CAPACITORES DE POTENCIA

1 CAPACITORES DE POTENCIA -ConceptosB sicosUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCONCEPTOS BASICOSUSUARIOUSUARIODISTRIBUCI , 23 , kV127, 220 Y 440 VOLTSUSUARIOGENERACIONTRANSFORMACIONTRAN SMISIONTRANSFORMACION400 Y 230 kVSUBTRANSMISION115, 85 Y 66 kVUSUARIOU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaTIPOS DE ( ) (H) (F) UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaDIAGRAMA FASORIALCARGA RESISTIVA PURAVIIVLA CORRIENTE ESTA EN FASE CON EL VOLTAJEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaDIAGRAMA FASORIALCARGA INDUCTIVA PURAVIVILA CORRIENTE ESTA ATRASADA 90 CON EL RESPECTO AL VOLTAJEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaDIAGRAMA FASORIALCARGA CAPACITIVA PURAVIIVLA CORRIENTE ESTA ADELANTADA 90 CON EL RESPECTO AL VOLTAJEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaPOTENCIASU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de (W)Esta POTENCIA conviertela energ ael ctricaen otrasformasde energ a.

2 -M canica-Luminosa-Termica-Qu (VAr)Es la potenciautilizadaparala generaci nde un campo el ctrico magneticoen dispositivostales (VA)Estapotenciaesel productode la corrientey el voltajeo la resultantede la sumade losvectoresde la potenciaactivay la DE POTENCIASPOTENCIA ACTIVA ( W )POTENCIAAPARENTE ( VA ) POTENCIA REACTIVA( VAr)UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIA QUE ES FACTOR DE POTENCIA ?:Es la relaci nde la potenciaactivay la factor de potenciaelevadoesun s ntomaindicativode la utilizaci neficientede la energ ael ctrica, mientrasqueun bajofactor de potenciaindicaunadeficientey pobreutilizaci n. Cabeaclararquese puedentenerdemasiadascargasinstaladas(in ductivas, capacitivasy resistivas) peroel factor de potenciavaa dependerdel tipode cargaquese tengaen operaci n. = cos = P / SQSU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaDIARIO OFICIALEn el DiarioOficialdel 10 de Noviembrede 1992 se publicoquequientuvieseun menora ser penalizadoy quientengaun y ser bonificadode acuerdoa lassiguientesexpresiones:RECARGO POR MENOR A ((90/FP)-1)X100$1/4 (1-(90/FP))X100 BONIFICACI N POR MAYOR A de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIACONSECUENCIAS POR BAJO FACTOR DE POTENCIA :-Disminuci nen capacidadde dade tensi penalidada la Compa de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIAMETODOS DE COMPENSACI N.

3 MOTORES SINCRONOS CONDENSADORES SINCRONOS CAPACITORES DE POTENCIAU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA 1kWKVA1kVArLCOS 1= INICIALU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCORRECCION DEL CAPACITORES 1kWKVA1kVArLkVArCCOS 1= INICIALU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCORRECCION DEL DE VArInductivos 2kWKVA2kVArLCOS 2= FINAL 2< 1 UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIABENEFICIOS DE LA CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA :-Aprovechamientode la capacidadde nde p nde tensi pagode penalidada la Compa de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBENEFICIOS DEL la capacidadde carga:Sitenemosun transformadorde 500 kVAtrabajandocon un de 500 x = 350 kWCorregimosa un de instalandocapacitores500 x = 475 kW35 %de incrementode capacidadUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBENEFICIOS DEL nde p rdidasporefectoJOULE :La reducci nde p rdidas(W) estadado en % de acuerdoa la siguienteexpresi n:Corregimosa un de P = 100 (1-(COS 1/COS 2)2)%- P = 100 (1-( / )2)%- P = 45 %UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBENEFICIOS DEL 1 IVXLIRIZIVG1 Regulaci nde voltaje:UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBENEFICIOS DEL 1 IVVG2 XLIRIZI 2VG1VG1> VG2 Regulaci nde voltaje:UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCORRECCION DEL un De :Consumo=130 000 kW hCargo =$ 29, kVArhfactor de POTENCIA = la bonificaci n: 1/4 [1-( 90 / 95 ) ] x 100 = %.

