La importancia de la corrección del factor de potencia (PFC) y de un plan de mitigación de armónicos

Artículo gentileza de Schneider Electric Chile. • www.schneider-electric.cl

Algunos equipos como, por ejemplo, variadores de velocidad, inversores, UPS, hornos de arco, transformadores, filtro y lámparas de descarga, provocan un bajo factor de potencia y distorsión de la forma de onda de la corriente, es decir, armónicos. La presencia de estos fenómenos eléctricos provoca sobrecargas, vibraciones, distorsión de la tensión de alimentación, perturbaciones en las redes de comunicación y líneas telefónicas, envejecimiento prematuro de generadores, transformadores, motores, entre otros.

La corrección del factor de potencia y la adecuada mitigación de armónicos puede contribuir a la mejora de las operaciones dentro de las empresas de varias maneras, como: • Reduce la sobrecarga en el sistema eléctrico y, por consiguiente, el aumento de potencia disponible. • Disminuye el riesgo de interrupción. • Garantiza la vida útil de los equipos conectados a dicha red eléctrica. • Reducción de las pérdidas del sistema por bajo factor de potencia (elimina multas por bajo FP). • Menor potencia demandada, entre otros. Estas últimas se reflejan en una reducción de los costos por consumo de energía. La solución al problema de corrección del factor de potencia, por sí sola, puede ser enfrentada por medio de capacitores o banco de capacitores, dependiendo de la magnitud a corregir. Esta ayudará a evitar multas por concepto de energía reactiva. Estos equipos pueden ser conectados a la red eléctrica de la instalación, teniendo siempre en consideración los factores que pueden afectar a este tipo de equipos (sobre tensiones, presencia de armónicos, etc.). Mitigación de armónicos El nivel de armónicos de un sistema concreto puede contrarrestarse por medio de: • Filtros Activos: Sistemas que suministran las corrientes armónicas demandadas por las cargas no lineales, lo que evita distorsión en el sistema de potencia. El filtro activo inyecta la misma corriente armónica, demandados por la carga, desfasada en 180°. En consecuencia, las corrientes armónicas se neutralizan, es decir, ya no circulan “aguas arriba” del filtro activo. • Filtros Pasivos: Se utilizan, generalmente, cuando la corrección del factor de potencia se efectúa en una red eléctrica que contiene un alto nivel de distorsión armónica. Estos filtros consisten en reactores y condensadores instalados en una configuración de circuito resonante y se sintoniza a la frecuencia del orden armónico a ser desplazado. • Filtros Híbridos: Este tipo de filtro combina ventajas de filtros activos y pasivos. Se puede filtrar una frecuencia mediante un filtro pasivo, mientras que un filtro activo filtra todas las otras frecuencias. La corrección del factor de potencia y la mitigación de armónicos proporcionan beneficios inmediatos en términos de reducción de pérdidas de potencia y en las cuentas de electricidad. Además, estas prácticas recomendadas estimulan el uso de la capacidad total del sistema en instalaciones eléctricas, aumentando el retorno energético de la inversión.