Bancos de capacitores

Los bancos de capacitores y filtros de armónicas en gabinete para Media Tensión tienen aplicación principal en compañías suministradoras de energíaeléctrica,elsectorindustrialcongrandesconsumosdeenergía y también el sector comercial y de servicios que consumen grandes cantidades de potencia reactiva y/o generan corrientes armónicas. Se diseñan de acuerdo a las normas IEEE e IEC vigentes.

Algunos ejemplos de industria con grandes consumos de energía son: automotriz, papeleras, química, petrolera, petroquímica, minas, metalúrgica. Así también compañías eléctricas alrededor del mundo, complejos comerciales, grandes hospitales, universidades y grandes complejos de oficinas compensan potencia reactiva y/o filtran corrientes armónicas con equipos alojados en gabinete.

La aplicación de bancos de capacitores en media tensión permite compensar la potencia reactiva en el punto de acoplamiento de común o cerca de él, esto permite la corrección del factor potencia de toda la planta, en lugar de compensar en varios puntos de la instalación.

Este tipo de bancos combinan equipo primario y elementos secundarios de control y protección completamente ensamblados dentro de un gabinete modular tanto para servicio interior como para servicio exterior. Estos bancos de capacitores pueden configurarse como equipos fijos o equipos automáticos.

Los bancos de capacitores fijos son aquellos que se energizan y siempre están conectados al sistema aportando su potencia reactiva, es decir, se usan dónde las condiciones de demanda de potencia reactiva son constantes y no varían en el tiempo. Cuando el consumo de kVAr es variable se sugieren bancos de capacitores automáticos de un paso o varios, controlados de forma automática para compensar la potencia reactiva, corregir el FP o mejorar el perfil de tensión de un sistema de potencia.

Los bancos de capacitores Metal Enclosed son completamente ensamblados, probados y listos para su instalación. Los costos de instalación y puesta en marcha son relativamente bajos comparados con los gastos de un banco de capacitores montado en racks, ya que se requerirán pocas adecuaciones en sitio.

Los bancos de capacitores Arteche involucran en su diseño dispositivos de marcas líderes a nivel global y con la mejor tecnología actual, a su vez cuenta con 20 años de experiencia en el diseño de sistemas de compensación de potencia reactiva en media tensión

CARACTERíSTICAS DE LOS EQUIPOS PRIMARIOS

Capacitores marca GE, tanto de fusible externo como de fusible interno, de acuerdo con la norma IEEE 18 o IEC 60871 según corresponda, generalmente con dos boquillas de porcelana que aíslan el tanque de potencial y este tanque se fabrica de acero inoxidable. Generalmente conectados en estrella flotante, simple o doble. Cada capacitor incorpora resistencia interna de descarga para llevar la tensión a 50V en 5 minutos una vez desconectado. Pérdidas menores a 0.2W/kVAr en estado estable. El dieléctrico es biodegradable, libre de PCBs. Los capacitores de potencia para media y alta tensión pueden fabricarse en tensiones de 2400 hasta 25000V monofásicos. Cada capacitor cuenta con su propia conexión a tierra a través de las orejas de sujeción.

Con alternativas de fabricación en lámina galvanizada o aluminio, generalmente pintado de gris AnSI 61 y diseñados para servicio interior o exterior, grados de protección n1, n12 o n3R y también para grados de protección IP. La base del gabinete, así como también el soporte de bancos, está conformado de una estructura de metal calibre C4. El diseño del gabinete es generalmente compartimentado y modular para futuros incrementos de potencia al banco de capacitores. El gabinete será autosoportado sobre el piso, compacto y con espacio suficiente para alojar todo el equipo primario y de control y protección. Las puertas de acceso se ubicarán en la parte frontal de las secciones y contará con bisagras, chapas y empaques. La envolvente contará con una referencia a tierra a través de una barra que se conectará al sistema de tierras de la instalación.

Para la conexión / desconexión de los pasos del banco de capacitores o filtro de armónicas se utilizan desconectadores especiales para cargas capacitivas, que pueden ser monofásicos o trifásicos. Los equipos para conectar / desconectar bancos de capacitores requieren de larga vida operacional debido a las frecuentes conmutaciones que se requieren para éstas aplicaciones. Los desconectadores ofrecen 100.000 operaciones libres de mantenimiento. Los mecanismos son simples en diseño y adaptados especialmente para conmutación, son equipos prácticamente libres de mantenimiento.

Arteche también cuenta con la opción de interruptores especiales para cargas capacitivas, cuya principal ventaja sería añadir poder de apertura en fallas de cortacircuito.

CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS PRIMARIOS

Al insertar un banco de capacitores al sistema se generan transitorios severos en corriente, dichos transitorios se denominan corrientes de inrush, estos transitorios pueden mermar el rendimiento de los equipos de conmutación y disminuir su vida útil.

Para ayudar a mitigar este fenómeno se instalan reactores de inrush, estos dispositivos disminuirán las corrientes de energización a valores que no afecten el rendimiento de los switches. Al tener equipos de compensación MT en pasos los reactores de inrush son indispensables por la operación BaCK tO BaCK.

Estos diseños son en núcleo de aire, de acuerdo a la tensión nominal del equipo, la inductancia y corriente nominal se calculan de acuerdo con el tamaño del banco de capacitores y/o pasos.

Reactores monofásicos o trifásicos de núcleo de hierro diseñados para servicio interior y en conjunto con el capacitor formar un circuito resonante para disminuir la o las armónicas de mayor presencia en el sistema, también se pueden diseñar filtros de rechazo con el propósito de evitar la resonancia entre capacitores y sistema.

Los reactores considerados en los diseños de Arteche tienen una tolerancia en la inductancia de -2 a +3%, lo que permite una alta linealidad del mismo evitando que la sintonía del filtro se pierda. Se pueden diseñar filtros para cualquier sintonía y cualquier magnitud de corrientes armónicas.

FAB Filtro de armónicas automático en baja tensión

Características generales

Relevador de corrección de factor de potencia

Reactor

Beneficios del filtro de armónicas automático

Beneficios técnicos

Los beneficios técnicos derivados del uso del filtro automático de armónicas son:

› Se disminuye la distorsión total de la corriente al confinar las componentes armónicas a una parte del sistema.
› Al evitar la propagación de las armónicas de corriente por el sistema eléctrico se puede disminuir la distorsión de la tensión.
› Se corrige en forma precisa el factor de potencia, dependiendo de los requerimientos de la carga, en el punto donde se instala el filtro, reduciéndose las pérdidas por calentamiento y liberándose capacidad en el sistema.
› Los arreglos más pequeños siguen de cerca al factor de potencia objetivo obteniéndose una compensación más exacta de la potencia reactiva.

› Se mejora la regulación de la tensión.

› Se evitan problemas por resonancia gracias a la desconexión automática de los arreglos en condiciones de carga baja.

› Las resistencias individuales de descarga evitan riesgos para el operador del filtro.

› El filtro es 100% reparable en campo.
› Amplio espacio para instalación.
› Ventilación por convección forzada.
› Tiene indicación visual de falla de las celdas.

Especificaciones

Todos los filtros automáticos en baja tensión hechos por Arteche cuentan con las siguientes especificaciones estándar:

Además de las especificaciones estándar Inelap ofrece las siguientes es- pecificaciones opcionales de forma que el filtro automático se adapte mejor a las necesidades propias del usuario y de la instalación:

Beneficios de trabajar con Inelap

› Aprobación de UL en componentes.
› 7 años de garantía por escrito.
› Reparable en campo.
› Resistencia individual de descarga.
› Calidad NEMA.
› Pasan prueba de vida ANSI EIA-456.
› Reactor con respuesta lineal a 1.5 veces de

la carga, fabricado en Alemania.
› Capacitores con aprobación UL individual.
› Capacitores para 80° C de operación.
› Indicador visual de falla.
› Reactor para 100% de la corriente fundamental y 100% de la corriente armónica.