4 013 x 29, $ Total=$ 7, UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidakVArNECESARIOSkVArnecesarios parapasarde un = a un = :kVAr= kW{ Tan [ COS-1 ( 1 ) ] -Tan [ COS-1 ( 2 )] }kW= (130000 kWh/ 20 diasx 16 horas ) = 406kVAr= 406 { Tan [ COS-1 ( ) ] -Tan [ COS-1 ( )] }kVAr= de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaAMORTIZACION DEL COSTOA mortizaci ndel costode loscapacitores :Costo aproximado por kVAren 460 Volts$ 76 pesos 342$ 76 x 342 = $ 25,992 Tiempo de amortizaci n = 25,992 / 7, = 3. 6 mesesUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIACALCULOSD eterminaci ndel en unainstalaci nindustrial :-Por recibos de la compa a el un factor metro( cos My kW)-Con un kilowathor metroy un kilovarhor metroregistradores-Wattmetro, Voltmetroy Ampermetro( cos M= kW/ kVA)UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaTIPOS DE COMPENSACI )Individualb)En grupo (CCM)-Autom tica ( uno mas pasos ).

5 -MixtaPara estos tres tipos puede ser por :Alta tensi n Baja Tensi nNOTA:Los capacitoressiempre deben ir conectados antes del equipo de medici n de la Compa a suministradora de Energ de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIA Vs TIEMPOCOMPORTAMIENTO DEL SISTEMA:. de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIA Vs TIEMPOCOMPENSACION FIJA :. ACTUALU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIA Vs TIEMPOCOMPENSACION AUTOMATICA :. ACTUALU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaFACTOR DE POTENCIA Vs TIEMPOCOMPENSACION MIXTA :. ACTUALU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCAPACITORES DE POTENCIA -Bancosde CapacitoresUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBANCOS DE CAPACITOREST iposde bancosde CAPACITORES :-Poste-Piso-Subestaci n-En gabinete(casosespeciales)UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBANCOS DE CAPACITORES Subestaci n Piso PostePOTENCIA75 A 1200 kVAr A kV A kV VOLTAJE23 A 170 kV POTENCIA75 A 2700 kVAr POTENCIA1200 A 42000 kVAr UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBANCOS DE CAPACITOREST iposde conexi n.

6 -Estrellacon neutroflotante-Estrellacon neutrosolidamenteaterrizado-Dobleestrell a-DeltaUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaARREGLO DE BANCOSLa conexi nen Delta se encuentraen sistemasde bajatensi ny se determinageneralmenteporrazonesecon conexionesestrellay dobleestrellacon neutrosolidamenteaterrizadose aplicasolo en sistemasmulti-aterrizadosy en todoslosnivelesde tensi n, peroesun caminoo retornoparalasarm conexionesen estrellay dobleestrellacon neutroflotanteson lasm susualesy se utilizanen sistemascon neutroflotanteo de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCONEXIONES DE BANCOSRabcDOBLE ESTRELLA CON NEUTRO COMUNDOBLE ESTRELLA CON NEUTRO COMUNRcabESTRELLA CON NEUTRO FLOTANTEESTRELLA CON NEUTRO FLOTANTEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaPRINCIPALES COMPONENTESBANCOS DE CAPACITORES :- CAPACITORES -Protecciones-Aislamiento-E structurasMetalicas Gabinetes-Control-Dispositivode Conexi ny Desconexi ( conexi nen paralelo)UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaPRINCIPALES COMPONENTES-CapacitoresUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaDESARROLLO DEL DE LA REDUCCI N EN PESO (kg/kVAr)Pap-Aceite -AlumHazy-Film-EkonolIII -AlumAll-Film-EkonolIV-AlumlaserUnidadUn idadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaUTILIZACION DE CAPACITORES1914193719801990-200001020304 05060708090 100 %195019321970 EVOLUCION HISTORICAU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaTECNOLOGIAS ACTUALEST ipode CAPACITORES de POTENCIA :- CAPACITORES fusible fusible de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaTECNOLOGIAS ACTUALEST ipode CAPACITORES de POTENCIA .

7 Fusible ExternoFusible InternoFuseslessUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCARACTERISTICAS PRINCIPALESC apacitores:- POTENCIA (25 a 400 kVAr)-Tensi n(2400 a 19920 Volts)-Frecuencia(50 60 Hz)-NivelBasicode Impulso(95, 125 kV)-Distanciade fuga( , cm/kVf-f)-Temperaturade Operaci n(-25 a + 45 C)-Normaso Especificaciones( ieee std 18 ,IEC-871)-Altitudde Operaci n(1000 ,2300 msnm)HOMOLOGACIONLAPEMFUSIBLE EXTERNOFUSIBLE INTERNOU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaINSPECCION EN PLANTAPRUEBAS DE RUTINA PruebaDiel ctrica Pruebade Aislamiento Medici nde Capacitancia Medici nde p rdidas(tan ) Medici n de Resistencia de descargaUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACIONPRUEBA DIELECTRICA Estapruebase realizaentreterminales, se tienendos opciones: kV * de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaPRUEBA DIELECTRICAU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaDESCARGA DEL CAPACITORU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACIONPRUEBA DE AISLAMIENTO Estapruebase realizaentreterminalesy bote: 34 kV < kV 40 kV > :Capacitorescon unaboquillano llevanestapruebaUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACIONMEDICION DE CAPACITANCIA Estapruebase realizaentreterminalesa tensi nnominal ( Vn) :Equipode medici n:CircuitoResonanteconpuentecomputarizad oREACTOR AJUSTABLECAPACITOR PATRONCAPACITOR BAJO PATRONPUENTEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACIONTAN (P rdidas) Estapruebase realizaentreterminalesa tensi nnominal ( Vn) :Equipode medici n.

