Normativas en Factor de potencia con el Código de Red

El factor de potencia se define como el cociente de la relación de la potencia activa entre la potencia aparente y es un término frecuentemente utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo.

• La potencia efectiva o real aquella que se aprovecha como trabajo.

• La potencia reactiva es la encargada de generar el campo magnético que requieren para su funcionamiento los equipos inductivos como los motores y transformadores.

• La potencia aparente es la suma geométrica de las potencias activa y reactiva.
  
  

En este artículo te hablaremos sobre los nuevos lineamientos establecidos por el Código de Red que recién entró en vigor este año.

Contenidos de este artículo:

Nuevos lineamientos en centros de carga
Requerimientos de Factor de potencia
Compensación de energía reactiva
Compensación automática
Reactores de Rechazo
Filtros de Rechazo
Soluciones para corrección de B.F.P.

Nuevos lineamientos en centros de carga

A. Los Centros de Carga conectados en Alta Tensión deberán mantener un factor de

potencia entre 0.95 en atraso y 1.0, con medición cinco-minutal.

Dichos centros deberán cumplir con este requerimiento al menos el 95% del tiempo durante un periodo mensual. Este requerimiento tendrá una vigencia de 10 años a partir de la publicación del Manual en el DOF.

Posterior a este periodo, el requerimiento del factor de potencia será de 0.97 en atraso y 1.0, con medición cinco-minutal. Los Centros de Carga deberán cumplir con este requerimiento al menos el 97% del tiempo durante un periodo mensual.

B. El factor de potencia en tensiones menores o iguales a 35 kV se medirá en nodos de calidad de energía, de conformidad con las “Disposiciones administrativas de carácter general en materia de acceso abierto y prestación de los servicios en la

red nacional de transmisión y las redes generales de distribución de energía eléctrica”.

Requerimientos de Factor de potencia

El valor ideal del factor de potencia es 1, lo cual indica que toda la energía

consumida por los equipos inductivos ha sido transformada en trabajo.

Dependiendo del tipo de carga, el factor de potencia puede ser adelantado, retrasado o igual a 1.

• En las cargas resistivas como las lámparas incandescentes, la tensión y la corriente están en fase, en este caso, se tiene un factor de potencia unitario.

• En las cargas inductivas como los motores y transformadores, la intensidad se encuentra retrasada respecto a la tensión. En este caso se tiene un factor de potencia retrasado.

• En las cargas capacitivas como los condensadores, la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje. En este caso se tiene un factor de potencia adelantado.

• Un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil.

• Las cargas inductivas requieren potencia reactiva para su funcionamiento.

• Cuando se reduce la potencia reactiva, se mejora el factor de potencia.

• Considerando lo anterior el factor de potencia por debajo del 95% significa energía desperdiciada y un incremento innecesario en el importe de su facturación por este concepto.

Compensación de energía reactiva

La compensación tiene aspectos tanto positivos como negativos:

Consecuencias del B.F.P.

• Mala regulación de voltajes.
• Funcionamiento inadecuado de máquinas.
• Aumento de pérdidas.
• Reducción de la capacidad y eficiencia eléctrica del sistema.

Beneficios

• Elimina la penalización por bajo factor de potencia.
• Aumento de la capacidad en transformadores, líneas y generadores.
• Reduce las caídas de tensión.
• Reduce las pérdidas en los conductores por efecto Joule.
• Incrementa y protege la vida útil de sus instalaciones.

Para conocer si tenemos B.F.P, al revisar la factura de nuestro proveedor de Energía Eléctrica podremos ver indicado este valor, teniendo en cuenta que un factor de potencia debajo de 0.95 es bajo y causa penalizaciones por parte de la CFE.

Compensación automática

Cuando la demanda de kVA es inferior o igual al 15% de la potencia nominal del

transformador de potencia, es posible la utilización de condensadores fijos.

Los equipos de compensación de instalan de la siguiente forma:

Compensación Global: La batería de condensadores está conectada al embarrado del cuadro de distribución principal de baja tensión y permanece en servicio durante el periodo de carga normal.

Compensación por grupo: Los equipos de compensación están conectados en el embarrado de cada cuadro de distribución local

Compensación individual: Se debe considerar la compensación individual cuando la potencia del motor es significativa con respecto a la potencia de la instalación.

En el caso del cálculo a partir de facturas eléctricas, un examen de varios recibos que cubren el periodo de mayor carga del año permitirá determinar el nivel de kVAr de potencia reactiva necesario para evitar el consumo de energía reactiva de las cargas en kVArh.

Reactores de Rechazo

Son utilizados cuando se tienen formas de onda en I o V en frecuencias diferentes a la onda fundamental, las cuales principalmente son causadas por consumo de cargas no lineales.

Armónicos significativos: hasta el n°15, especialmente 3th, 5th, 7th, 11th y 13th

Algunos efectos de los armónicos / capacitores son:

• La resonancia amplifica los armónicos de tensión.

• Se detecta porque al colocar más condensadores aumenta el THD% de tensión.

Filtros de Rechazo

Son un Banco de Capacitores donde el capacitor va conectado en Serie con un reactor (Inductancias) sintonizado a una determinada frecuencia.

El objetivo de un filtro de rechazo es evitar la amplificación de armónicos causada por las resonancias entre transformador y condensadores. En realidad, debería

utilizarse un filtro de rechazo siempre que el THD de la tensión de red supere un 2.5 a 3%.

En cuanto a la elección del factor p% del filtro, lo más frecuente en redes industriales trifásicas es que el armónico dominante sea el 5°, por lo que se suelen elegir filtros con p=7% (227 Hz a 60 Hz)

Esta sintonización se conoce como frecuencia de resonancia, siendo los valores más comunes de 5.67%,4% y 7 %.

Soluciones para corrección de B.F.P.

• Bancos Fijos
• Bancos Automáticos
• Bancos Automáticos con Reactores de rechazo
• Bancos Automáticos conmutados por Tiristores

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