Medidor de sobretemperatura en el reactor. › Evita el calor del reactor sobre los capacitores.

› Programa SKM y EDSA para simulación de resonancias

› Ponencias a nivel internacional.
› Fabricados con sistema de calidad

certificado ISO 9001.

› Celdas individuales de diversos valores en cada banco o paso.

› Relevador alemán con alarmas.
› Garantía de que la temperatura interna no

pasará de 10° C de la externa.

Dimensiones de gabinetes

BANCOS DE CAPACITORES AUTOMÁTICOS BAJA TENSIÓN

Familia CAB

Existe una gran cantidad de instalaciones con demanda de energía va- riable y por lo tanto con requerimientos de potencia reactiva también variables.

Cuando la cantidad y ubicación de las cargas que requieren potencia reactiva dentro de una instalación son numerosas, elevan el costo de la compensación del factor de potencia a nivel individual; para resolver lo anterior ofrecemos los bancos automáticos de capacitores.

Beneficios técnicos y económicos

› Eliminación de cargos por bajo factor de potencia.
› Disminuye las pérdidas en el sistema por efecto Joule (calentamiento).
› Mejor regulación de tensión.
› Liberación de capacidad en el sistema.
› Evita desgaste prematuro de los equipos por calentamiento excesivo provocado por la operación con baja tensión.
› Ajusta el factor de potencia en función de la variación de carga.

Los bancos automáticos en baja tensión permiten la corrección del fac- tor de potencia en el punto donde se origina el sistema eléctrico de la instalación.

Ventajas de los bancos de capacitores automáticos Arteche

› Mayor rapidez en el control del factor de potencia.
› Menor desgaste en sus componentes.
› Diseño compacto y modular.
› Amplia gama en niveles de tensión desde 240 hasta 1000 V.
› Capacidades desde 30 hasta 1200 kVAR.
› Operación para temperaturas ambiente desde -25 a 50 °C.
› Mantenimiento mínimo y 100% reparable en campo.
› Larga vida útil por sus bajas pérdidas y diseño a 80 °C.
› Capacitores monofásicos antiexplosión con aprobación UL 100% reciclable (no encapsulado).
› Indicación visual de fallo del condensador.
› Resistencias individuales de descarga que evitan riesgos para el

operador de la batería.
› Ventilación forzada.
› Fácil de instalar.
› Interruptor principal para maniobrar desde el exterior garantizando la seguridad del usuario.
› En su conjunto es diseñado y ensamblado bajo la norma de calidad ISO 9001.
› Componentes 100% amigables con el medio ambiente.
› Su operación contribuye a la mejora ambiental ya que al ahorrar

energía se reducen los gases de efecto invernadero.

Componentes

Gabinete principal: Compacto Optivar OPT y Modular.
› Interruptor termomagnético de caja moldeada. (aplica a modelos con Interruptor).
› Circuito de control protegido con interruptor termomagnético dedicado.
› Bornas cortocircuitables para recibir las señales del transformador de corriente exterior del banco.
› Bornas de tensión alimentadas por el transformador de tensión.
› Regulador de factor de potencia.
› Fusibles limitadores de alta capacidad interruptiva por

cada paso, por fase.
› Contactores para cargas capacitivas para cada sección.
› Capacitores con resistencia individual, sensor de presión y dispositivo antiexplosión, 100% reciclable por no tener elementos encapsulados.
› Sistema de ventilación forzada.
› Información técnica impresa y en formato digital.

Gabinete

› Tipo panel Nema1 y Nema 3R, con chasis en lámina de acero al carbono calibre 16 con pintura texturizada color negro y puerta abatible de lámina de acero al carbono calibre 16 con pintura texturizada en color gris ANSI.

› Estructura completamente rígida
› Base para facilitar su montaje en suelo o pared
› Rejillas para ventilación por convección

Interruptor termomagnético de caja moldeada

Medio de protección y desconexión principal.
› Cumplen las normas IEC-947-2 y de calidad ISO9001.
› Palanca con seguro mecánico garantizando la seguridad del operador al energizar o desenergizar el banco de capacitores desde el exterior.

Zapatas mecánicas en el lado de línea (se incluye la llave para el apriete).

Buses aislados en el lado de carga. Fácil acceso desde el exterior.

Circuito de control

Transformador de control.
› Interruptor termomagnético secundario.
› Tablilla y cable de control identificados en cada punto.

Controlador de factor de potencia

› Fabricado en Alemania.
› Manejando principalmente los siguientes modelos:

› 6 relés

› 12 relés
› Los modelos tendrán pantalla de cristal

liquido (LCD) con luz de fondo.
› Interfase ModBus opcional para la conexión PC - Unidad Terminal Remota opcional.
› Una entrada y una salida digitales.
› Aprobación UL y marcado CE.
› Tecnología digital.
› Temperatura de operación de –40°C a 70 °C.
› Grado de protección IP 30.
› Opera en base a un factor de potencia objetivo el cual puede ser ajustado por el usuario (valor preajustado de F.P.= 0.95i).
› Indica condiciones anormales durante el proceso de compensación de potencia reactiva.
› Alarmas por factor de potencia, pérdida de un paso de capacitores, pasos defectuosos de capacitores, sobrecarga armónica, sobrecorriente.
› Alarma por sobrecarga térmica / armónicas, permite que el banco se proteja antes de que fallen los capacitores, ya que en ocasiones las redes en el momento de la instalación no tenían distorsión, pero debido a que nuevos equipos que generan armónicos son instalados pueden dañar o mermar el rendimiento de los capacitores.

Operación mediante 4 teclas.
› Fácil Operación secuencial.
› Protección con contraseña en el menú avanzado.
› Tensión de medición y alimentación independientes.
› Indicador de configuración / conexión: › Configuración / Conexión Correcta: › Configuración / Conexión Incorrecta:
› Ajuste del tiempo de descarga del capacitor.
› Ajuste de operación de un solo paso.
› Indicador de armónicos como un porcentaje de la componente fundamental (I y V) hasta la número 30, separando pares e impares.
› Ajuste del contraste de la Pantalla.
› Ajuste de los límites de tensión de línea.
› Ajuste tiempo de conexión / reconexión de pasos.
› Opción de seleccionar el tamaño del paso y el tipo de operación ya sea fija o automática (fixed on / fixed off).
› Selección entre dos tipos de cos φ.
› Cambio de polaridad de la conexión del TC

desde el controlador mediante las teclas.
› Hasta 12 contactos mediante relé y 12 mediante transistores o ambos inclusive.

Medidas instantáneas de tensión y corriente en los cuatro cuadrantes que permiten calcular correctamente los requerimientos de potencia reactiva del sistema.
› Alta precisión en condiciones de baja carga.
› Medición de parámetros eléctricos: Potencia total activa en kW, potencia total reactiva en kVAR, factor de potencia del sistema (por ejemplo: 0,87i para inductivo o 0,94c para carga capacitiva), tensión del sistema, corriente aparente y corriente térmica de la carga.
› Selección automática de los pasos para obtener el factor de potencia objetivo con un mínimo de operaciones.
› Señal de conexión o desconexión cuando detecta una necesidad o exceso de potencia reactiva mayor a 2/3 partes del tamaño del paso más pequeño. Con pasos de igual tamaño el regulador optimiza los ciclos de trabajo de los contactores mediante una rotación para que los pasos operen el mismo número de veces.

