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1.9 COMPENSACIÓN DE LA ENERGÍA REACTIVA
1.9.1 INTRODUCCIÓN
La compensación de la energía reactiva es un proceso que se lleva a cabo para evitar una penalización económica por parte de las compañías suministradoras y para evitar el
sobredimensionado de algunas partes de la instalación.
Lo que mide la calidad de la instalación es el factor de potencia, y contra más se acerque a la unidad es mejor. Un buen factor de potencia hace que la instalación esté mejor aprovechada técnica y económicamente.
Las pautas que siguen las compañías para el recargo o el abono se rigen por una serie de
fórmulas. Lo primero se realiza el cálculo del coseno de φ, y con este dato se calcula el porcentaje que se aplica a la suma del coste de la potencia contratada y del coste de la energía consumida:
Cosϕ = (Con 2 decimales)
(%) =
-
21 (con 1 decimal)Cantidad a pagar = (A+B) · (%)
Cosϕ: Factor de potencia
Potencia activa consumida (P) : Potencia reactiva consumida (Q) A: Precio de la potencia contratada B: Precio de la energía consumida
: Porcentaje de bonificación o recargo. La máxima bonificación que te pueden hacer es del 4% y el máximo recargo del 47%
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Miguel Onwu Villafranca Nafarroako Unibertsitate Publikoa
Página 131 de 136 Existen diversas formas de compensar la energía reactiva: global, por sectores o individualmente. La mejor forma sería aquella que compensa la energía reactiva en el lugar que se consume, ya que de esta forma no tienes que sobredimensionar ninguna parte de la instalación por tener energía reactiva. Sin embargo, necesitarías más elementos compensadores.
1.9.2 FORMAS DE COMPENSAR 1.9.2.1 Compensación global
La compensación se realiza en la cabecera de la instalación, por lo que asegura la compensación del conjunto de la instalación. No obstante, no elimina la energía reactiva en la instalación, por lo que los cables siguen sufriendo el calentamiento por pérdidas de Joule y deben estar más sobredimensionados.
Mejora el funcionamiento del Centro de Transformación, ya que sólo tiene que dar potencia activa.
1.9.2.2 Compensación por sectores
La compensación se realiza en el cuadro de cada taller o cada nave por lo que si se quita a parte de la instalación de la energía reactiva. Al igual que en el caso anterior elimina las penalizaciones y mejora el funcionamiento del Centro de Transformación.
Las desventajas son que los cables aguas abajo de estos puntos siguen teniendo reactiva, por lo tanto pérdidas y existe riesgo de sobrecompensación por cambios bruscos de usos, cosa que no puede darse en ningún caso.
1.9.2.3 Compensación individua
Esta compensación se realiza cuando la potencia de los motores es importante con respecto a la de la instalación, y compensa la energía reactiva en el mismo punto que se produce. En este caso, se reduce la energía reactiva en toda la instalación, por lo que los cables no deben estar sobredimensionados ni tendrán tantas pérdidas por efecto Joule. También mejorará el comportamiento del Centro de Transformación y eliminará las penalizaciones.
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1.9.3 TIPOS DE COMPENSACIÓN 1.9.3.1 Condensadores fijos
Es aquella compensación que se realiza con condensadores de valor unitario establecido. Se utilizan para cargas inductivas que tienen poca fluctuación de carga. Puede utilizarse para cada motor en caso de que sean grandes o para un conjunto de pequeños motores.
La conexión de estos condensadores pude realizarse manualmente (por interruptor), automáticamente (por contactor) o directamente (por conexión directa en los bornes del receptor).
1.9.3.2 Condensadores de regulación automática o batería de condensadores
La batería de condensadores es instalada en la cabecera del cuadro de distribución de Baja Tensión o en un lugar donde se maneje un sector importante en cuanto al consumo de energía reactiva. Las baterías de condensadores están formadas por distintos escalones de potencia reactiva. El valor del factor de potencia es detectado por un relé varimétrico que manda automáticamente la conexión y desconexión de los condensadores a través de contactores, en función de la carga y del factor de potencia deseado.
La compensación automática permite una adaptación casi inmediata de la energía reactiva necesaria. Dentro de la compensación automática cabe destacar dos posibilidades:
• Baterías con contactores electromecánicos:
Varían lentamente al variar la energía reactiva que necesita compensarse, del orden de segundos.
• Baterías con tiristores:
Se utiliza cuando se quiere una compensación instantánea de la energía reactiva a consecuencia de la rápida variación de la carga. Con este sistema mejoras la conexión de los escalones de la batería, ya que los condensadores se conectan en el preciso instante que la energía reactiva sobrepasa su valor, este o no cargado completamente el condensador. El tiempo que tarda en la conexión puede llegar a ser inferior al periodo de un ciclo de la frecuencia de la red.
Debido a esta mejor conexión se eliminan los transitorios, por lo que se alarga la vida útil de los condensadores y se aumenta el número de maniobras que se puede realizar. Además se eliminan movimientos mecánicos para la conexión de los condensadores.
Una vez establecida la forma y la potencia quedaría establecer el tipo de equipo, que podría ser con condensadores con tensión y potencia adecuada a la red o baterías con condensadores dimensionados en tensión y potencia con reactancias en cada escalón.
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Página 133 de 136 Este segundo tipo se realiza para proteger los condensadores y evitar que en caso de haber armónicos los amplifiquen.
Para escoger el tipo de batería hay que considerar si existen o no armónicos en la instalación, la posibilidad de que exista una resonancia entre el transformador y la batería y analizar las medidas de la instalación.
1.9.4 SOLUCIÓN ADOPTADA
Para compensar la energía reactiva nos hemos decidido por la compensación global mediante batería de condensadores con tiristores ya que aunque es más cara creemos que es más conveniente para la empresa.
La energía reactiva a compensar será de 80095,68 VAr según podemos ver en el documento CÁLCULOS de este proyecto en el apartado 2.6, por lo tanto, elegiremos una batería de condensadores de la marca Schneider Electric modelos Varset 400 para una potencia reactiva de 100 kVAr con interruptor automático NS incluido.
La conexión se realizará por medio del mismo tipo de conductor que la derivación individual y la instalación interior, es decir, de tipo RZ1-K (AS). La designación será la siguiente: 4x70+1G35mm2.