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Los ASDs son muy sensibles a las
reducciones temporales del voltaje nominal. Típicamente los hundimientos de
voltaje causan fallos.
Cualquiera que sea el factor de
potencia, sin embargo, deberán instalarse máquinas capaces de transmitir un
voltaje y corriente particular incluso aunque, en un caso particular, no todos
los productos de voltaje y corriente se pongan en buen uso. Los generadores
deben ser capaces de resistir el voltaje y la corriente nominal
independientemente de la potencia transmitida. Por ejemplo, si un alternador
está calificado para transmitir 1000 A a 11000 V, los bobinados de las máquinas
deben ser capaces de transmitir la corriente nominal. La potencia aparente de
tal máquina es 11 MVA y si el factor de potencia de la carga es la unidad estos
11 MVA serán transmitidos y se usarán 11 MW de potencia activa. Sin embargo, si
el factor de potencia de la carga está retrasado 0,8, entonces solamente 8,8 MW
serán aprovechados, incluso aunque el generador esté calificado a 1000 A a 11
kV. Cuanto más bajo es el factor de potencia, más empeora la situación. Mejorar
el factor de potencia significa reducir el ángulo de retraso entre el voltaje
de alimentación y la corriente de suministro.
Para calcular la capacitancia
requerida en RKVA, puede derivarse un multiplicador numérico simple, como se
muestra abajo.
Localización de bancos de condensadores para mejorar el factor de potencia
Cualquier instalación incluyendo
los siguientes tipos de maquinaria o equipo, es probable tengan un bajo factor
de potencia que puede ser corregido.
1. Motores
de inducción de todos los tipos.
2. Instalación
de tiristor de potencia (para procesos electroquímicos y control de motores
DC).
3. Transformadores
de potencia y reguladores de voltaje.
4. Máquinas
de soldadura.
5. Hornos
de inducción y de arco eléctrico.
6. Bobinas
de coke y sistema magnético.
7. Señales
de neón e iluminación fluorescente.
Los factores de potencia varían
de instalación a instalación.
Aparte de las penalizaciones como
cargos de demanda máxima existen penalizaciones por factor de potencia bajo
también existen penalizaciones por factor de potencia bajo. Corrigiendo el
factor de potencia, cableado y suministro de alimentación puede ser liberado
sin aumentar estos servicios. Adicionalmente, la caída de voltaje en el sistema
se reduce.
El método empleado para alcanzar
las mejoras esbozadas arriba implica la introducción de kVAR reactivo (kVAR) en
el sistema en oposición de fase a la corriente reactiva o wattle mencionado
arriba que de forma efectiva cancela sus efectos en el sistema. Esto se
consigue con máquinas rotativas (condensadores síncronos) o condensadores
estáticos.
Usualmente se encuentra que el
gasto de corregir un factor bajo por medio de condensadores estáticos es menor
que el ahorro conseguido en los primeros dieciocho meses.
Los puntos que deben ser
considerados en cualquier instalación son:
1. Fiabilidad
del equipo instalado.
2. Vida
probable.
3. Coste
de capital.
4. Costes
de mantenimiento.
5. Costes
de funcionamiento.
6. Espacio
requerido y facilidad de instalación.
Corrección individual
Donde las cargas consisten en
motores razonablemente dimensionados, de 7,5 kW y más, la operación con un
factor de baja densidad, o donde haya mecanismos especiales funcionando
individualmente, entonces la corrección individual de cada motor puede ser
considerada. La principal ventaja de la corrección individual es que tanto
motor como condensador son seccionados como una unidad y no se requieren
accesorios de control adicionales para controlar el condensador.
Aparte de reducir la demanda, que
se carga separadamente por las distribuidoras, podremos ver que la corriente
extraída se reduce aplicando condensadores y mejorando el factor de potencia; y
consecuentemente, las pérdidas I2R en los elementos de distribución; es decir,
cables, transformadores, buses, etc.
La localización más apropiada a
la cual se instalan los bancos de condensadores es tan cerca como sea posible
de las cargas inductivas, principalmente motores.
Corrección del factor de potencia individual de motores
La mejor localización para
conectar el banco de condensadores es a través del terminal de un motor de
inducción, pero teniendo cuidado al decidir los kVAr del condensador en
relación a la kVA magnetizante de la máquina. Si la capacidad es demasiado
alta, daños pueden resultar tanto en el motor como en el condensador, ya que el
motor, mientras todavía está girando después de desconectar de la alimentación,
puede actuar como generador por auto excitación y producen un voltaje mayor que
el voltaje de alimentación. Si el motor se enciende de nuevo antes de que la
velocidad haya caído a alrededor del 80 % de la velocidad de funcionamiento
normal, el voltaje alto estará superpuesto en los circuitos de alimentación y
hay riesgos de dañar otros tipos de equipos. Como norma general el tamaño
correcto de un condensador para corrección individual de un motor tendrá una
calificación en kvar que no exceda del 85 % de los kVA de magnetización de la
carga normal de la máquina. Sin embargo, el 85 % no constituyen una norma
invariable, y para los motores de anilla deslizante y los motores de jaula de ardilla de arranque directo nunca
implica funcionamiento sobre la velocidad síncrona, la cifra puede ser
excedida, aunque nunca más allá del 90 %.
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