› Programa de operación múltiple con que las secuencias de pasos 1:1:1..., 1:2:2..., 1:2:3..., 1:2:4..., 1:2:4:8... pueden detectarse en forma totalmente automática.

› Detección automática e indicación del tamaño del capacitor.

› Programa de operación para seguir al factor de potencia con la mayor precisión mediante el cálculo del factor objetivo en el menor tiempo.

› Información sobre el tamaño de los pasos en kVAr tanto en la energización como en la comparación del equipo contra su valor recién instalado.

› Información sobre el número de conmutaciones por paso e identificación de los defectuosos.

› Muestra en su display varios parámetros simultáneamente incluyendo los pasos en operación.

Contactores

› Para cargas capacitivas.
› Clase AC-3 con capacidad para soportar la corriente de energización.
› 200.000 operaciones eléctricas.
› Corriente nominal de 165% de la corriente nominal del paso que controlan y tensión máxima de operación de 600 V.
› Probados por KEMA.
› Tensión de operación 110VCA.

Capacitores

› Con dispositivo anti-explosión.
› 100% reciclable por no tener elementos encapsulados.
› Monofásicos, permiten diseñar bancos de hasta 1000 V en forma permanente.
› Fabricados con polipropileno metalizado en zinc con perfil reforzado.
› Diseñadas para operar a 80 °C en forma continua.
› Resistencia de descarga individual, garantiza una tensión en el capacitor de 50 V después de un minuto de haberse desconectado, seguridad absoluta al usuario frente a las resistencias centralizadas que pueden desconectarse dejando una fase sin descargar exponiendo al usuario.
› Pérdidas individuales de 0.4 W/kVAr.
› Aprobación UL, en forma individual cumplen con las normas

ANSINEMA, EIA-456.

Los capacitores de Arteche son sometidos a 1,25 veces su tensión nomi- nal, a una temperatura de 10oC por encima de su temperatura de diseño (80oC) durante 2.000 horas y conservan su capacitancia dentro de un rango de ±3%, lo que garantiza una larga vida útil del producto.

Capacitores con resistencia de descarga

En los capacitores, como en el equipo eléctrico, por cada 10 °C que se opere por debajo de la temperatura de diseño, la vida del producto se duplica. Es decir si el condensador es de 30 °C y se opera a 20 °C durará el doble. El condensador Arteche tiene claramente la ventaja inherente del diseño a 80 °C, con 40 °C por encima respecto de la norma IEC.

Sensor de sobrepresión

Cada capacitor tiene un interruptor de presión para protección ante con- diciones anormales de operación. Si la presión en el interior del capacitor aumenta, la tapa superior del capacitor se expande desconectando las terminales externas de las internas que van hacia las placas, interrum- piendo el paso de la corriente y evitando que el capacitor presente pro- blemas de seguridad. Este mecanismo está aprobado por UL.

Operación del interruptor sensible a la presión

Los pasos del banco se forman con varios capacitores individuales, y en distintas configuraciones, los de mayor tamaño siguen los cambios más grandes en el factor de potencia.

Ejemplo:

› banco automático de 100 kVAr se puede formar con 5 grupos del mismo tamaño, 20 kVAr cada uno, 1:1:1:1:1.

› Otra opción: un paso de 20 kVAr, y dos pasos de 40 kVAr, esta opción es de mayor velocidad de regulación que la anterior 1:2:2.

Ventilación forzada filtrada

Los equipos se diseñan para que la temperatura en el interior de la en- volvente nunca rebase más de 10 °C la del ambiente donde se encuentra instalado.

Información técnica impresa y en formato digital

Se incluye un CD con información electrónica detallada de la instalación, puesta en marcha, ajuste del regulador de reactiva.

En la puerta se coloca un porta plano que contiene información impresa detallada de la instalación, puesta en marcha, ajuste del regulador de factor de potencia.

Especificaciones

Además de las especificaciones estándar Arteche ofrece las siguientes especificaciones opcionales de forma que el banco automático se adapte mejor a las necesidades propias del usuario y de la instalación:

