Analizadores de la serie SONEL PQM #9. Compensación de potencia reactiva

La calidad de la energía define principalmente cambios y fluctuaciones de tensiones, desequilibrio de tensión y distorsiones armónicas de tensión. El tamaño y la naturaleza de la potencia reactiva también tienen una gran influencia en la calidad de la energía. El bajo nivel del coeficiente tg (φ) y mantenerlo dentro de un estrecho rango de 0… 0,4 tiene un efecto positivo en el aumento de la eficiencia del uso de cables de potencia y transformadores, como así también en la mejora de los parámetros básicos de calidad.

Descripción del problema identificado

En un objeto con una carga muy típica y uniforme en un ciclo semanal, se encontró el exceso de tg (φ) en la facturación de energía. Se registró una sección representativa de los niveles de carga y sobre esta base es fundamental estimar la potencia de compensación necesaria para obtener el valor de tan (φ) por debajo de 0,4. También se debe considerar el trabajo compensador.

Equipo de medición utilizado

• Analizador de Calidad de Energía PQM-702 (Sucesor de producto Sonel PQM-710)
• Sondas de corriente flexibles F-1A
• Software Sonel Analysis

Recuerde que el comportamiento del coeficiente tg (φ) en combinación con cambios en la potencia activa y cambios en la potencia reactiva del componente de 50 Hz (Fig. 1) es significativo. Sobre esta base, es posible determinar el valor de la potencia reactiva capacitiva que compensa la componente inductiva para obtener el valor esperado de tan (φ).  Las fórmulas (1), (2) se aplican en los cálculos:

Donde:  
tg_R – valor actual del factor, 
tg_Z – establecer valor del factor, 
Q_R – valor del componente fundamental de la potencia reactiva, 
Q_K – compensación del valor de la potencia reactiva,
P_R – valor de la potencia activa fundamental.
 

Conclusiones iniciales 

1. El análisis se basa en la Fig. 2 escalada y las fórmulas (1) y (2).
2. Existe una clara correlación de potencia activa y potencia reactiva tanto en el tiempo como en términos de valor, lo que permite el uso de un compensador fijo.
3. El nivel de potencia activa toma un promedio de dos valores: 67 kW (Ver 3) y 75 kW (Ver 2).
4. Los valores correspondientes de tg (φ) son 0,62 y 0,85 Fórmula (2).
5. Ambos valores superan significativamente el valor de 0,4.
6. Utilizando una batería de condensadores con una capacidad de 26,25 kVAr y permanentemente encendida se obtendrá una tg (φ) de alrededor de 0,4.
7. Utilizando una batería de condensadores con una capacidad de 30 kVAr permanentemente encendida, se obtendrá una tg (φ) de alrededor de 0,35.
8. El uso de una batería de condensadores de 41 kVAr permanentemente encendida, provocará un valor tg (φ) alrededor de 0, lo que representa un riesgo de sobrecompensación de la red.
9. El valor más óptimo de la potencia del condensador es 30 kVAr.

Conclusiones

1. En el caso analizado de una observación representativa, el nivel de potencia reactiva fue siempre inductivo con dos niveles de potencia activa dominantes.
2. El valor de la potencia de compensación de 30 kVAr determinado a partir de la fórmula (2) reducirá el factor tg (φ) al nivel de aprox. 0,35.
3. Después de instalar permanentemente una carga reactiva capacitiva de este valor, el factor tg (φ) no debe caer por debajo de aprox. 0,2.
4. La ligera variación de la tensión de alimentación entre 512 V y 524 V (Fig. 3) significa una ligera dispersión de los resultados del cálculo a un nivel de aprox. 5%.
5. Un nivel de THD U bajo indica un riesgo de armónicos bajo en la tensión (Fig. 4).
6. En el caso analizado de una observación representativa, el nivel de potencia reactiva fue
   

Recomendaciones

El bajo nivel de armónicos en la tensión indica la posibilidad de utilizar condensadores sin reactores.

Autor:
Krzysztof Lorek