Como
se vio en el artículo de las
características,
las baterías están compuestas de “escalones”, que no son más
que condensadores trifásicos que se conectan y desconectan de la
instalación según las necesidades de compensación de reactiva.
Cada condensador, está compuesto por láminas de material conductor
enrolladas sobre si mismas formando una espiral y, entre medias
un material
dieléctrico.
En muchos casos derivados poliméricos. Es como hacer un Dürüm,
pero en vez de pan, láminas conductoras y, en vez de la mezcla de
comida, material dieléctrico. Se montan tres rollos que se encierran
dentro de una carcasa metálica. Los huecos se rellenan
de Vermiculita.
Para
que sea trifásico, se le instalan tres bornes de conexión, que,
como puede ver en la imagen (click para ampliar), están conectados a
cada uno de los tres “rollos”. Entre sí, se conectan “todos
con todos” de modo que internamente formen un triángulo. Así al
conectarlo en la instalación la diferencia de potencial entre cada
una de las fases hará que la corriente fluja a través de él y, se
produzca la compensación (En futuros artículos se explicará por
qué se produce la compensación en más profundidad).
Una
batería de condensadores está compuesta por varios de éstos, que
se llaman en el argot “escalones”, que están conectados en
paralelo, sometidos a la tensión de la instalación al entrar en
servicio y, sumando las corrientes “correctoras” que aportan cada
uno.
CONEXIÓN
DE LA BATERÍA EN ESTRELLA
Visto
cómo se conecta un condensador internamente, se explicará cómo se
conectará en la instalación que se desea compensar. Como todos los
condensadores se conectan en paralelo, eléctricamente habrá uno,
resultante de la suma de capacidades de todos, por cada una de las
fases.
En
el esquema adjunto podrá ver cómo resultaría la conexión en
estrella de estos condensadores. Se conectaría el neutro de la
estrella para que coincidiera con el de la instalación y evitar
diferencias de potencia entre ambos. Fíjese en la tensión a la que
está sometido cada condensador. Pinche sobre la imagen para ampliar.
Cada
“bote” está conectado entre neutro y fase, con lo que estará a
una tensión de 230 V. Siempre entre el conductor azul y otro.
Ante
las preguntas: ¿Este sistema es válido? ¿Funcionaría?. Sólo hay
una respuesta: Si, todo funcionaría.
CONEXIÓN
DE LA BATERÍA EN TRIÁNGULO
Visto
cómo se conectaría en estrella, ahora se verá el resultado en
triángulo. Según se explicó al describir un condensador
internamente, éstos se conectan en triángulo, en las instalaciones
trifásicas. Con lo que este esquema es el correcto, el que utilizan
todos los fabricantes.
Igual
que en el caso de la estrella, debe fijarse en las tensiones a las
que se somete cada condensador. En este caso no existe neutro en la
batería de condensadores, con lo que cada “rollo” dentro de cada
“escalón” estará conectado entre dos fases, o lo que es lo
mismo, estará a 400 V.
Esta
solución, al igual que la otra, también funciona. Entonces ¿Por
qué se conectan en triángulo?
¿POR
QUÉ SE CONECTAN EN TRIÁNGULO?
Está
claro que la decisión no atiende a criterios de operatibilidad y
funcionalidad. Como la mayoría de todas las decisiones, es
económica. Realizar un “escalón” que internamente esté
conectado en triángulo es más laborioso ya que las conexiones son
más complejas, pero se usa menos material y, es lo más caro de una
batería, la materia prima.
El
material conductor que se suele usar es Zinc,
que igual que el Cobre o el Hierro, tienen un precio muy variable.
Hay que recordar que un parámetro importante era la tensión a la que la batería
compensaba la potencia reactiva nominal indicada por el fabricante.
Recordará que para dos baterías de igual potencia nominal, por
ejemplo 10 kVAr y, tensiones nominales de 400 V y 440 V, montadas en
la misma instalación, la de 440 V tenía un 10% menos de capacidad
de compensación.
Para
desarrollar la misma potencia compensatoria, si la batería se somete
a una tensión mayor tendrá que soportar menor corriente. Cuanto
mayor es la corriente más Zinc ha de tener la batería para evitar
las pérdidas por el Efecto
Joule.
La energía convertida en calor y, por lo tanto perdida por el Efecto
Joule, depende del cuadrado de la corriente y de la resistencia del
material.
Con
lo que para evitar esas pérdidas, que evitan que el condensador
compense la reactiva deseada, hay que reducir la corriente,
primeramente, ya que por cada 2 A que se reduce, las pérdidas de
dividen por 4. Y luego la resistencia. Para reducir la resistencia
sólo queda elegir otro material por otro más conductor o aumentar
la superficie de éste, lo que implica un incremento en el coste.
Así
que ante cablear la batería de un modo u otro o encarecer el
material, la decisión es clara. Se conectan con el sistema que
permite estar a los condensadores sometidos a la tensión más alta,
admisible, dentro de la instalación. Esta configuración es la de
Triángulo.
¿ES
MUY GRANDE LA DIFERENCIA?
Sí
es grande. Si se usa la batería del ejemplo de 10 kVA y, los
cálculos que ya se vieron en el artículo de las
características más destacadas de una batería de condensadores se
verá:
Igualando
las dos expresiones:
.
Esto
quiere decir, que para compensar la misma reactiva, una batería
conectada en estrella tendrá que soportar casi un 174% de la
corriente que tendría que soportar una en triángulo. Que la batería
esté preparada para soportar esa corriente la hace más cara.
Fuente: Por redacción
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