¿QUÉ
ES EL COSENO DE PHI?
El
Cos φ es el coseno del ángulo φ que forman la potencia activa (P)
y la aparente (S) en el triángulo de potencias tradicional. En un
sistema eléctrico de corriente alterna con ondas senoidales
perfectas, la descomposición de la potencia aparente en la suma de
dos vectores, da como resultados un triángulo rectángulo, en
el que las componentes se encuentran en los ejes de los
números reales y los imaginarios:
Aplicando
el Teorema
de Pitágoras y
las relaciones
trigonométricas se
obtiene que el Cosφ sólo depende de las Potencias Activa (P) y
Reactiva (Q).
¿POR
QUÉ COMPENSAR LA REACTIVA?
Como
se explicó en el artículo anterior, una variación de la potencia
reactiva hace que los equipos generadores y/o transformadores que
abastecen a la instalación trabajen a un régimen mayor del
necesario. Además, que la administración está penalizando, cada
vez más duramente los valores del Cos φ bajos. Con lo que compensar
la energía reactiva supone un ahorro directo
en la factura eléctrica.
¿QUIÉN
ES EL CULPABLE DE LA REACTIVA?
La
energía reactiva la utilizan los equipos con bobinados para mantener
los campos magnéticos que necesitan para realizar su trabajo. Así
motores y transformadores son los grandes consumidores de reactiva.
¿CÓMO
SE COMPENSA LA REACTIVA?
La
energía reactiva se compensa instalando condensadores en paralelo a
las cargas “problemáticas”. Así en grandes motores y
transformadores se instalarán condensadores en paralelo conectados
solidariamente, de modo que cuando éstos entren en funcionamiento lo
hagan con su condensador apoyándolos.
.
En
ocasiones no es una carga concreta la causante del problema, si no
que es la suma de todas. Se descarta el compensar carga a carga por
lo elevado de la instalación. Así que se montará una batería
regulable de condensadores. Que mida en tiempo real la reactiva
demandada por la instalación y, conecte automáticamente los
condensadores (“botes” en el argot) que necesite para
compensarla.
A
continuación se explicará cómo se calcula una batería de
condensadores para una instalación en marcha o en proyecto, de dos
formas distintas: Teórica y Empírica.
- CÁLCULO INSTALACIÓN PROYECTADA
Si
la instalación no ha funcionado nunca, sólo podremos dimensionar la
batería realizando una estimación, de modo teórico. Contabilizar
la potencia instalada de cada receptor, aplicarle un coeficiente de
simultaneidad [En la ITC-BT
10 de
la Guía
Técnica del Reglamento
de Baja Tensión encontrará
estos coeficientes y, algunos consejos] y estimar un Cos φ.
Como
norma general se aplicará un Cos φ de 0,8 (Tan φ = 0,75) a
todas las cargas con grandes motores y transformadores, como la
maquinaria. Y un Cos φ de 0,9 (Tan φ = 0,48) para alumbrado y
otro tipo de receptores. Así, se sumará la componente reactiva de
todas las cargas:
Se
elegirá la batería de condensadores de una potencia
reactiva inmediatamente superior a la calculada, teniendo
en cuenta las escalas de fabricación.
- CÁLCULO INSTALACIÓN EN MARCHA
Una
instalación en marcha permite hacer el cálculo de dos maneras. Una
teórica y otra práctica o empírica. Lo aconsejable es hacerlo de
las dos y contrastar. Además que cada una tiene unas ventajas, que
las acercan más al valor más idóneo.
CÁLCULO
PRÁCTICO
Conecte
todos los equipos de la instalación. Todos. Póngalos a funcionar, a
consumir electricidad. Si la instalación cuenta con máquinas
póngalas a trabajar, haga que demanden unos niveles altos de
energía. Por ejemplo si tiene sierras eléctricas haga que corten,
no se conforme con que gire el disco. Previo a esto deberá haber
conectado en la cabecera de la instalación un analizador de redes u
otro equipo registrador que mida la potencia activa y reactiva de la
instalación. Cuando recoja el equipo revise cuál ha sido la máxima
potencia reactiva demandada.
Piense en la posibilidad de que haya futuras ampliaciones que
necesiten compensar una reactiva mayor que la medida y, elija una
batería suficiente para compensarla.
CÁLCULO
TEÓRICO
Necesitará
las facturas eléctricas del último año. Es necesario un año
entero ya que no se usan, las instalaciones, del mismo modo en
invierno y verano. La calefacción y/o aire acondicionado, trabajos
estacionales (piense en una bodega), cambios de horarios (en verano
hay muchas empresas que reducen su jornada), etc … hacen que las
necesidades energéticas no sean constantes a lo largo del año.
Observe
que en las facturas hay tres parámetros que ha registrado el
contador en cada uno de los periodos: Potencia Activa (kW), Energía
Activa (kWh) y Energía Reactiva (kVArh). Usará los tres para el
cálculo de la batería.
Como
en todos los aspectos de la vida, el tiempo (h: en horas) afecta a
todo por igual, y, a las Potencias también, por lo que el triángulo
de potencias mantiene sus proporciones cuando se hace con energías.
Así, φ mantiene su valor aunque los catetos del triángulo sean las
energías activa y reactiva en vez de las potencias.
Para
calcular la Potencia Reactiva máxima en la instalación usaremos
las relaciones
trigonométricas entre
dos triángulos rectángulos proporcionales:
Así,
se calculará la Máxima Potencia Reactiva en kVAr en cada periodo de
cada factura y, se tomará como la potencia a compensar la máxima de
todas. Igual que en los casos anteriores, se tendrán en cuenta las
potencias estándar de los fabricantes de baterías y, la posibilidad
de futuras ampliaciones en la instalación.
Fuente: Por redacción
No hay comentarios:
Publicar un comentario