¿PORQUE USAR CONTACTORES ESPECIALES PARA BANCOS DE CONDENSADORES?
Figura 1. Triangulo de potencias
El consumo de potencia reactiva genera inconvenientes en los equipos de generación o transformadores de abastecimiento, haciéndolos trabajar en un régimen mayor al necesario, también las empresas suministradoras de energía penalizan fuertemente en las facturas el consumo de Energía Reactiva, teniendo costos más altos o en determinados casos colocando sanciones, por lo cual se debe entonces mejor compensar el coseno phi (cos φ) y así tener un ahorro económico.
El consumo de potencia reactiva genera inconvenientes en los equipos de generación o transformadores de abastecimiento, haciéndolos trabajar en un régimen mayor al necesario, también las empresas suministradoras de energía penalizan fuertemente en las facturas el consumo de Energía Reactiva, teniendo costos más altos o en determinados casos colocando sanciones, por lo cual se debe entonces mejor compensar el coseno phi (cos φ) y así tener un ahorro económico.
Los Bancos de condensadores, se usan en subestaciones, plantas u otros, donde se requiera compensar la Energía Reactiva (o el factor de potencia) que consumen los motores eléctricos o demás cargas.
Dependiendo la necesidad se puede compensar Individual o por grupos.
Compensación Individual:
Método de compensación más eficiente, se hace directamente en el motor figura 2, lo que es muy bueno pues la reactiva solo estará circulando en los cables del motor y el condensador pero muchas veces los tamaños de condensadores del mercado son más grandes de los requeridos y no hace tan eficaz usar este método o también se presenta que el costo de varios condensadores independientes es mayor que uno equivalente , lo que lo hace un sistema más costoso, además si los motores no se usan con frecuencia, se tendría una alta inversión sin su utilización.
Figura 2. Compensación individual
Compensación en grupos:
Es la más usada, permite compensar la Energía Reactiva de varios motores en un solo Banco de Condensadores, lo que ahorra costos en equipos y cableados. La máxima compensación se obtiene cuando los condensadores se conectan simultáneamente y demandan potencia reactiva continuamente.
En un banco de condensadores se puede tener dos tipos de pasos: fijos o móviles, según la necesidad.
Los bancos de pasos fijos, son un medio más económico y fiable para la compensación de potencias reactivas en cargas constantes , se implementan con diferentes pasos en el cual tiene cada paso tiene un Interruptor tripolar seleccionado a la corriente requerida y el condensador a usar pero cuando se tienen cargas variables como son la mayoría de aplicaciones (diferentes motores en una industria) lo mejor es realizar un paso fijo y varios pasos móviles, también incluir un controlador automático que se encargara de activar los diferentes pasos móviles para compensar la reactancia inductiva generada por los motores o transformadores con la reactancia capacitiva o los condensadores de forma automática y mantener el coseno Phi (cos φ), lo más cercano a uno para que toda la energía Aparente que se consuma sea Potencia Activa, cuyo costo es el más bajo que la Potencia reactiva.
Para este caso de los pasos móviles se usa un interruptor tripolar o fusibles (lo más adecuado), un contactor tripolar y el condensador a usar.
Figura 3. Banco Automático con 12 pasos móviles
En los condensadores al momento de energizarse, por medio del contactor, se van a tener unas corriente muy altas (debido a la baja impedancia ) que puede llegar hasta 180 veces o más la corriente del condensador, llamada In-Rush, esto es el principal causante que se afecte la vida útil de un condensador, adicionalmente si colocamos un contactor de uso para motores AC3 o para resistencias AC1 para energizar el condensador , este se va a dañar muy rápido pues no está diseñado para soportar estas corrientes tan elevadas, se debe ubicar uno adecuado a su uso que según la norma EN 60947-4-1 lo define como categoría AC6B. Ver tabla 1.
Para atenuar o disminuir la In-Rush, se debe implementar en el contactor una resistencia de precarga (Resistor cable), la cual se ubica en serie a un bloque de contactos auxiliares en la parte superior al contactor (capacitor switching unit) y estos contactos auxiliares cierran un tiempo antes de los contactos principales para así empezar a hacer la carga del condensador con una resistencia fija y permite atenuar esa corriente del primer instante de conexión (In-Rush), luego estos contactos auxiliares abren cuando cierran sus contactos principales y queda compensando lo que aporta el condensador. Ver figura 4
Tabla 1. Categorías de empleo
Figura 4 Contactor con resistencias de precarga.
Hyundai maneja en su portafolio los siguientes contactores categoría AC6B, con resistencias de precarga (Capacitor Switching Unit + Resistance cable) que permiten su uso adecuado y siendo un equipo funcional para conexión de condensadores por medio de contactores (Uso en Bancos de Condensadores).
Tabla 2. Contactores Hyundai para Bancos de Condensadores
Estos contactores vienen con cuatro contactos auxiliares 2NA+2NC de libre uso, su vida útil en AC-6B, es de 100.000 veces y permiten una frecuencia de cierre de hasta 24 millones de veces / hora.
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