¿Qué es un banco de condensadores? Corrección del factor de potencia para su sistema eléctrico

I. Definición: la solución de potencia reactiva

Un banco de condensadores (a menudo llamado generador SVG Active Static VAR ) es un dispositivo crucial para optimizar las fuentes de alimentación y la eficiencia general del sistema eléctrico. Fabricado con el estricto estándar de la Comisión Electrotécnica Internacional IEC 62271 , consta de múltiples unidades de condensadores , reactores , controladores y dispositivos de protección (fusibles, interruptores de circuitos).

Su función principal? Compensación de potencia reactiva. Los bancos de condensadores almacenan energía eléctrica en un campo electrostático y la devuelven al sistema eléctrico según sea necesario. Al conectar estas unidades en paralelo con el suministro eléctrico, el banco inyecta la potencia reactiva 'líder' (KVAR). Esto contrarresta directamente la potencia reactiva 'rezagada' inherentemente dibujada por cargas inductivas (como motores y transformadores ), por lo tanto::

II. ¿Por qué usar bancos de condensadores? Beneficios clave para su suministro y sistema

El bajo factor de potencia tiene efectos perjudiciales significativos. Comprender la diferencia entre la potencia real (P) y la potencia reactiva (Q) es importante.

La potencia real es la energía útil que usa el equipo. La potencia reactiva es la energía necesaria para crear campos magnéticos. Sin embargo, la potencia reactiva no se usa directamente para el trabajo. Los bancos de condensadores corrigen este desequilibrio, ofreciendo ventajas sustanciales:

1. Reduce la capacidad y costo de suministro eléctrico requerido:

   Al mejorar la cos φ de (p. Ej.) 0.8 a 0.95, se reduce la necesidad de generación costosa, líneas de transmisión y capacidad de los equipos de subestación. La instalación de condensadores libera la capacidad existente.

   
   

2. Reduce las facturas de electricidad y las pérdidas de energía:

   El factor de potencia más alto se traduce directamente en energía eléctrica desperdiciada reducida y menores costos de servicios públicos. Se pierde menos energía como calor en todo el sistema eléctrico.

   
   

3. Maximiza la capacidad de la fuente de alimentación existente:

   El factor de potencia de corrección permite que su infraestructura de suministro eléctrico actual entregue una potencia real más utilizable (KW) sin necesidad de actualizaciones inmediatas a las líneas de transmisión o transformadores.

   
   

4. Mejora la estabilidad del voltaje y extiende la vida útil del equipo:

   Los niveles de voltaje de estabilización reducen el estrés en el equipo sensible conectado a sus fuentes de alimentación.

   
   

5. Evita las sanciones de utilidad:

   Muchos servicios públicos cobran tarifas por instalaciones que operan con un factor de potencia crónicamente bajo. Los bancos de condensadores evitan estas sanciones costosas.

   
   

6. Mitiga armónicos:

   Cuando se combinan con los reactores de desanimación, los bancos de condensadores son una protección esencial contra la distorsión armónica dañina, especialmente crucial en sistemas eléctricos con cargas no lineales como:

• VFDS, bombas, motores grandes

• Maquinaria industrial (soldadura, molinos)

• Sistemas HVAC

• Centros de datos (UPS, SMPS)

• Inversores de energía renovable (solar fotovoltaica, viento)

• Estaciones de carga EV

• Y etc.

Banco de condensadores en el interior

Componentes del banco de condensadores

Banco de condensadores

Iii. ¿Dónde instalar bancos de condensadores en el sistema eléctrico?

La ubicación óptima depende de las necesidades del sistema:

1. Compensación centralizada:

Los bancos instalados en subestaciones principales (nivel de HV/LV) que sirven grandes secciones del sistema eléctrico.

2. Compensación de grupos:

Bancos colocados en transformadores de distribución o paneles de distribución de plantas principales.

3. Compensación local:

Los condensadores conectados directamente a motores grandes individuales o cargas inductivas, proporcionando la corrección más específica.

IV. Fallas comunes: proteger su inversión

Los bancos de condensadores operan en entornos exigentes. Comprender los puntos de falla comunes ayudas en la prevención:

1. Fallas de la Unidad de Capacal:

• Ajuste/daño de la caja: causado por entornos de sobrecalentamiento o corrosivos que afectan los componentes que almacenan la energía almacenada.

