correcion factor potencia

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REPRESENTANTE DE EPCOS EN ARGENTINA

Correccin del Factor de PotenciaCatlogo General de Productos

1

Contenido1IntroduccinDefiniciones , Potencia Activa , Potencia Reactiva , Correccin del Factor de Potencia , Diferentes tipos de compensacin

2

Seleccin de capacitores para CFP

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Expectativa de vida en funcin de las condiciones de aplicacin (Tensin, Temperatura y Nmero de maniobras)

6

ArmnicasSu orgen y efectos sobre los capacitores

7 9R

Productos ELECOND para CFPBreve resumen de nuestra gama de productos

EspecificacionesPrincipales caractersticas de nuestros capacitores PhiCapR y PhaseCap

10 11

Capacitores PhiCap

R

Capacitores PhaseCap Capacitores ECOVARR Capacitores

R

12 13 14 15 16 20

moduvarRR

Equipos fijos ELEBOX

Sistemas automticos para CFP Reguladores electrnicos EPCOS Productos especiales- Reactores para filtro desintonizado de armnicas - Mdulos de tiristores (conmutacin electrnica de capacitores) - Reactores de descarga rpida

22

14 15

Accesorios

- Carcasa de proteccin p/capacitores PhaseCap R R - Tapa cubrebornes p/capacitores PhaseCap y PhiCap - Resistores cermicos de descarga

R

23

Tablas de datos e informacin general

24Capacitores para Media Tensin

16

26

1

IntroduccinDefiniciones

Una instalacin elctrica de corriente alterna, que contiene mquinas como transformadores, motores, soldadoras, electrnica de potencia, y dems elementos donde la corriente est desfasada con respecto a la tensin, absorbe una energa total llamada energa aparente (Eap). Esta energa, que generalmente est expresada en kilovoltampere-hora (kVAh), corresponde a la potencia aparente S (kVA) y puede ser separada as : energa activa (Ea) : expresada en kilowatt-horas (kWh). Puede ser aprovechada luego de ser transformada en calor o trabajo mecnico por la mquina receptora. Esta energa corresponde a la potencia activa P (kW) energa reactiva (Er) : expresada en kilovar-horas (kvarh). Es utilizada en los arrollamientos de motores y transformadores para crear el campo magntico necesario para su funcionamiento. Esta energa corresponde a la potencia reactiva Q (kvar). A diferencia de la forma anterior de energa, la energa reactiva resulta improductiva para el usuario. Por definicin, el factor de potencia, cos , de una mquina elctrica es igual a la relacin entre la potencia activa P (kW) sobre la potencia aparente S (kVA) y puede variar entre 0 y 1. Por lo tanto, puede ser usado para identificar fcilmente el nivel de consumo de energa reactiva de una mquina determinada. Un factor de potencia igual a 1 significa que no hay consumo de energa reactiva (carga puramente resistiva) Un factor de potencia inferior a 1 significa consumo de energa reactiva : mayor a medida que al factor de potencia se aproxima a 0. (carga puramente inductiva) En instalaciones elctricas, el factor de potencia puede ser diferente dependiendo del tipo de mquinas instaladas y la forma en que son usadas (descargadas o a plena carga). Considerando que los medidores elctricos registran ms fcilmente los consumos de energa activa y reactiva, en algunos casos se emplea el trmino tg (en lugar de cos ) en las facturas de servicio elctrico.

U, I

U I

t

DESFASAJE - ENERGIA - POTENCIA

E a p (S ) E r (Q ) E a (P )

Desfasaje entre corriente y tensin ( ngulo )

En una red trifsica: S= 3 x U x I P= 3 x U x I x cos Q= 3 x U x I x sen

cos=

P(kW) S(kVA)

tg=

Er (kvarh) Ea (kWh)

2

tg es el cociente entre la energa reactiva Er (kvarh) y la energa activa (kWh) consumidos durante un perodo determinado. A diferencia del cos , es fcil notar que el valor de tg debe ser lo ms bajo posible para tener menor consumo de energa reactiva. En general, las tablas para correccin del factor de potencia permiten ingresar indistntamente con el dato de cos tg .Factor de potencia de diferentes tipos de equipos

cos=

1 1 + (tg)

EquipoMotores asincrnicos standard, cargados al : 0% 25% 50% 75% 100%

cos 0,17 0,55 0,73 0,80 0,85 aprox. 1 aprox. 0,5 0,4 a 0,6 aprox. 1 aprox. 0,85 aprox. 0,85 0,8 a 0,9 aprox. 0,5 0,7 a 0,9 0,7 a 0,8 0,8 0,4 a 0,8

tg 5,80 1,52 0,94 0,75 0,62 aprox.0 aprox.1,73 2,29 a 1,33 aprox.0 aprox.0,62 aprox.0,62 0,75 a 0,48 aprox.1,73 1,02 a 0,48 1,02 a 0,75 0,75 2,25 a 0,75

Los equipos que consumen mayor energa reactiva son : Motores elctricos con baja carga Mquinas soldadoras Hornos de arco y de induccin Rectificadores de potencia