Identificación de equipos

Bancos de Capacitores Automáticos de Baja Tensión

Familia CAB Existe una gran cantidad de instalaciones con demanda de energía va- riable y por lo tanto con requerimientos de potencia reactiva también variables. Cuando la cantidad y ubicación de las cargas que requieren potencia reactiva dentro de una instalación son numerosas, elevan el costo de la compensación del factor de potencia a nivel individual; para resolver lo anterior ofrecemos los bancos automáticos de capacitores. Beneficios técnicos y económicos › Eliminación de cargos por bajo factor de potencia. › Disminuye las pérdidas en el sistema por efecto Joule (calentamiento). › Mejor regulación de tensión. › Liberación de capacidad en el sistema. › Evita desgaste prematuro de los equipos por calentamiento excesivo provocado por la operación con baja tensión. › Ajusta el factor de potencia en función de la variación de carga. Los bancos automáticos en baja tensión permiten la corrección del fac- tor de potencia en el punto donde se origina el sistema eléctrico de la instalación.
Ventajas de los bancos de capacitores automáticos Arteche › Mayor rapidez en el control del factor de potencia. › Menor desgaste en sus componentes. › Diseño compacto y modular. › Amplia gama en niveles de tensión desde 240 hasta 1000 V. › Capacidades desde 30 hasta 1200 kVAR. › Operación para temperaturas ambiente desde -25 a 50 °C. › Mantenimiento mínimo y 100% reparable en campo. › Larga vida útil por sus bajas pérdidas y diseño a 80 °C. › Capacitores monofásicos antiexplosión con aprobación UL 100% reciclable (no encapsulado). › Indicación visual de fallo del condensador. › Resistencias individuales de descarga que evitan riesgos para el operador de la batería. › Ventilación forzada. › Fácil de instalar. › Interruptor principal para maniobrar desde el exterior garantizando la seguridad del usuario. › En su conjunto es diseñado y ensamblado bajo la norma de calidad ISO 9001. › Componentes 100% amigables con el medio ambiente. › Su operación contribuye a la mejora ambiental ya que al ahorrar energía se reducen los gases de efecto invernadero.
Componentes › Gabinete principal: Compacto Optivar OPT y Modular. › Interruptor termomagnético de caja moldeada. (aplica a modelos con Interruptor). › Circuito de control protegido con interruptor termomagnético dedicado. › Bornas cortocircuitables para recibir las señales del transformador de corriente exterior del banco. › Bornas de tensión alimentadas por el transformador de tensión. › Regulador de factor de potencia. › Fusibles limitadores de alta capacidad interruptiva por cada paso, por fase. › Contactores para cargas capacitivas para cada sección. › Capacitores con resistencia individual, sensor de presión y dispositivo antiexplosión, 100% reciclable por no tener elementos encapsulados. › Sistema de ventilación forzada. › Información técnica impresa y en formato digital.
Gabinete Gabinete compacto Optivar OPT › Tipo panel Nema1 y Nema 3R, con chasis en lámina de acero al carbono calibre 16 con pintura texturizada color negro y puerta abatible de lámina de acero al carbono calibre 16 con pintura texturizada en color gris ANSI. › Estructura completamente rígida › Base para facilitar su montaje en suelo opared › Rejillas para ventilación por convección	Gabinete compacto Optivar OPT Modular, tipo autosoportado para usos NEMA 1 y 3R, con puertas y cubiertas de lámina de acero al carbono en calibres 12 y 14, con recubrimiento electrolítico, imprimación epóxica, y pintura texturizada en color beige y recubrimiento de polietileno. Alta hermeticidad del conjunto debido a su junta de estanqueidad. Estructura soldada completamente rígida. Herrajes y bandejas de lámina galvanizada. Cáncamos para facilitar su manejo e instalación. Puertas frontales con llave. Cubiertas laterales, posteriores y techo desmontables.
Interruptor termomagnético de caja modelos con interruptor) Medio de protección y desconexión principal. › Cumplen las normas IEC-947-2 y de calidad ISO9001. › Palanca con seguro mecánico garantizando la seguridad del operador al energizar o desenergizar el banco de capacitores desde el exterior. Zapatas mecánicas en el lado de línea (se incluye la llave para el apriete). Buses aislados en el lado de carga. Fácil acceso desde el exterior.	Circuito de control Transformador de control. › Interruptor termomagnético secundario. › Tablilla y cable de control identificados en cada punto. Borna cortocircuitable para recibir las señales del transformador de corriente de medición.
Controlador de factor de potencia › Fabricado en Alemania. › Manejando principalmente los siguientes modelos: › 6 relés › 12 relés › Los modelos tendrán pantalla de cristal liquido (LCD) con luz de fondo. › Interfase ModBus opcional para la conexión PC - Unidad Terminal Remota opcional. › Una entrada y una salida digitales. › Aprobación UL y marcado CE. › Tecnología digital. › Temperatura de operación de –40°C a 70 °C. › Grado de protección IP 30. › Opera en base a un factor de potencia objetivo el cual puede ser ajustado por el usuario (valor preajustado de F.P.= 0.95i). › Indica condiciones anormales durante el proceso de compensación de potencia reactiva. › Alarmas por factor de potencia, pérdida de un paso de capacitores, pasos defectuosos de capacitores, sobrecarga armónica, sobrecorriente. › Alarma por sobrecarga térmica / armónicas, permite que el banco se proteja antes de que fallen los capacitores, ya que en ocasiones las redes en el momento de la instalación no tenían distorsión, pero debido a que nuevos equipos que generan armónicos son instalados pueden dañar o mermar el rendimiento de los capacitores.	Opción de contactos a base de relés o abase de transistores. › Operación mediante 4 teclas. › Fácil Operación secuencial. › Protección con contraseña en el menú avanzado. › Tensión de medición y alimentación independientes. › Indicador de configuración / conexión: › Configuración / Conexión Correcta: › Configuración / Conexión Incorrecta: › Ajuste del tiempo de descarga del capacitor. › Ajuste de operación de un solo paso. › Indicador de armónicos como un porcentaje de la componente fundamental (I y V) hasta la número 30, separando pares e impares. › Ajuste del contraste de la Pantalla. › Ajuste de los límites de tensión de línea. › Ajuste tiempo de conexión / reconexión de pasos. › Opción de seleccionar el tamaño del paso y el tipo de operación ya sea fija o automática (fixed on / fixed off). › Selección entre dos tipos de cos φ. › Cambio de polaridad de la conexión del TC desde el controlador mediante las teclas. › Hasta 12 contactos mediante relé y 12 mediante transistores o ambos inclusive.

Medidas instantáneas de tensión y corriente en los cuatro cuadrantes que permiten calcular correctamente los requerimientos de potencia reactiva del sistema. › Alta precisión en condiciones de baja carga. › Medición de parámetros eléctricos: Potencia total activa en kW, potencia total reactiva en kVAR, factor de potencia del sistema (por ejemplo: 0,87i para inductivo o 0,94c para carga capacitiva), tensión del sistema, corriente aparente y corriente térmica de la carga. › Selección automática de los pasos para obtener el factor de potencia objetivo con un mínimo de operaciones. › Señal de conexión o desconexión cuando detecta una necesidad o exceso de potencia reactiva mayor a 2/3 partes del tamaño del paso más pequeño. Con pasos de igual tamaño el regulador optimiza los ciclos de trabajo de los contactores mediante una rotación para que los pasos operen el mismo número de veces.	Programa de operación múltiple con que las secuencias de pasos 1:1:1..., 1:2:2..., 1:2:3..., 1:2:4..., 1:2:4:8... pueden detectarse en forma totalmente automática. › Detección automática e indicación del tamaño del capacitor. › Programa de operación para seguir al factor de potencia con la mayor precisión mediante el cálculo del factor objetivo en el menor tiempo. › Información sobre el tamaño de los pasos en kVAr tanto en la energización como en la comparación del equipo contra su valor recién instalado. › Información sobre el número de conmutaciones por paso e identificación de los defectuosos. › Muestra en su display varios parámetros simultáneamente incluyendo los pasos en operación.

Contactores › Para cargas capacitivas. › Clase AC-3 con capacidad para soportar la corriente de energización. › 200.000 operaciones eléctricas. › Corriente nominal de 165% de la corriente nominal del paso que controlan y tensión máxima de operación de 600 V. › Probados por KEMA. › Tensión de operación 110VCA. Capacitores › Con dispositivo anti-explosión. › 100% reciclable por no tener elementos encapsulados. › Monofásicos, permiten diseñar bancos de hasta 1000 V en forma permanente. › Fabricados con polipropileno metalizado en zinc con perfil reforzado. › Diseñadas para operar a 80 °C en forma continua. › Resistencia de descarga individual, garantiza una tensión en el capacitor de 50 V después de un minuto de haberse desconectado, seguridad absoluta al usuario frente a las resistencias centralizadas que pueden desconectarse dejando una fase sin descargar exponiendo al usuario. › Pérdidas individuales de 0.4 W/kVAr. › Aprobación UL, en forma individual cumplen con las normas ANSINEMA, EIA-456. Los capacitores de Arteche son sometidos a 1,25 veces su tensión nomi- nal, a una temperatura de 10oC por encima de su temperatura de diseño (80oC) durante 2.000 horas y conservan su capacitancia dentro de un rango de ±3%, lo que garantiza una larga vida útil del producto.

Capacitores con resistencia de descarga En los capacitores, como en el equipo eléctrico, por cada 10 °C que se opere por debajo de la temperatura de diseño, la vida del producto se duplica. Es decir si el condensador es de 30 °C y se opera a 20 °C durará el doble. El condensador Arteche tiene claramente la ventaja inherente del diseño a 80 °C, con 40 °C por encima respecto de la norma IEC. Sensor de sobrepresión Cada capacitor tiene un interruptor de presión para protección ante con- diciones anormales de operación. Si la presión en el interior del capacitor aumenta, la tapa superior del capacitor se expande desconectando las terminales externas de las internas que van hacia las placas, interrum- piendo el paso de la corriente y evitando que el capacitor presente pro- blemas de seguridad. Este mecanismo está aprobado por UL. Operación del interruptor sensible a la presión Los pasos del banco se forman con varios capacitores individuales, y en distintas configuraciones, los de mayor tamaño siguen los cambios más grandes en el factor de potencia. Ejemplo: › banco automático de 100 kVAr se puede formar con 5 grupos del mismo tamaño, 20 kVAr cada uno, 1:1:1:1:1. › Otra opción: un paso de 20 kVAr, y dos pasos de 40 kVAr, esta opción es de mayor velocidad de regulación que la anterior 1:2:2. Ventilación forzada filtrada Los equipos se diseñan para que la temperatura en el interior de la en- volvente nunca rebase más de 10 °C la del ambiente donde se encuentra instalado. Información técnica impresa y en formato digital Se incluye un CD con información electrónica detallada de la instalación, puesta en marcha, ajuste del regulador de reactiva. En la puerta se coloca un porta plano que contiene información impresa detallada de la instalación, puesta en marcha, ajuste del regulador de factor de potencia.