8 CircuitoResonanteconpuentecomputarizadoR EACTOR AJUSTABLECAPACITOR PATRONCAPACITOR BAJO PATRONPUENTEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaMEDICION DE CAPACITANCIA Y TAN UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACIONCAPACITANCIAREACTO R AJUSTABLECAPACITOR PATRONCAPACITOR BAJO PATRONPUENTEC = kVAr* 10002 * * f (kV)2C = 100 * 1000377 * ( )2C = FUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACIONMEDICION DE RESISTENCIA DE DESCARGA Estapruebase realizaentreterminales, se tienendos opciones: MegohmetroUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACIONRESISTENCIA DE DESCARGARd = CnLn[( 2 Vn) / Vr]Rd = * Ln[( 2 *7960 ) / 50]Rd = M UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACION Resistenciade Descarga W/KVAR = 1 / ( Rd * C )RdCUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaACEPTACION75 V5 10 minutosVOLTS50 VIECIEEEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaTIEMPOONDA SINUSENOIDALU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedida75 V5 10 minutosTIEMPOVOLTS50 VIECIEEEFAMILIA DE CAPACITORESC apacitoresm scomunesen el Mercado NacionalPOTENCIA kVAr2550100150200300400 VOLTAJE Volts24004160796013280138001440019920 FRECUENCIA Hertz50 60 UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCAPACITORES DE POTENCIA -Bancosde CapacitoresUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBANCO DE CAPACITORES TIPO PISOU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBANCO DE CAPACITORES TIPO POSTEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBANCO DE CAPACITORES TIPO POSTEU nidadUnidadde de

9 TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBANCO DE CAPACITORES TIPO POSTEU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBCO DE CAP TIPO SUBESTACIONU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaBCO DE CAP TIPO SUBESTACIONU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaPRINCIPALES COMPONENTES-PROTECCIONES(Conexi nen estrellaflotante)UnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaPROTECCIONESF usibles:-Corrientenominal -Tensi nnominal-Fusible tipoexpulsi n(K)15 kV y 25 kVI = kVAr/ kV = 100 = AIf = I * = * = AUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaPROTECCIONESBARRA BUSRESORTECANILLALISTONFUSIBLEAISLADOR ( BUSHING )CAPACITORAISLADOR SOPORTE DE BUSU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de DE RIESGOZONA DE SEGURIDAD10 %90 %TIEMPO EN SEGUNDOSU nidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCORRIENTE EN AMPERESPROTECCIONESR elevadorde desbalance:-Corriente(DobleEstrella, 4600 kVAr-15000 J ) -Tensi n(Estrellacon neutroflotante)-Nivelde aislamiento-Rangode Operaci n-Voltajede la bobina-Sistemade alarma-FrecuenciaUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCALCULO DE DESBALANCEPara bancosde CAPACITORES con nivelde voltajede , 23 y kV y conexi nen estrellacon neutroflotante.

10 Se debecumpliry considerarel n merom nimode capacitoresporfase( 4 CAPACITORES porfase) , estoescon el fin de quesial fallarunaunidad, lasunidadesrestantesNO se sobretensionena m sdel 10 %del voltajedel S = N / [ (3 x M) -N ]N = UnidadesFalladasM = Unidadesen paraleloUnidadUnidadde de TransformadoresTransformadoresde de MedidaMedidaCALCULO DE DESBALANCEN ormalmenteestosbancosde CAPACITORES se formancon unasolaserieporlo queel voltajede lasunidadesesel voltajede fasesentrera zde kV correspondenunidadesde kVPara 23 kV correspondende kV correspondende kVEn casosespecialespuedenser con dos series parabajarla tensi ndel capacitor y tambi nen dobleestrella, paracumplircon la potenciade cada