Lmparas incandescentes Lmparas fluorescentes Lmparas de descarga Hornos de resistencia Hornos de induccin compensados Hornos de calentamiento dielctricos Soldadoras de resistencia Soldadoras de arco (monofsicas) Soldadoras de arco rotativas Soldadoras de arco (transf-rectif) Hornos de arco Rectificadores tiristorizados

Ventajas obtenidas por un buen factor de potencia

Un buen factor de potencia optimiza el consumo de una instalacin elctrica y proporciona las siguientes ventajas : - Evita el pago de recargos por consumo de energa reactiva - Reduccin del valor de potencia aparente - Reduccin de prdidas de energa activa al reducirse la corriente conducida en la instalacin. - Aumento del nivel de tensin en el extremo de la distribucin - Mayor potencia disponible en los transformadores MT/BT (si la compensacin es realizada en BT)

Un buen factor de potencia es : Elevado valor de cos Bajo valor de tg (prximo a 1) (prximo a 0)

3

Correccin del factor de potencia (CFP)

La correccin del factor de potencia (CFP) en una instalacin elctrica consiste en compensar parcial o totalmente la energa reactiva consumida por esa instalacin. Entre los sistemas tcnicamente disponibles para compensar la energa reactiva, los capacitores son usados con mayor frecuencia porque presentan las siguientes ventajas : - No consumen energa activa - Su costo es comparativamente menor - Sn fciles de instalar - Poseen larga vida til - Prcticamente no requieren mantenimiento Un capacitor est formado por dos placas conductoras separadas por un material aislante (dielctrico). Cuando el capacitor es conectado a una tensin senoidal, su vector de corriente toma una fase 90 adelantada al vector tensin. En forma inversa, los componentes inductivos (motores, transformadores, etc.) producen una corriente desfasada 90 en atraso con respecto a la tensin. La composicin vectorial de estas potencias reactivas (inductiva o capacitiva) da como resultado una potencia reactiva inferior al valor existente antes de la instalacin de los capacitores. En trminos ms simples, se puede decir que las cargas inductivas (motores, transformadores, etc.) consumen energa reactiva mientras que los capacitores producen energa reactiva.

El mtodo ms difundido consiste en la instalacin de capacitores

Qc 0 Av U Q2 S2 Qc S1 Q1

2

AR

P = potencia activa S1 , S2 : potencias aparentes (antes y despus de la compensacin) Qc : potencia reactiva del capacitor Q1 : potencia reactiva sin capacitor Q2 : potencia reactiva con capacitor Ecuaciones : Q2 = Q1 Qc Qc = Q1 Q2 Qc = P x tg 1 - P

1x

tg 2 Qc = P ( tg 1 - tg 2 )

1 : ngulo de fase sin capacitor 2 : ngulo de fase con capacitor

Diferentes ubicaciones de los capacitores

En una red de baja tensin, los capacitores pueden ser instalados en 3 niveles diferentes : compensacin central, sectorial o individual. Ventajas : - Elimina el recargo por consumo de energa reactiva - Es la alternativa ms econmica porque toda la instalacin se concentra en un lugar - Descarga el transformador Observacin : - No se reducen las prdidas en los cables ( R I2 )

INSTALACION CENTRAL

M

M

M

M

4

Ventajas : - Elimina el recargo por consumo de energa reactiva - Descarga las lneas de alimentacin reduciendo las prdidas resistivas ( R I2 ) - Mantiene un criterio econmico al concentrar la compensacin de cada sector - Descarga el transformador Observacin : - Solucin adoptada generalmente en grandes instalaciones

INSTALACIONES SECTORIALES

M

M

M

M

Ventajas : - Elimina el recargo por consumo de energa reactiva - Desde un punto de vista tcnico es la solucin ideal porque la energa reactiva es compensada en el mismo lugar donde aparece el consumo; por lo tanto elimina en forma completa las prdidas resistivas ( R I2 ) - Descarga el transformador Observacin : - Generalmente es la solucin ms costosa por la gran cantidad de instalaciones que requiere

INSTALACIONES INDIVIDUALES

M

M

M

M

Diferentes tipos de bancos de capacitores Desde el punto de vista de su maniobra, hay dos tipos principales de bancos de capacitores : Banco fijo : La potencia reactiva suministrada es constante independientemente del estado de carga de la instalacin . Estos bancos son maniobrados : - En forma manual mediante interruptores o seccionadores - En forma semi-automtica por medio de contactores con control remoto Generalmente, se adopta esta solucin en los siguientes casos : - Instalaciones con carga constante (operaciones contnuas) - Compensacin de prdidas reactivas de transformadores - Compensacin individual de motores Banco automtico : La potencia reactiva del banco puede ser regulada de acuerdo a las variaciones del estado de carga de la instalacin. Estos bancos estn formados por varios pasos de capacitores conectados en paralelo : el control de estos pasos es realizado por un regulador electrnico incorporado en el banco. Estos bancos son usados generalmente en los siguientes casos : - Instalaciones que presentan variabilidad en su estado de ca