Compensación Reactiva, Banco de Capacitores Fijos, Automáticos y Filtros de Armónicas.

Bancos de Capacitores y Filtros de Armónicas en Gabinete Media Tensión

Aplicación y Características Generales

Los bancos de capacitores y filtros de armónicas en gabinete para Media Tensión tienen aplicación principal en compañías suministradoras de energía eléctrica, el sector industrial con grandes consumos de energía y también el sector comercial y de servicios que consumen grandes cantidades de potencia reactiva y/o generan corrientes armónicas. Se diseñan de acuerdo a las normas IEEE e IEC vigentes.

Al estar contenidos en una envolvente metálica conectada directamente al sistema de tierras estos bancos de capacitores presentan algunas ventajas entre las que destacan:

1) Facilidad en el montaje e instalación del banco de capacitores.

2) El diseño modular de los bancos de capacitores en gabinete permite añadir potencia en un futuro y permite unir los módulos en sitio y será un diseño más compacto comparado con los bancos en estructura.

3) Todas las partes vivas estarán contenidas al interior del gabinete y de esta manera incrementarán la seguridad y los riesgos asociados de personas sin la capacitación adecuada que se encuentren cerca del banco de capacitores.

4) Reducen la vulnerabilidad que puede existir hacia la fauna y flora del sitio.

5) El grado de protección contra salinidad y ambientes altamente contaminados es mayor.

6) Son más estéticos que los equipos montados en estructura y pueden pintarse de acuerdo con los colores oficiales de la empresa dónde se instalará.

CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS PRIMARIOS

CAPACITORES

Capacitores marca GE, tanto de fusible externo como de fusible interno, generalmente con dos boquillas de porcelana que aíslan el tanque de potencial y este tanque se fabrica de acero inoxidable. Generalmente conectados en estrella flotante, simple o doble. Cada capacitor incorpora resistencia interna de descarga para llevar la tensión a 50V en 5 minutos una vez desconectado. Pérdidas menores a 0.2W/kVAr en estado de potencia para media y alta tensión pueden fabricarse en tensiones de 2400 hasta 25000V monofásicos. Cada capacitor cuenta con su propia conexión a tierra a través de las orejas de sujeción.

Con alternativas de fabricación en lámina galvanizada o aluminio, generalmente pintado de gris ANSI 61 y diseñados para servicio interior o exterior, grados de protección N1, N12 o N3R y también para grados de protección IP. La base del gabinete, así como también el soporte de bancos, está conformado de una estructura de metal calibre C4. El diseño del gabinete es generalmente compartimentado y modular para futuros incrementos de potencia al banco de capacitores. El gabinete será autosoportado sobre el piso, compacto y con espacio suficiente para alojar todo el equipo primario y de control y protección. Las puertas de acceso se ubicarán en la parte frontal de las secciones y contará con bisagras, chapas y empaques. La envolvente contará con una referencia a tierra a través de una barra que se conectará al sistema de tierras de la instalación.

DESCONECTADORES

Arteche también cuenta con la opción de interruptores especiales para cargas capacitivas, cuya principal ventaja sería añadir poder de apertura en fallas de cortacircuito.

REACTORES DE INRUSH

Estos diseños son en núcleo de aire, de acuerdo a la tensión nominal del equipo, la inductancia y corriente nominal se calculan de acuerdo con el tamaño del banco de capacitores y/o pasos.

REACTORES DE SINTONÍA

CUCHILLA DE PUESTA A TIERRA

En los diseños de Arteche se incluye una cuchilla de puesta a tierra en la sección de acometida con el propósito de aterrizar el banco de capacitores durante tareas de mantenimiento, puede ser cuchilla de operación manual o motorizada. Estas cuchillas son de operación sin carga y puede tener enclavamientos mecánicos o eléctricos de acuerdo con las especificaciones del cliente.

APARTARRAYOS

Con el propósito de proteger el banco de capacitores o filtro de armónicas contra sobretensiones producidas por descargas atmosféricas o maniobras de switcheo se considera el suministro de apartarrayos. Generalmente son tipo distribución y pueden instalarse del tipo estación si el cliente así lo desea.

Cuando el capacitor es manufacturado con la tecnología de fusible externo es indispensable para protección individual de sobrecorriente y cortocircuito de cada capacitor. La corriente nominal se diseñará de acuerdo con la potencia de cada capacitor. Para el caso de fusible interno se pueden considerar un juego de fusibles limitadores de corriente por cada paso del banco o filtro de armónicas. Estos fusibles tendrán un poder de cortocircuito de 50 y 63kA.

TRANSFORMADORES DE PROTECCIÓN

Cada banco de capacitores o filtro de armónicas deberá incluir una protección por desbalance de neutro, en conexión de estrella flotante se incluye un transformador de potencial para protección de sobretensión un transformador de corriente para protección de sobrecorriente en el neutro (50N) Cuándo se tiene un banco o filtro con funciones de protección como sobrecorrientes o sobrevoltajes se necesitarán colocar transformadores de tensión y de corriente por fase.

EQUIPO DE CONTROL Y PROTECCIÓN

Cuando se tiene un banco automático es muy importante determinar la variable de control, existen diferentes opciones entre las que destacan: tensión, potencia reactiva, factor de potencia y tiempo. El gabinete tendrá una sección en la que se recibirán las señales de corriente y tensión, y estará el equipo secundario de control entre los que podemos tener: botoneras, selector de mando manual/automático, selector local/ remoto, tablillas de interconexión, lámparas indicadoras, relevadores de automatismo, relevadores de protección y control de temperatura y ventilación forzada. Entre las funciones de protección más comunes de un banco de capacitores destacamos:

Sobrecorriente de neutro (50N)
Sobrecorriente de fase instantánea y con retardo (50/51)
Disparo por ausencia de tensión

Las barras son de cobre y estarán diseñadas de acuerdo con la corriente nominal del banco, todos los conectores y herrajes de sujeción serán para uso eléctrico y servicio interior. Los conectores podrán ser para uno o dos tornillos.

Bancos de Capacitores y Filtros de Armónicas

La forma más efectiva de compensación de po- tencia reactiva se consigue cuando los bancos de capacitores/condensadores se distribuyen por todo el sistema eléctrico, de la misma manera en que se encuentran distribuidas las cargas inducti- vas. La compensación reactiva reduce la carga en la infraestructura eléctrica instalada aguas arriba. Cuanto más cerca de la carga se compense la po- tencia reactiva obtendremos un mejor rendimiento global. Arteche ofrece una gama completa de so- luciones en montaje tipo poste, para mejorar el fac- tor de potencia, reducir el calentamiento, o mejorar el perfil de tensión del sistema.

Típicamente los sistemas de distribución trans- portan la energía en niveles de tensión elevados, adecuados para evitar pérdidas en el sistema. Sin embargo mientras menor el voltaje y mayor la lon- gitud, más apropiado será la utilización de bancos de capacitores/condensadores intermedios en el sistema de distribución para recuperar o mantener el nivel de tensión y compensar potencia reactiva. Los bancos de capacitores/condensadores tipo poste de Arteche cumplen de una manera senci- lla, confiable y accesible con el aporte de potencia reactiva y el soporte del nivel de tensión en la línea de distribución.

