Análisis factor de potencia elétrica

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Corrección del Factor de Potencia en Generadores Eólicos
Ventajas del uso del Sistema EQUALIZER en Generadores accionados por
Turbinas Eólicas.
El factor de potencia de las turbinas eólicas en operación, varia de acuerdo a los niveles de
carga delgenerador y en la generalidad de los casos, el generador operará en un rango de
carga que variará desde un 25% hasta un 125% de la plena carga, en incrementos de 25 %. El
factor de potencia varía en forma inversa con la carga, i.e., el factor de potencia es menor con
una carga de 125%. Para efectos estimativos, el consumo reactivo en condiciones sin carga
(en vacío) es de aproximadamente 30%de la potencia nominal, similar a la de un motor
DOL.

Factor de Potencia y Rendimiento.
Los sistemas convencionales de corrección del factor de potencia están limitados por el hecho
de que el tiempo de descarga de los capacitores debe ser tomado en cuenta. Durante la
operación bajo carga de la turbina, un sistema convencional normalmente sub compensa
debido al hecho de que el sistema debeesperar 60 segundos para la descarga de los
capacitores antes de que la reconexión pueda tener lugar. Además el tiempo de desconexión
es lento debido al riesgo de la sobre compensación. Esto causa el “lock out” de los
generadores, i.e., la turbina es desconectada debido a la inestabilidad del voltaje. Este es un
problema común y es aceptado como “parte del juego” por los propietarios de lasplantas
generadoras eólicas.
Con el Sistema EQUALIZER estas limitantes desaparecen ya que tanto bajo las condiciones
de operación normal, así como durante la conexión y/o de desconexión del generador, la
velocidad de conexión del Equalizer es de un ciclo o menor a un ciclo del sistema. Esto
mejora el factor de potencia bajo todas las condiciones de carga.
La tabla que sigue es un ejemplo de unaturbina de 1300 kW, con un sistema convencional de
corrección del factor de potencia (CFP), de una potencia nominal de 350 kVAR con pasos de
87,5 kVAR. Este es el mejoramiento esperado del factor de potencia.
POTENCIA MÍNIMA ESPERADA CON UN SISTEMA CONVENCIONAL DE
CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA (CFP)
Potencia % de la
Potencia Rendimiento Factor de Corriente Rendimiento
Nominal PotenciaGenerada
(%)
Potencia Generada
Total (%)
(kW)
Nominal
kW
(A)
1.300 Kw.
125%
1.625
93.90
0.93
1187.39
87.33 (%)
100%
1.300
94.80
0.95
979.74
90.06 (%)
Voltaje
690 Volts
75%
975
94.80
0.97
750.20
91.96 (%)
50%
650
94.20
0.98
502.09
92.32 (%)
25%
325
92.50
0.98
246.51
90.65 (%)
En un sistema perfecto, con un rendimiento de 100% y un factor de potencia unitariola
corriente máxima debiera ser igual a 1.360 A. (para 125% de la potencia nominal). La
corriente generada (o corriente nominal) se calcula tomando en consideración los kW
generados, el rendimiento y el factor de potencia.

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Si asumimos un factorde potencia unitario, que puede lograrse con un Sistema Equalizer de
Elspec, la corriente generada puede incrementarse para cualquier carga, en porcentajes
variables, según la siguiente tabla:

POTENCIA ESPERADA CON UN SISTEMA EQUALIZER DE CORRECCIÓN DEL
FACTOR DE POTENCIA (CFPTR)
Potencia % de la
Potencia
Rendi- Factor de Corriente
Rendi(%)
Nominal Potencia Generada miento
PotenciaGenerada
miento
de
(kW)
Nominal
kW
(%)
(A)
Total
varia(%)
ción
1.300
125%
1.625
93.90
1.00
1276.76
93.90
7.53
kW
100%
1.300
94.80
1.00
1031.20
94.80
5.26
Voltaje
690
75%
975
94.80
1.00
773.40
94.80
3.09
volts
50%
650
94.20
1.00
512.34
94.20
2.04
25%
325
92.50
1.00
251.54
92.50
2.04
Mejoramiento promedio 3.99%

Tal como se muestra en la tabla, el...