• Ruptura/explosión: sobretensión severa (p. Ej., Subiendo las olas) o las fallas dieléctricas internas liberando la energía almacenada catastróficamente

2. fallas en el contactor (utilizadas para cambiar de bancos):

• Soldadura de contacto: a menudo debido a las corrientes de entrada excesiva causadas por: cambiar demasiado rápidamente (<30s tiempo de descarga), lo que conduce a picos de voltaje en la energía almacenada residual, o una alta distorsión armónica.

• Desgaste mecánico: las operaciones de conmutación frecuentes conducen a la degradación física.

V. Operación segura

El manejo adecuado asegura la longevidad y la seguridad:

1. La secuencia de ajuste es crítica:

Aparte: desconecte los bancos de condensadores antes de otras cargas/interruptores.

Startup: Energize Coponitor Banks solo después de que el suministro eléctrico principal sea estable y otras cargas estén funcionando. Nunca cierre los interruptores en Banks inmediatamente después de un apagón de la cuadrícula.

2. Intervalos de ajuste:

Los controladores automáticos manejan el cambio, pero aseguran un mínimo de 30 segundos (idealmente más de 60 segundos) entre las operaciones para permitir la descarga interna de energía almacenada. Absolutamente nunca cierre en un banco de condensadores que se sabe que tiene un cargo residual.

3. Responder a los viajes de dispositivo de protección:

• Prohibición estricta: recluir inmediatamente un interruptor de condensador o contactor después de un viaje automático (bloqueo) está estrictamente prohibido.

• Investigación obligatoria: la causa del viaje debe investigarse e identificarse a fondo antes de cualquier intento de recepción.

• Procedimiento de análisis: Examine los registros de eventos del controlador, los indicadores/objetivos de retransmisión de protección y el equipo de monitoreo relevante.

• Inspección física: Inspeccione visualmente las unidades de condensadores, los contactores de conmutación, los fusibles, el cableado asociado, las conexiones y los circuitos de control para cualquier signo de daño, sobrecalentamiento o mal funcionamiento.

• Protocolo de reventización: el banco de condensadores solo puede volver a pertenecer después de que la causa raíz del viaje se haya determinado de manera concluyente y la condición de falla se ha rectificado.

4. Descarga de seguridad -seguridad (antes de cualquier trabajo):

Las resistencias de descarga internas no son suficientes para la seguridad. Siempre realice una descarga de tierra visible: use una descarga nominal aislada a los terminales de condensadores cortos para tierra y entre sí varias veces. Verifique la ausencia de voltaje usando un voltímetro con calificación de condensador.

VI. Programa de mantenimiento de rutina:

1. Control de temperatura:

   Mantenga temperaturas ambientales por debajo de 40 ° C donde se encuentren los bancos.

   
   

2. Limpieza regular:

   Retire el polvo y los contaminantes de los bujes, aislantes, casquillos y reactores. La acumulación puede causar rastreo o sobrecalentamiento.

   
   

3. Inspecciones trimestrales (durante interrupciones):

   Verifique las resistencias de descarga/VTS, la integridad terminal, la base y el estado general. Realice pruebas de resistencia de aislamiento (IR) y Tan δ si es posible.

   
   

4. Documentación:

   Mantenga registros detallados de todas las inspecciones, pruebas y acciones de mantenimiento.

   
   

Vii. Conclusión: Esencial para los sistemas de energía modernos

Los bancos de condensadores son indispensables para la operación eficiente, estable y rentable de los sistemas eléctricos modernos. Al suministrar dinámicamente la potencia reactiva, corrigen problemas de bajo factor de potencia en la fuente. Esto ofrece beneficios significativos:

1. Pérdidas de energía eléctrica reducidas en líneas de transmisión y en toda la red de distribución (pérdidas I⊃2;R más bajas).

2. Gotas de voltaje minimizadas y una mayor estabilidad para alimentos de mejor calidad.

3. Evitar las costosas penalizaciones de servicios públicos.

4. Utilización maximizada de la capacidad de suministro eléctrico existente (generación, líneas de transmisión, transformadores), retrasando las actualizaciones costosas.

5. Vida útil extendida para equipos sensibles.

   
   

Para garantizar un rendimiento y seguridad óptimos, los bancos de condensadores requieren una selección correcta basada en las necesidades del sistema (especialmente los niveles armónicos), la instalación que cumple con estándares como IEC 62271, una estricta adherencia a los protocolos de cambio, procedimientos de descarga rigurosos al manejar energía almacenada y un régimen de mantenimiento preventivo disciplinado. Implementados correctamente, los bancos de condensadores son una inversión vital para optimizar su infraestructura de energía.