Las estructura que soporta los equipos son ligeras, fáciles de instalar y compactas, una ventaja impor- tante cuando se cuanta con un espacio reducido. Los requerimientos de mantenimiento de este tipo de bancos son mínimos.

Características generales

Bancos: Automáticos /Fijos
Capacidades: de 150kVAr a 1200 kVAr Tensión: de 4.16KV a 34.5 kV
Frecuencia: 50/60 Hz
Conexión: Estrella/Estrella Flotante /Delta Control: Local/remoto
Comunicación: Radio

Empresa certificada como proveedor confiable de CFE en México (LAPEM), la cual es una de las 10 compañías eléctricas más grandes del mundo .siendo sus estándares unos de los más estrictos.

Soporte técnico

Como líderes en Calidad de Energía y compensa- ción de factor de potencia, ofrecemos el soporte necesario a nuestros clientes para poder proveer- les de la mejor solución y equipo dependiendo de los requerimientos de su sistema. Contamos con las mejores y más especializadas herramientas de software y simulación para determinar el equipo de compensación de potencia reactiva adecuado.

Normas aplicables

Nuestros diseños estándar cumplen entre otras, con los principales estándares internacionales:

ANSI/IEEE Std 18
IEC 60871, IEC 60549 CFE V8000-06

DESCRIPCIÓN GENERAL

Componentes de bancos de capacitores/condensadores tipo poste

Capacitores/Condensadores de potencia

Los Capacitores/condensadores de potencia utilizados por Arteche cumplen con la norma IEC60871. Disponible en niveles de tensión desde 1KV hasta 21.6KV monofásicos, 50 ó 60 Hz, fusible interno o externo.

Cortaciruitos Fusible

Tipo distribución, seleccionados de acuerdo a la tensión del sistema como protección contra corrientes de falla, al igual que su respectivo ele- mento fusible según la capacidad del banco de capacitores/condensadores.

Pararrayos/Apartarrayos

Los bancos de capacitores/condensadores son muy sensibles a las sobretensiones, para ellos se colocan apartarrayos por fase que mitigan las sobretensiones producidas por descargas atmos- féricas o maniobras en la red cercanas a estos.

Método de conexión

El método de desconexión es diseñado específica- mente para el manejo de corriente capacitiva. Pue- den ser equipos con tecnología de vacío o sumer- gidos en aceite y diseños empleando la tecnología de desconexión con cruce por cero.

Transformador de potencial

Para medición de tensiones de fase o en el neu- tro. Esta configuración puede también ser utilizada para funciones de automatización y protección.

Transformador de corriente

Para medición de corriente de fase.

Control

Disponible para control por factor de potencia, nivel de tensión, tiempo y otros.

Gabinete de control

Para Bancos de capacitores/condensadores o filtros de armónicos con control.

Estructura

La estructura que soporta el banco de capacitores puede ser de aluminio o acero galvanizado.

EL RETO: EMPATAR LA COMPENSACION REACTIVA CON LA DEMANDA DE LA CARGA

Cuando existe necesidad de compensación de potencia reactiva, en otras palabras necesidad de corregir el factor de potencia, la opción más rápida disponible en el mercado es el smARTvar® de Arteche. Una compensación adecuada de VARs beneficia al usuario liberando capacidad disponible de los alimentadores (suministro) de energía eléctrica existentes, ahorrando costos asociados con tiempo de paro de líneas e inversión en ampliación de esos alimentadores.

LA SOLUCION smARTvar®:

COMPENSACION DINAMICA DE VARS

Arteche ofrece una gama completa de última tecnología de productos de conmutación para suministrar compensación ultra-rápida, filtrado de armónicas y soporte de tensión. Adicionalmente, Arteche es especialista en diseñar soluciones para satisfacer aplicaciones específicas.

LA MAS RAPIDA CAPACIDAD DE CONMUTACION

Utilizando los módulos de conmutación rápido, el smARTvar® inserta capacitancia al sistema cuando el voltaje de CA es cero para evitar cualquier transitorio. El smARTvar® puede insertar o extraer capacitancia en menos de cinco ciclos (tiempo total de adquisición de datos, procesamiento y conmutación), 60Hz.

ALCANCE LA COMPENSACIÓN DINAMICA DE VARS

Mediante técnicas de electrónica de potencia, smARTvar® conecta capacitancia a instalaciones eléctricas en tan solo unos cuantos ciclos eléctricos evitando además transitorios eléctricos al conmutar. Además:

SOLUCIONES smARTvar® A LA MEDIDA DE SUS NECESIDADES PARA INCREMENTAR
EL POTENCIAL DE SU INSTALACION

DIPONIBLE EN BAJA Y MEDIA TENSION

El equipo puede ser solicitado e instalado baja tensión (690V o menor) y también en baja tensión están diseñados para conectarse directamente al sistema, mientras que los equipos de media tensión utilizan un transformador elevador para conectarse.

REDUZCA COSTOS Y COMPLICACIONES

Las soluciones smARTvar® en media tensión, utilizan componentes de electrónica de potencia en baja tensión con métodos convencionales de enfriamiento para reducir la complejidad, reducir costos y garantizar una fácil instalación, puesta en operación y mantenimiento del equipo. Los Compensadores Dinámicos de VARs utilizan técnicas de conmutación ultra-rápidas para conectar y desconectar reactancia capacitiva (la resistencia interna de un capacitor) tan rápido como lo demanden las cargas dinámicas. Muchas cargas eléctricas tienen una naturaleza dinámica que demanda requerimientos súbitos y rápidos de potencia reactiva capacitiva que las técnicas convencionales de conmutación (contactores electromecánicos) no pueden satisfacer. Estos requerimientos altamente dinámicos de potencia reactiva solo se pueden satisfacer con técnicas de conmutación ultra- rápidas que logren empatar la compensación de VARs con la demanda de las cargas dinámicas.

EL SISTEMA smARTvar®

COMPONENTES PROBADOS INDUSTRIALMENTE PARA UN DESEMPEÑO ÓPTIMO

Los elementos de conmutacion ultrarápida responden a la señal del controlador smARTvar®. Estos elementos insertan rápidamente VARs al sistema... conforme la demanda instantánea de las cargas.


El Controlador smARTvar® El cerebro detrás del smARTvar® Tiempo de respuesta de respuesta del controlador con display grafico LCD para determinar la demanda de reactivos pasos de capacitores en potencias múltiplos.		El módulo de conmutación smARTvar® La rápida Respuesta cambios súbitos e instantáneos de carga conmutación ofrecen conexión de capacitores libre de transitorios tensión de cruce por cero (bajo solicitud) conmutación ultra- rápida insertan o extraen capacitancia del sistema entre un cuarto y medio		Capacitores de larga vida útil El corazón del sistema smARTvar® aplicaciones rigurosas incluyendo ambientes con alta contaminación armónica. de vida en la industria; la construcción física minimiza el sobre-calentamiento de los elementos. ofrecen más de 1,000,000 horas de expectativa de vida útil a 40° C ambiente.		Reactores Para Sistemas de Rechazo y Sintonizados para bloquear las armónicas presentes en el sistema resonancia en el sistema eléctrico construcción PolyGapTM para minimizar pérdidas en campos magnéticos y ruido audible. para filtrar cualquier armónica presente en el sistema.		ransformadores Tipo K Para Sistemas de Media Tensión seco de alto desempeño especialmente construidos para aplicaciones de conmutación rápida. enfriamiento con aire o con líquido dependiendo de la tensión de servicio y las necesidades de la aplicación.

