuentra penalizado su inyección a la red y el párrafo lo podemos encontrar en la Norma “Opciones tarifarias y condiciones de aplicación de las tarifas a Usuario final” emitida por el Osinergmin en el articulo 16° inciso “c” donde indica: PD: Algunas concesionarias como Luz del Sur, casi siempre envían una carta, precisando que se esta inyectando Energía Reactiva Capacitiva a la Red y que se esta se debe corregir, si no procederán a hacer el cobro correspondiente de acuerdo a norma.
- 24. 1.- Análisis de la calidad de energía del sistema. Debemos seguir los siguientes pasos: 2.- Análisis de las cargas existentes 3.- Si el predio tiene un banco de condensadores, se debe analizar si el banco ha sido bien diseñado o programado. La mayoría de los casos del problema de la inyección de energía reactiva capacitiva a la red es causada por un mal diseño o programación de los bancos de condensadores. La energía capacitiva producida por los equipos electrónicos por lo general se pueden observar en los momentos cuando no hay equipos inductivos prendidos y para solucionar este problema se deberá diseñar e instalar: • Un sistema SGV • Un Banco de inductancias • Un filtro de armónicos (Solo si el nivel de armónicos son superiores a lo que el SGV fue diseñado por fabricante). Posible Solución.
- 25. Recomendaciones 1.- Nunca compre un Banco de Condensadores, sin antes haber realizado un análisis de Calidad de Energía previo. 2.- Cuando vaya a instalar el analizador de redes dentro de un TG, siempre ingrese con sus elementos de seguridad (Camisa, pantalón y careta anti-arco eléctrico, botas dieléctricas, casco y guantes dieléctricas). 3.- Cuando vaya ha realizar el análisis, se recomienda tomar los datos en el periodo donde esta trabajando la mayor cantidad de cargas. 6.- Si tiene dudas es mejor trabajar con un especialista de la mano, el cual se hará cargo del análisis y entregarte la mejor solución. 5.- El Banco siempre tiene que tener por lo menos 1 paso de menor capacidad. 4.- El Banco que se vaya a diseñar debe garantizar que el FPD sea por lo menos 0.96.
- 26. LA CALIDAD A TUS SERVICIOS Lima-Perú Psj. Raul Porras Barrenechea 696- Santiago de Surco Cel: 949708774 Correo: [email protected] www.green-energy.pe