Alternativa compensacion factor de potencia

Alternativa Económica para la Corrección del Factor de Potencia

RESUMEN
Se presenta con las adecuaciones apropiadas a nuestro país, la técnica desarrollada por el Sr. Richard A. Fuselier [1] en los Estados Unidos, de instalación de bancos de capacitores grandes para la corrección del factor de potencia.
Esta técnica utiliza el equipo de control eléctrico de los motores de inducción yainstalado, para abaratar el costo de la instalación inicial de los capacitores.
La presentación asume el tener conocimientos básicos de la teoría del factor de potencia.
JUSTIFICACION
El factor de potencia se corrige por causas económicas. Tanto para el usuario de energía eléctrica, como para la compañía suministradora mejorar el factor de potencia a un valor cercano a la unidad, implica disminuirlas pérdidas por efecto Joule en:
[ 1 – (fp0/fp1)^2] (p.u.) (1)

Donde,
fp0 = Factor de potencia inicial (p.u.)
fp1= Factor de potencia final (p.u.)
y liberar capacidad de carga (kW) en subestaciones y generadores por:
kW = kVA (fp1-fp0) (2)

Para el usuario común, esos puntos no son importantes, pero para la compañía suministradora sí lo son; Y, es por eso que en sus tarifas establece queun factor de potencia bajo será penalizado económicamente y, uno alto será causa de una bonificación (Ver Apéndice B).
Actualmente, el valor del factor de potencia óptimo es 0.90 inductivo (-) para las compañías eléctricas mexicanas.
Dicha penalización es el motivo principal para que el ingeniero de mantenimiento corrija el factor de potencia rápidamente y de una manera económica.
EJEMPLOSuponemos el caso de un servicio con una demanda promedio de 2500 kW, con un factor de potencia de 0.83, alimentado en 13.2 kV.
Corrigiendo el factor de potencia a 0.90 mediante tablas o las ecuaciones correspondientes (Ver Apéndice A), encontramos que se requieren por lo menos 469 kVAr en capacitores.
SOLUCIONES TRADICIONALES
El ingeniero tiene las siguientes opciones para colocar capacitores:bancos en el primario de la subestación, bancos centralizados en el secundario, capacitores en motores individuales, etc. Con la posibilidad en los dos primeros casos de ser automáticos.
En nuestro ejemplo, una solución es instalar un banco de 500 kVAr en el lado de 13.2 kV, con algún control automático. Sus desventajas son, que no se obtiene ninguna ventaja desde el punto de vista de la corrienteen el secundario y, que la mayoría de las veces se requiere de la desconexión del servicio para instalar el control.
Otra solución consiste en instalar capacitores fijos y/o automáticos en el lado de baja tensión, reduciendo las pérdidas por efecto Joule y liberando capacidad de transformación. Pero, es más costoso que un banco en el primario.
Los bancos automáticos tienen la siguientedesventaja. Los transitorios provocados por las maniobras de conexión y desconexión de bancos grandes de capacitores pueden causar daños a equipos electrónicos de potencia, Además del costo de mantenimiento de sus equipos.
Los capacitores también pueden colocarse en los motores individuales (Ver Apéndice D). Sin embargo, además de las numerosas instalaciones requeridas en los motores, se requieren bancosde capacitores adicionales para motores y cargas demasiado pequeñas para justificar su corrección individual.

ALTERNATIVA
Existe una manera de colocar capacitores sin controles automáticos o sin equipos adicionales de control, manteniendo solamente los capacitores adecuados a la carga. Pero, para ello, es indispensable tener un diagrama unifilar confiable, con sus datos de carga, y queidentifique los motores de inducción grandes.
La clave de la alternativa propuesta es aplicar bancos grandes (comparativamente a lo tradicional) de capacitores a un número limitado de motores de inducción, que no sean controlados electrónicamente.
Las dos reglas básicas son:
Colocar directamente capacitores de valor en kVAr de la mitad de los H.P. del motor, entre el arrancador y el motor....