FIGURA VII.11 CAPACITOR DE POTENCIA

Al corregir un bajo factor de potencia, los capacitores reducen la demanda de kVA debido  a que liberan de carga a los transformadores, tableros de fuerza y otros equipos. La  demanda  reducida  de  kVA  da  como  resultado  que  los  recibos  de  la  compañía  suministradora sean libres de multa, la operación de equipo sea más fría y la vida útil del  mismo sea más prolongada. Estas ventajas del empleo de bancos de capacitores se  enlistan a continuación: 

• Disminuyen perdidas por calentamiento en cables, transformadores y motores. 

• Liberan capacidad instalada en transformadores y cables. 

• Mejoran la regulación de voltaje en toda la planta. 

• Evitan desgaste prematuro del equipo por exceso de calentamiento causado por el 

bajo voltaje 

• Disminuyen el consumo total de energía incluyendo el de demanda máxima e 

instalados correctamente, dan ahorros del 3 al 6% del consumo total. 

• Reducen el monto del recibo al eliminar penalizaciones por bajo factor de potencia 

y dan bonificaciones que pueden llegar hasta el 2.5% del total del pago. 

Una forma de calcular el banco de capacitores adecuado para corregir el factor de  potencia, es utilizando la tabla VII.1, donde se necesita conocer la demanda  en kw, para  multiplicarla por el factor que resulte en el cruce del fp conocido con el deseado.  

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TABLA  RELACIÓN ENTRE FACTOR DE POTENCIA ACTUAL Y FACTOR DE POTENCIA 

DESEADO. 

A. INSTALACIÓN DE LOS BANCOS DE CAPACITORES. 

De particular importancia, no obstante, es la localización de los bancos de capacitores. 

Estos  se  conectan  generalmente  en  derivación,  transversalmente  a  las  líneas  de 

alimentación y funcionan continuamente o en conexión y desconexión durante los ciclos 

de carga.   

Todos  los  capacitores  son  una  trayectoria  de  baja  impedancia  para  las  corrientes 

armónicas generadas por las cargas no lineales como los drives de frecuencia variable, 

arrancadores suaves de motores, soldadoras, computadoras, PLC’s, equipo robótico y 

otros equipos electrónicos. Estas corrientes armónicas pueden ser absorbidas por el 

capacitor causando que este se sobrecaliente, acortando su vida útil y posiblemente hasta 

evitando  su  correcta  operación.  Además,  el  circuito  resonante  formado  por  los 

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motores) puede amplificar las corrientes y voltajes armónicas, lo cual puede causar la 

incorrecta operación del sistema eléctrico. Cuando están conectados eléctricamente en 

paralelo con una reactancia inductiva, el banco de capacitores produce una resonancia en 

paralelo,  condición  que  tiende  a  amplificar  los  voltajes  armónicos  provocando  una 

inyección de corrientes armónicas. Cuando se conecta eléctricamente en serie con la 

reactancia inductiva, el banco de capacitores produce una resonancia en serie, condición 

que tiende a amplificar las corrientes armónicas y provocar una distorsión de voltaje. En 

ambos casos, los niveles de armónicas exceden los valores que se esperaba podían ser 

producidos. 

En la instalación de los capacitores, se consideran dos puntos claves: el punto primario o 

de alto voltaje y el punto secundario o de bajo voltaje. De los dos tipos el primario es el 

más común. 

Los capacitores secundarios o de bajo voltaje, se fabrican por lo general en capacidades de  voltaje de 20 hasta 600V para un intervalo de 2.5 A 100kvar en sistemas trifásicos. Cuando  los  capacitares  de  bajo  voltaje  se  conectan  a  las  líneas  del  secundario,  se  sitúan  físicamente cerca de las cargas reactivas en retraso. Esto reduce las necesidades de KVA  de las líneas inmediatas y los transformadores, a la inversa, permite tener una mayor  carga en kilowatts con los mismos tamaños de líneas y transformadores. 

Los capacitores primarios se conectan a las líneas de alto voltaje y se fabrican por lo 

general, en capacidades de voltaje de 2.4 a 25kV para un intervalo de 50 a 400kvar. Se   pueden lograr mayores valores de voltaje y kVA al conectar las unidades capacitoras en 

arreglos de serie y paralelo. El costo de los capacitores de alto voltaje es menor por kvar 

que el de los capacitares de bajo voltaje por razon de la diferencia básica en materiales 

dieléctricos que permite que los capacitores de alo voltaje puedan operar con mayor 

eficiencia. Por otra parte, los capacitares actuales de alto voltaje trabajan con perdida en 

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ejemplo los capacitores  que  utilizan dieléctrico  completo  de  película funcionan  con 

pérdidas  menores  que  0.1W  por  kvar.  Los  capacitores  que  utilizan  dieléctrico  de 

polipropileno metalizado pueden experimentar perdidas de casi 0.5 W por kvar. 

B. CONEXIONES DE LOS CAPACITORES. 

La  figura  VII.12  muestra cuatro  de  las conexiones mas  comunes de  capacitares de 

potencia: trifásico, Y aterrizada; trifásico, Y no aterrizada; trifásico en delta y monofásico. 

Las conexiones en Y aterrizada o no aterrizada se hacen por lo general, en circuitos  primarios, mientras que las conexiones en delta y en monofásico se aplican en los circuitos  de bajo voltaje. 

La mayoría de los capacitares de potencia que se instalan en alimentadores primarios de  distribución, se conectan en Y aterrizada. Son varias las ventajas y beneficios que se  derivan  de  este  tipo  de  conexión.  Con  la  conexión  en  Y aterrizada,  los tanques y  armazones de los interruptores están al potencial de tierra. Esto da   lugar a mayor  seguridad al personal. Las conexiones en Y aterrizada producen una operación mas rápida 

de los fusiles en serie en caso de falla de un capacitor. Los capacitares aterrizados pueden 

dejar pasar en desvió a tierra algunas fluctuaciones de la línea, y por tanto muestran un 

cierto grado de autoprotección contra los voltajes transitorios y las fluctuaciones causadas 

por  rayo.  La  conexión  Y  aterrizada  proporciona  también  una  trayectoria  de  baja 

impedancia para las armónicas. 

Si se conectan eléctricamente los capacitares en Y no aterrizada, la máxima corriente de 

falla queda limitada a tres veces la corriente de la línea. Si se tiene una corriente de falla 

demasiado grande, superior a 5000A, debe considerarse el uso de fusibles limitadores de 

corriente.   

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