Fácilmente cualquier técnico con un mínimo de conocimientos eléctricos es capaz de determinar o calcular la potencia de compensación de energía reactiva. La práctica más habitual es a través de “una” factura eléctrica. Remarcamos lo de “una” ya que aquí se puede iniciar una serie de errores que pueden acabar, por desgracia cada vez más, en unos costes muy superiores a los que supondrían determinar una batería de forma correcta.
El cálculo de la potencia reactiva a compensar mediante facturas eléctricas nos proporciona una aproximación bastante correcta sobre qué orden de magnitud nos encontramos, nuestro punto de partida. En estos casos es importante asegurar que dichos cálculos se realicen con el máximo número de facturas, ya que puede existir un fuerte efecto de temporalidad que podemos pasar por alto (ejemplo: oficinas u hoteles, consumos totalmente diferentes en verano que en invierno).
Como hemos mencionado anteriormente debe ser nuestro punto de partida, pero también debemos tener en cuenta otros factores que no se ven reflejados en la factura eléctrica, y que son de vital importancia para una correcta compensación:

• Rapidez de fluctuación de la demanda
• Equilibrado del sistema
• Niveles de distorsión armónica

Nos centraremos en este último, ya que cada vez es más común encontrar redes con distorsión armónica. Cuando realizamos una compensación de potencia reactiva inductiva, es lógica la incorporación de una batería de condensadores en paralelo para atenuar dicha demanda, con el fin de aproximar la potencia aparente demandada (kVA) a una potencia activa (kW) que realmente se emplea para realizar un trabajo útil. Este concepto tan simple lo podemos resumir como un circuito paralelo entre una inductancia (L – Transformador y Red) y una capacidad (C – Batería de condensadores).
Si pudiéramos observar la respuesta a la frecuencia de dicho sistema veríamos que a una frecuencia fR, la impedancia del sistema es mucho mayor que la de su comportamiento normal.
Como hemos dicho anteriormente, en las instalaciones de hoy en día, existen cada vez más cargas cuya demanda no es lineal, provocando una mayor distorsión en corriente armónica en la instalación, y a su vez también en tensión. Estas cargas pueden ser: rectificador, soldadura por arco, variador de velocidad, SAI, lámparas de descarga, computadoras. La existencia de corrientes cuya frecuencia es superior a la fundamental a 50 o 60 Hz, hace que se puedan cumplir las condiciones de resonancia anteriormente descritas. Esto implica, básicamente:

• Amplificación de la distorsión en tensión para toda la instalación (puede afectar a equipos y elementos eléctricos sensibles).
• Mayor absorción de corriente por parte de los condensadores, con su consecuente sobrecalentamiento, reducción de su capacidad y vida útil, y en algunos casos la destrucción del condensador.

Dichos todos estos argumentos y efectos, los vamos a ilustrar en un ejemplo real:
Una instalación ubicada en España, cuya actividad se enmarca en el sector de la metalurgia (tratamiento de piezas metálicas). Esta instalación consta de un transformador de 1 000 kVA, diferentes subcuadros con máquinas rotativas (tornos, cintas transportado ras, elevadores, etc.) y de servicio (oficinas, almacén de expediciones, vestuarios, etc.).
El técnico de mantenimiento encargado de esta empresa, comprobando que el nivel de recargo por consumo de energía reactiva era importante, calculó a partir de “una” única factura eléctrica cuál era
la potencia de la batería a instalar sin tener en cuenta cualquier otro factor. Optó por comprar una batería de condensadores convencional maniobrada por contactores de 150 kVAr. Tras conectar la batería, al cabo de dos semanas, observó que salía humo de esta, dejando como resultado dos condensadores inservibles. Se repusieron los condensadores, volviéndose a reproducir al poco tiempo el mismo efecto. Volvieron a reponer los condensadores estropeados, esta vez por condensadores reforzados a 460 V, y volvió al poco tiempo a suceder lo mismo. Finalmente, optaron por desconectar la batería de condensadores, lo que suponía, por tanto, volver a pagar un recargo por energía reactiva.
El técnico de mantenimiento de la empresa solicitó a CIRCUTOR, como empresa líder en compensación de energía reactiva, que tratara de averiguar que sucedía con esa batería de condensadores.
Se procedió a realizar unas mediciones básicas en cabecera de la instalación. Estas mediciones son simplemente medir sin y con la batería conectada (siempre con la instalación en carga).
Aunque el sistema denotaba un nivel de distorsión en corriente relativamente bajo (7-8% de THD(I)% con 400 A), en cambio, el nivel en tensión no era nada despreciable (3,3% de THD(U)%). Por experiencia propia empírica, el riesgo de que un sistema pueda entrar en resonancia es del orden de un 15% de THD(I)% y un 2% de THD(U)% (no hay nada estipulado al respecto). Se fue ingresando manualmente cada uno de los condensadores y observó cómo el incremento de THD(U)% era sustancial. Este es un indicador evidente de que se está produciendo una resonancia paralelo. Con toda la batería conectada se alcanzaron valores del 80% de THD(I)% a plena carga en fábrica, y de un 23% de THD(U)%. Como referencia, el límite que establece la calidad de suministro en tensión (UNE EN-50160) es de un 8%.
Finalmente, evaluamos los gastos que supuso esa mala elección: tal como podemos comprobar, una solución aparentemente más barata se convierte en un coste económico realmente más elevado.
Si se hubiera realizado una inversión técnica correcta con una batería desintonizada tipo FR, el ahorro final se hubiera reducido prácticamente a un 60%.

Por: INYELA S.A.C.
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