Aplicaciones

Arteche smARTvar® cuenta con una amplia gama de aplicaciones donde se requiera:

a) Compensación de potencia reactiva ultra- rápida para cargas dinámicas con demandas súbitas y rápidas de VARs

b) Compensación de potencia reactiva libre de transitorios al conmutar para aplicaciones con cargas delicadas o sensibles.

Estas dos características ayudan además a mejorar el soporte de tensión y potencialmente

Compensación de Vars

Componentes y tecnología se adaptan a las necesidades de las aplicaciones más exigentes.

elementos de conmutación y capacitores en baja tensión, se adaptan fácilmente a sistemas en media tensión mediante el uso de un transformador elevador.

MAS CARGAS CON MENORES COSTOS Y MENORES PAROS DE LINEA
Al insertar o extraer potencia reactiva capacitiva del sistema (según los requerimientos de las cargas dinámicas), smARTvar® suministra VARs exactamente cuando se necesitan. Los elementos de conmutación ultra-rápida y la tecnología de conmutación suave insertan o extraen la potencia reactiva capacitiva del sistema sin causar transitorios. La adecuada compensación de VARs permite al usuario añadir cargas a las fuentes de alimentación existentes, reducir costos y reducir de tiempos de paro de línea asociados con ampliaciones de los equipos de suministro de potencia.

TENSIÓN
Al usar smARTvar® para controlar la demanda de VARs, se pueden reducir los flujos de energía entre el suministro y el punto de conexión del smARTvar®, lo que resulta en una mayor eficiencia energética y la estabilidad de la tensión. En los casos en que los cargos de energía aumentan con un bajo factor de potencia, se pueden reducir los costos de electricidad.

POTENCIA OBJETIVO

smARTvar® ayuda a detectar la necesidad
de VARs en una aplicación y completa la conmutación de elementos capacitivos en un tiempo sub-ciclo. El controlador calcula los requerimientos de VARs e inserta o extrae los pasos de capacitores apropiados mantener un factor de potencia objetivo.

LAS CARGAS INDUCTIVAS DEMANDAN VARs

Los VARs requeridos por cargas inductivas son NO-productivos y consumen energía.

La demanda NO-produtiva de VASRs fluctúa según las condiciones de carga.

Los VARs son adicionados a los kW demandados al suministro e incrementan los kVA requeridos.

Los VARs inductivos incrementan el consumo de energía y pueden incrementar el costo y la facturación.

APORTACION INSTANTANEA DE VARS REQUERIDOS POR CARGAS INDUCTIVAS CON smARTvarR®

Inserción de VARs localmente eliminando la demanda de reactivos de la fuente de alimentación

Reducción en el consumo de energía demanda pico y demanda de VARs

Eliminación de penalizaciones por factor de potencia.

MITIGACION DE ARMONICAS

Cuando las cargas dinámicas son controladas por tiristores, diodos o SCRs (Silicone Controlled Rectifiers), las formas de onda de tensión y corriente pueden encontrarse altamente distorsionadas. Adicionalmente a tener una elevada demanda de reactivos, los rectificadores pueden generar una distorsión armónica significativa en la instalación eléctrica.

El funcionamiento natural de un tiristor o SCR genera muescas de tensión, que a menudo resulta en múltiples cruces por cero de la onda de tensión. Esas muescas de tensión son distorsión en tensión y pueden causar señales falsas a un equipo sensible a los cruces por cero de tensión.

Las cargas que causan distorsión en múltiples fuente de tensión en cada una de esas frecuencias para cualquier otra carga lineal. Corriente en frecuencias armonicas resulta en mayores pérdidas en el cobre y hierro .

Una solución smARTvar® a la medida

Se puede configurar un smARTvar® de manera hibrida y proveer una combinación de compensación fija y automática. Eso es especialmente útil para motores grandes donde se necesita compensar el factor de potencia de estado estable adicionalmente a los VARs requeridos durante el inrush. El smARTvar® puede también configurarse para incluir una parte de filtrado activo.

Mejore su factor de potencia

¿Está usted pagando por bajo factor de potencia sin saberlo?

Muchas compañías suministradoras alrededor del mundo cobran una penalidad a los usuarios En algunos casos incluso, las compañías suministradoras pagan una bonificación a los establecidos.

La facturación de la compañía suministradora no siempre desglosa los cargos por bajo Estos y otros métodos implican que el usuario simplemente pague un sobreprecio debido a eléctrica sin estar consientes que si corrigen.

PARA REDUCIR SUS COSTOS ELECTRICOS

La adecuada consideración de los problemas costos energéticos y alargamiento de la vida útil de los equipos eléctricos instalados. Los tener retornos de inversión menores a un año.

UNA SOLUCIÓN smARTvar® A LA MEDIDA DE SUS NECESIDADES

la demanda pico. Normalmente los motores grandes experimentan picos de demanda al Un sistema smARTvar® hibrido, consiste de capacitores fijos y capacitores con conmutación rápida para lograr los siguientes dos beneficios: de corto plazo al momento de arranques (inrush). compensar los requerimientos de VARs de cargas estables.

Mantenga el desempeño deseado del sistema

Cada una de las siguientes, agrega estrés adicional en un sistema electrico, especialmente en las fuentes de alimentación (Transformadores, generadores):

Algunas cargas requiren VARs de manera estable, mientras otras cargas de naturaleza dinámica varían rápidamente sus requerimientos de VARs

El smARTvar® detecta a gran velocidad la demanda de VARs y conmuta rápidamente la cantidad adecuada de capacitancia para lograr y mantener el desempeño deseado de la instalación eléctrica.

Cargas individuales grandes, o la combinación de muchas cargas en una misma instalación, pueden causar fluctuaciones particulares en el nivel de tensión del sistema. Las armónicas de arco, de arranque, y de corriente, pueden aumentar la demanda pico de corriente y demandar mayores magnitudes de potencia de la fuente de alimentación de capacidad fija. Cuando la demanda pico de corriente excede la capacidad de la fuente de alimentación, se experimenta una caída de tensión. En algunos casos, las tres fases pueden elevarse/caer a la vez, pero en otros casos, cada fase individual puede comportarse de forma diferente.

En presencia de huecos de tensión, cargas sensibles pueden apagarse o mal funcionar, reduciendo la productividad a la vez que aumenta el tiempo de paro de líneas, desperdicio de material en proceso y daño de herramentales o maquinaría. Esto aumenta también los costos de mantenimiento

y reparaciones. Ciertas cargas, como la soldadura de arco o resistencia y los hornos de arco, provocan incrementos súbitos de demanda de corriente. Estas cargas pueden causar cortocircuitos instantáneos que resultan en repetitivas muescas de tensión. Estos cambios rápidos en la tensión pueden con efectos notables en los equipos de causar lo siguiente:

UNA SOULCION smARTvar® A LA MEDIDA DE SUS NECESIDADES

Los problemas de soporte de tensión y mediante el uso de tecnología smARTvar® de conmutación ultra-rápida para compensar los cambios súbitos e inmediatos en la demanda de VARs. Mediante la inserción o extracción de pasos de capacitores, la tensión del sistema puede ser soportado y mantenido dentro de límites aceptables y los efectos del

Extensa Gama de tensiones

El sistema de Números de parte del compensador dinámico de VARs el smARTvar

Compensación de Reactiva y Mitigación Armónica, Soluciones ARTECHE para parques eólicos

Arteche Power Quality se especializa en el diseño y manufactura de equipos dedicados a la compensación de energía reactiva y filtrado de armónicos de la red eléctrica.

