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¿Cómo enfrentar la reducción del factor de potencia?
Por Gonzalo Hidalgo, Product Manager de Power Quality & E-Mobility de ABB en Chile.
Este fenómeno afecta comúnmente a la industria, por la presencia de cargas inductivas y la contaminación armónica de cargas no lineales, perjudicando a todos los actores en la cadena del mercado eléctrico, desde el que genera, el que distribuye, hasta el consumidor final. Ahí radica la importancia de tomar medidas para corregir el factor de potencia.

Frecuentemente nos vemos enfrentados a disminuciones en el factor de potencia por la presencia de cargas reactivas o bien por contaminación armónica. La primera se ve ocasionada por equipos inductivos (principalmente motores, transformadores y bobinas) o capacitivos (equipos electrónicos en general) conectados, los que ocasionan un desplazamiento en la corriente respecto de la tensión, reduciendo la potencia activa disponible, y por ende, disminuyendo el rendimiento de la red eléctrica. En tanto, el segundo fenómeno se refiere a la formación de corriente de frecuencias mayores y múltiplos de la fundamental de la red, producto de equipos de conversión de potencia por conmutación de semiconductores, como variadores de frecuencia y rectificadores. Comúnmente las armónicas de mayor magnitud en equipos convencionales son la quinta y séptima. Ambos fenómenos se combinan para definir el factor de potencia, pero la buena noticia es que es posible corregirlo.

La reducción del factor de potencia afecta no solo a quien consume la energía eléctrica, sino que también al que la distribuye y a quien la genera, si es que el problema es de magnitud significativa. Los efectos negativos son múltiples, pero los principales son: un menor rendimiento del suministro eléctrico y, por ende, una baja eficiencia energética; daños eventuales a equipos electrónicos sensibles a la distorsión armónica y a las altas frecuencias inducidas en la red eléctrica; y finalmente, como consecuencia de los dos últimos puntos, multas económicas de las empresas de distribución eléctrica a los clientes que generen a un alto nivel de armónicos y reactivos.


Cómo corregir el factor de potencia

Para prevenir o resolver estos problemas, la mejor opción es, sin duda, corregir el factor de potencia y el mercado ofrece tres alternativas principales:

1.- Usando bancos de capacitores conectados en paralelo a las cargas de la red eléctrica, con el fin de compensar la potencia reactiva de tipo inductiva, inducida principalmente por motores, transformadores o cualquier dispositivo que haga el uso de bobinas o inducción de campo magnético.

2.- Incorporando filtros armónicos, equipos electrónicos sintonizados a determinadas frecuencias, de modo de compensar los armónicos de mayor presencia acorde a las cargas instaladas en la planta.

3.- Utilizando equipos electrónicos compensadores de reactivos que se hagan cargo tanto de la corrección de potencia reactiva como de filtraje armónico, mediante el uso de convertidores de potencia comandados por algoritmos de control, mientras realiza un monitoreo permanente de las condiciones de la red.

Dependiendo de la aplicación y/o carga es la solución a considerar, una alternativa alternamente recomendada es la combinación de un banco estático para abarcar la potencia reactiva base combinada con un equipo electrónico que abarque la sintonía fina o componente variable de las cargas, permitiendo alcanzar un valor unitario sin mayores complicaciones y adaptándose a incrementos o reducciones de carga en el tiempo. No obstante, es importante analizar y dimensionar el problema de calidad de energía meticulosamente y hacer un diagnóstico claro antes de tomar una decisión. La resolución que se tome dependerá de esto último y puede variar significativamente dependiendo del tipo de cargas conectadas, su tasa de utilización y las dimensiones de la planta.

Una vez detectada la causa raíz y aplicada la solución correcta se podrán experimentar los beneficios que trae la corrección del factor de potencia, tales como una reducción de potencia reactiva y un menor consumo energético total al equipararse idealmente las potencias aparentes y activas a un mismo valor. Otra de las ventajas económicas es la eliminación de las multas por concepto de bajo factor de potencia. Todo esto sumado implica una reducción general de costos por concepto de suministro eléctrico, permitiendo recuperar rápidamente la inversión en un equipo de calidad de energía. Además de contribuir con ello a una reducción en la huella de carbono de la planta en cuestión, ayudando a disminuir los impactos en el medioambiente.

Marzo 2017
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