Un banco de condensadores es un equipo muy esencial en un sistema de potencia eléctrica. La potencia requerida para hacer funcionar todos los electrodomésticos es la carga como potencia útil, que es la potencia activa. La potencia activa se expresa en kW o MW. La carga máxima conectada al sistema de potencia eléctrica es principalmente inductiva, como el transformador eléctrico, motores de inducción, motor síncrono, hornos eléctricos, iluminación fluorescente, todos son de naturaleza inductiva.
Además de estos, la inductancia de diferentes líneas también contribuye a la inductancia del sistema.
Debido a estas inductancias, la corriente del sistema retrasa con respecto al voltaje del sistema. A medida que aumenta el ángulo de retardo entre voltaje y corriente, el factor de potencia del sistema disminuye. A medida que disminuye el factor de potencia eléctrico, para la misma demanda de potencia activa, el sistema extrae más corriente de la fuente. Una corriente mayor causa pérdidas mayores en las líneas.
Un mal factor de potencia eléctrico causa una mala regulación de voltaje. Por lo tanto, para evitar estas dificultades, se debe mejorar el factor de potencia eléctrico del sistema. Como un condensador hace que la corriente adelante al voltaje, la reactancia capacitiva puede usarse para cancelar la reactancia inductiva del sistema.
La reactancia del condensador puede usarse para cancelar la reactancia inductiva del sistema.
La reactancia del condensador generalmente se aplica al sistema utilizando un condensador estático en derivación o en serie con el sistema. En lugar de usar una sola unidad de condensador por fase del sistema, es bastante efectivo usar un banco de unidades de condensador, teniendo en cuenta el mantenimiento y la instalación. Este grupo o banco de unidades de condensador se conoce como banco de condensadores.
Existen principalmente dos categorías de bancos de condensadores según sus disposiciones de conexión.
Condensador de derivación.
Condensador en serie.
El condensador de derivación es muy comúnmente utilizado.
El tamaño del banco de condensadores se puede determinar mediante la siguiente fórmula :
Donde,
Q es la varia necesaria.
P es la potencia activa en kW.
cosθ es el factor de potencia antes de la compensación.
cosθ’ es el factor de potencia después de la compensación.
Teóricamente, siempre se desea comisionar un banco de condensadores cerca de la carga reactiva. Esto elimina la transmisión de kvar reactivos de una gran parte de la red. Además, si el condensador y la carga se conectan simultáneamente, durante la desconexión de la carga, el condensador también se desconecta del resto del circuito. Por lo tanto, no hay posibilidad de sobrecarga. Pero conectar un condensador con cada carga individual no es práctico desde el punto de vista económico. Dado que el tamaño de las cargas varía enormemente para diferentes consumidores, varios tamaños de condensadores no están siempre disponibles. Por lo tanto, no siempre es posible una compensación adecuada en cada punto de carga. Además, cada carga no está conectada al sistema las 24 horas del día, 7 días a la semana. Así, el condensador conectado a la carga tampoco se puede utilizar completamente.
Por lo tanto, el condensador no se instala en cargas pequeñas, pero para cargas medias y grandes, el banco de condensadores puede instalarse en las propias instalaciones del consumidor. Aunque las cargas inductivas de los consumidores de mediano y gran volumen se compensan, aún habrá una cantidad considerable de demanda de var originada por diferentes cargas pequeñas no compensadas conectadas al sistema. Además, la inductancia de la línea y el transformador también contribuyen a la var del sistema. Considerando estas dificultades, en lugar de conectar un condensador a cada carga, se instala un gran banco de condensadores en la subestación principal de distribución o en la subestación secundaria de la red.
El banco de condensadores puede conectarse al sistema ya sea en delta o en estrella. En la conexión en estrella, el punto neutro puede estar conectado a tierra o no, dependiendo del esquema de protección para el banco de condensadores adoptado. En algunos casos, el banco de condensadores se forma por doble formación en estrella.
Generalmente, un gran banco de condensadores en una subestación eléctrica se conecta en estrella.
El banco conectado en estrella a tierra tiene algunas ventajas específicas, como,
Reducción del voltaje de recuperación en el interruptor para el retraso normal repetitivo de conmutación de los condensadores.
Mejor protección contra sobretensiones.
Fenómeno de sobre tensión comparativamente reducido.
Menor costo de instalación.
En un sistema sólidamente a tierra, el voltaje de las tres fases de un banco de condensadores, permanece fijo e inalterado incluso durante el período de operación de dos fases.
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