INTRODUCCION
Durante los últimos años, dentro del proceso de
modernización y actualización, se han incorporado a las instalaciones
eléctricas industriales una gran cantidad de equipos, que incluyen para su
operación componentes no lineales, tales como: convertidores estáticos con
tiristores o transistores de potencia, rectificadores, dispositivos de arco y
otro. Dichos equipos ocasionan
distorsiones en el voltaje de la red de la cual se alimenta la mayor parte de
los dispositivos eléctricos, electrónicos, de procesamiento de datos y de
comunicaciones, originándose por tanto una “incompatibilidad” entre los niveles
de perturbación generados por unos y los niveles de inmunidad de otros.
El nivel de
perturbación, que comúnmente se conoce como distorsión armónica, llega a causar
serios problemas en la operación de los equipos que se encuentren alimentados
de la red eléctrica que presente esta desviación. Actualmente existen normas que nos indican el
valor máximo permisible de una línea eléctrica.
Para cumplir
con la normatividad y ajustarse a éstos límites, se utilizan diferentes
métodos, los cuales van desde el simple rechazo de ésta distorsión, hasta el
filtrado y por ende eliminación de las perturbaciones causadas por dicha
distorsión.
El gran
desarrollo tecnológico actual lleva consigo la necesidad primordial de
presentar a la industria la metodología para la solución de este problema,
orientada a la mejor utilización de la energía eléctrica. Esto último, que se ha convertido en parte
vital del funcionamiento de la industria, para lograr ser mas competitiva y
cubrir una mayor parte del mercado.
Con la
implementación, por parte de las dependencias gubernamentales, de planes de
ahorro de energía, en los que la compensación del factor de potencia es parte importante,
ya que cuenta con un retorno de la inversión muy atractivo y con otros aspectos
difíciles de cuantificar monetariamente pero igualmente atractivos, se pretende
el apoyar el esfuerzo que realizan por su parte las industrias privadas.
La aplicación
de capacitores para la corrección del factor de potencia parece una cuestión
muy sencilla de realizar, con normatividad muy conocida y utilizada, pero
debido al avance tecnológico y específicamente a la distorsión armónica, el
comportamiento de las redes eléctricas ha cambiado, modificando también la
forma de lograr dicha corrección.
Lo anterior
hace necesario conocer esta nueva normatividad, tanto teórica como
prácticamente, para poder seguir utilizando las ventajas tanto de una correcta
compensación del factor de potencia como de la automatización y modernización
de los equipos.
FACTOR DE POTENCIA
La mayoría de los dispositivos que operan en las redes
eléctricas de corriente alterna, requieren de dos tipos fundamentales de carga
para su funcionamiento, a saber: cargas resistivas y cargas reactivas.
Las cargas
resisitivas se caracterizan por tomar corrientes que se encuentran en fase con
el voltaje aplicado a ellas. Por este
motivo, la corriente que toman de la red eléctrica la transforman en trabajo
útil, normalmente en forma de calor, luz, trabajo mecánico o cualquier otra
forma de energía no retornable a la red.
Este tipo de corriente se conoce como de trabajo o activa y su unidad de
medida es el watt.
Las cargas
reactivas ideales, por el contrario toman las corrientes que se encuentran
desfasadas 90° del voltaje aplicado a las mismas. Por este motivo, la energía que llega a ellas
no se consume directamente sino que se almacena en forma de campo eléctrico o
magnético, durante un periodo corto de tiempo y después se regresa a la red, es
decir, es la corriente requerida para producir el flujo a través de los
devanados de los dispositivos electromagnéticos para hacerlos funcionar. Este tipo de corriente es conocida como de
magnetización o reactiva y su unidad de medida es el var (volt ampere
reactivo).
Se define al
factor de potencia como la relación que existe entre la potencia activa y la
potencia aparente en un circuito eléctrico.
El valor del factor de potencia varía desde cero hasta uno, pero generalmente
se expresa en tanto por ciento.
La forma más
económica y sencilla, que se conoce, para mejrorar el factor de potencia es
instalando capacitores de potencia, en la red, ya que estos proporcionan una
cantidad conocida de potencia reactiva, en forma constante.
Los capacitores
de potencia al ser conectados en paralelo con la carga o con algún equipo
eléctrico en especial, suponen un paquete de energía de tipo reactivo
capacitivo, que toma corrientes que se encuentran desfasados 90°, en adelanto, con
respecto al voltaje. Dichas corrientes,
al estar en oposición de fase, con respecto a las corriente reactivas de tipo
inductivo, causan el efecto de reducción de la corriente reactiva total que
consume la instalación.
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