Papel de los condensadores

• El factor de potencia es la relación entre la potencia de trabajo (activa) y la potencia total consumida (potencia aparente). En esencia, el factor de potencia mide la eficacia con la que se utiliza la energía eléctrica. Cuanto mayor sea el factor de potencia, mayor será la eficacia con la que se utiliza.
• La potencia operativa de un sistema de distribución se compone de dos partes: potencia activa (de trabajo) y potencia reactiva (magnetizante inactiva). La potencia activa realiza el trabajo útil; la potencia reactiva, no. Su única función es generar los campos magnéticos requeridos por los dispositivos inductivos.

• Un factor de potencia bajo implica una eficiencia eléctrica deficiente. Cuanto menor sea el factor de potencia, mayor será la potencia aparente extraída de la red de distribución.
• Cuando no se corrige el bajo factor de potencia, la compañía eléctrica debe proporcionar la potencia reactiva no operativa, además de la potencia activa operativa. Esto implica el uso de generadores, transformadores, barras colectoras, cables y otros dispositivos del sistema de distribución de mayor tamaño que, de otro modo, no serían necesarios.
• Como los gastos de capital y los costos operativos de las empresas de servicios públicos serán mayores, estas pasarán a los usuarios industriales en forma de penalizaciones por factor de potencia y facturas de servicios públicos más elevadas.

• Reducción de la demanda de kvar
• Disminución del coste de los equipos eléctricos
• Reducción de los gastos de energía
• Disminución de las pérdidas de potencia
• Sin penalizaciones
• Incentivo en las facturas de electricidad
• Reducir la pérdida de calor de transformadores y equipos de distribución
• Prolongar la vida útil de los equipos de distribución
• Estabiliza los niveles de voltaje
• Aumente la capacidad de su sistema, etc.

• Los condensadores de corrección del factor de potencia se clasifican en unidades eléctricas llamadas "vars". Un var equivale a un voltamperio de potencia reactiva. Los vars son, por lo tanto, unidades de medida que indican la cantidad de potencia reactiva que suministra el condensador. Dado que la potencia reactiva se mide generalmente en miles de vars, la letra "k" (abreviatura de kilo, que significa miles) precede al var, creando el término más conocido, "kvar". La clasificación en kvars del condensador, por lo tanto, indica la cantidad de potencia reactiva que suministra. Cada unidad de kvars del condensador reducirá la demanda de potencia reactiva inductiva (demanda magnetizante) en la misma cantidad.

• Cómo los condensadores de corrección del factor de potencia resuelven el problema del bajo factor de potencia.
• El bajo factor de potencia es un problema que se puede solucionar añadiendo condensadores de corrección del factor de potencia al sistema de distribución de la planta. Los condensadores de corrección funcionan como generadores de corriente reactiva que aportan la potencia reactiva (kVAR) necesaria a la fuente de alimentación. Al suministrar su propia fuente de potencia reactiva, el usuario industrial libera a la compañía eléctrica de tener que suministrarla, por lo que la cantidad total de potencia aparente suministrada por la compañía eléctrica será menor.

• Los condensadores de corrección del factor de potencia reducen la corriente total extraída del sistema de distribución y posteriormente aumentan la capacidad del sistema al elevar el nivel del factor de potencia.

• Se proyecta que la demanda de energía crecerá el doble de rápido en Asia que en el resto del mundo durante los próximos 20 años. Se prevé que India absorba una parte significativa de esta demanda asiática. Sin embargo, con una menor reserva de recursos, los precios de la electricidad en los países asiáticos ya se encuentran entre los más altos del mundo. El costo unitario en India es casi el doble que en Canadá. Con la creciente competencia global, los países con costos de electricidad más altos pueden beneficiarse significativamente de las mejoras en la eficiencia energética. Además, se ha demostrado que las mejoras en la eficiencia energética tienen una recuperación más rápida, en comparación con la mejora de la disponibilidad mediante la generación.
• Por lo tanto, la mejora del factor de potencia (FP) es una de las formas más rápidas de conseguir mejores resultados.

• Una red de baja tensión requiere 410 kW de potencia activa a plena carga, y el factor de potencia medido es de 0,70. Por lo tanto, el consumo de potencia aparente del sistema a plena carga es de 579,5 kVA. Si se instalan 300 kVA de potencia reactiva capacitiva, el factor de potencia aumentará a 0,96 y la demanda de kVA se reducirá de 579,5 a 424,3 kVA.

• La mayoría de los motores de CA son del tipo de inducción y tienen un factor de potencia de retraso bajo.
  Estos motores funcionan con un factor de potencia extremadamente pequeño.
• Las lámparas de arco, las lámparas de descarga eléctrica y los hornos de calentamiento industriales funcionan con un factor de potencia de retardo bajo.
• La carga en el sistema eléctrico varía; es alta durante la mañana y la tarde y baja en otros momentos.
  Durante el aumento de la tensión de alimentación con baja carga, también aumenta la magnitud de la corriente. Esto resulta en una disminución del factor de potencia.

Los condensadores de potencia se han utilizado de muchas y variadas maneras en la industria durante los últimos 40 a 50 años, pero su uso continuo a menudo está limitado por la aparente falta de información sobre aplicaciones prácticas.

Las diversas aplicaciones de los condensadores son condensadores para mejorar el factor de potencia, condensadores en serie en el sistema de suministro de energía, condensadores de protección contra sobretensiones, condensadores divisores de voltaje, condensadores de almacenamiento de energía, condensadores de arranque/funcionamiento de motores, condensadores de iluminación fluorescente, condensadores de filtro armónico, condensadores refrigerados por agua, etc.

El bajo factor de potencia en atraso se debe principalmente a que la mayor parte de la carga es inductiva y, por lo tanto, consume corriente en atraso. Para mejorar el factor de potencia, se recomienda que los variadores que consumen el factor de potencia en adelanto utilicen un condensador. Este condensador absorbe la corriente en adelanto y neutraliza parcialmente la potencia reactiva en atraso de la corriente de carga. Esto aumenta el factor de potencia de la carga.

Los dispositivos de mejora del factor de potencia son los siguientes:

• Condensador estático.
• Condensador sincrónico.
• La fase avanza.

Actualmente, la corrección del factor de potencia se logra mediante la instalación de condensadores de potencia. En condiciones de carga fija, es posible instalar condensadores de potencia en el sistema que compensen completamente el componente de potencia y permitan optimizar el factor de potencia hasta su valor máximo. Obviamente, esto no será una compensación exacta para cargas con valores variables. El factor de potencia puede controlarse manualmente o mediante sistemas de control automático.

En el control manual, el operador tiene que realizar ajustes constantemente, lo que es muy complicado y no se puede descartar el error humano.

En el control automático, el relé de control del factor de potencia sigue detectando el factor de potencia todo el tiempo y envía señales adecuadas a los conectores conectados a él para energizar los capacitores requeridos.