Las energías renovables y en concreto la generación eólica han experimentado un gran crecimiento a nivel global en las últimas décadas. Cada vez más, la generación eólica está más presente en nuestras vidas, y su proliferación debe ser regulada para que la energía procedente de esas instalaciones sea suministrada cumpliendo una serie de estándares de calidad, de cara a su integración en las redes nacionales.

Estas reglas, englobadas dentro de lo que se conoce como “Código de Red” o “Grid Code”, exigen que las plantas de generación suministren energía a la red cumpliendo con requisitos de tensión, calidad de energía y factor de potencia, entre otros en el punto de acoplamiento común, con la finalidad de asegurar un suministro de electricidad fiable y de calidad

Algunos puntos clave para cumplir los requisitos anteriores son la capacidad estática y dinámica de compensar potencia reactiva, el control de tensión y el factor potencia de los aerogeneradores, y el comportamiento del parque eólico bajo condiciones de falta.

Dado que las tecnologías de generación eólica son distintas a las convencionales, la implementación de sistemas de calidad de la energía se convierte en una tarea de mayor complejidad que requiere soluciones a medida, tanto en instalaciones existentes como en el diseño de nuevos proyectos.

¿QUÉ OFRECE ARTECHE POWER QUALITY?

Power Quality ofrece una serie de productos y servicios específicamente adaptados a resolver las diferentes problemáticas que pueden darse en lo que respecta a la calidad de la energía y a la fiabilidad del suministro eléctrico en cualquier tipo de instalación.

Particularmente en las instalaciones eólicas, nuestra oferta consta de:

1. Mediciones, Estudios, y Simulaciones. 2. Soluciones Estáticas
3. Soluciones Dinámicas
4. Soluciones Híbridas

La selección y adopción de una u otra solución dependerá de ciertos criterios, entre los que destacamos los siguientes:

Nuestro reto: resolver las diferentes problemáticas que pueden darse en lo que respecta a la calidad de

la energía y a la fiabilidad del suministro eléctrico en cualquier tipo de instalación.

Fabricante, tipo aerogeneradores
Código de red
Topología de la instalación
Variación en la generación
Equipos primarios instalados
Sistema de potencia al cuál se enviará la generación del parque eólico.
Penalidades y/o bonificaciones que junto con el código de red, regulan el régimen de parques eólicos, dependiendo del país de implantación.
La solución propuesta será además la de menor impacto económico, según las regulaciones locales, y la tipología de instalación.

Mediciones, Estudios y Simulaciones

Arteche Power Quality cuenta con experiencia a nivel mundial en el análisis de integración de energías renovables en la red eléctrica, y especialmente en el sector eólico.

Nuestro equipo de Ingenieros lleva a cabo estudios eléctricos simulando tanto el estado estable como las condiciones transitorias, de forma que la mejor solución en términos de compensación de potencia reactiva y cancelación de armónicos sea diseñada para cada proyecto individual.

Arteche dispone de las herramientas de software de simulación más fiables del mercado, tales como el PSS/E, DigSilent, EMTP-AT, así como programas de desarrollo propio.

Entre otros, Arteche ofrece a sus clientes la elaboración de los siguientes estudios:

Estudios de coordinación de protecciones
› Análisis de cortocircuito
› Estudios de fiabilidad
› Estudios de transitorios
› Estudios de flujo de carga
› Análisis de calidad de energía
› Análisis de armónicos
› Estudios de estabilidad de tensión
› Estudios de estabilidad dinámicos
› Estudios de impacto en el sistema

SOLUCIONES ESTÁTICAS

Se engloban dentro de las soluciones estáticas los equipos tradicionales de compensación de potencia reactiva y filtrado de armónicos.

BANCOS AUTOMÁTICOS DE CONDENSADORES

Según la aplicación y las condiciones obtenidas de los estudios previos realizados, podremos optar por compensar en la baja tensión, media tensión o incluso en el lado de alta tensión.

› Los aerogeneradores de velocidad fija con generador jaula de ardilla tienen muy poca capacidad de compensación de potencia reactiva, por lo que es común adicionar bancos de capacitores en el lado de baja tensión.
› Otra situación donde se podría optar por un sistema de compensación en baja tensión es cuando se tienen varios aerogeneradores en el mismo transformador elevador y el parque eólico es relativamente pequeño.
› Existen parques eólicos en dónde el número de aerogeneradores es considerable o éstos se encuentran muy lejos de la subestación colectora, por lo que los cables de potencia se convierten en una carga inductiva cuando el parque está entregando potencia al sistema. Además, si el punto de acoplamiento común está en el lado de alta tensión se necesitará compensar la potencia reactiva inductiva consumida por el transformador de potencia elevador. Estas aplicaciones requieren normalmente compensación de potencia reactiva en media tensión.
› Dependerá de las condiciones particulares de cada proyecto la elección de una solución en envolvente metálica o una solución en estructura.
› Otra forma de mejorar las condiciones de factor de potencia y el perfil de tensión en el punto de acoplamiento común es instalando bancos de capacitores en alta tensión.

El dimensionamiento del banco de capacitores es clave ya que se debe tener especial cuidado en el impacto que tendrá sobre el sistema de potencia al cuál se insertará, no sólo en el perfil de tensión y factor de potencia, sino también desde el punto de vista de transitorios de conexión

Arteche Power Quality diseña y suministra una extensa gama de equipos, en un amplio rango de potencias y tensiones.

FILTROS AUTOMÁTICOS DE ARMÓNICOS

Dependiendo de la instalación particular, y en base a los estudios previos realizados, se debe valorar la utilización o no de equipos de filtrado de armónicos.

Es importante medir y/o conocer la distorsión armónica en el punto dónde se instalará la compensación de potencia reactiva, con el propósito de evitar resonancia de los capacitores y el sistema, amplificación de las armónicas o daños prematuros al banco de capacitores.

BANCOS DE REACTORES SHUNT

Cuándo el parque eólico genera potencia activa (kW) los cables de potencia que llevan la energía desde los aerogeneradores hacia la subestación colectora se comportarán como cargas inductivas. Sin embargo, cuándo el parque eólico deja de aportar potencia activa los cables de potencia tendrán un comportamiento puramente capacitivo por lo que es necesario absorber esa potencia reactiva capacitiva.

Arteche Power Quality suministra reactores shunt en núcleo de aire o núcleo de hierro para la media tensión y en núcleo de aire para la alta tensión. La elección de una u otra solución dependerá de la potencia reactiva, nivel de tensión y condiciones de espacio entre otras.

VENTAJAS OFRECIDAS POR ARTECHE POWER QUALITY

Ciertos aspectos tecnológicos hacen de Arteche Power Quality una referencia en el sector eólico. Se trata de soluciones que han sido implementadas con éxito en multitud de instalaciones en todo el mundo.

1. EQUIPOS DE CONEXIÓN Y DESCONEXIÓN CON MAYOR VIDA ÚTIL Y MITIGACIÓN DE TRANSITORIOS

La vida útil de los equipos de conexión y desconexión es un parámetro extremadamente importante en las instalaciones eólicas debido a la gran variabilidad de la necesidad de compensación de reactiva que presentan estas instalaciones.

Arteche ofrece equipos de corte específicos para cargas capacitivas cuyo número de operaciones libres de mantenimiento es considerablemente superior a la de otros medios de corte disponibles en el mercado.

Existen aerogeneradores que son muy sensibles a los transitorios de conexión de los bancos de capacitores y pueden alterar su funcionamiento o en algunos casos llegar a dañarlos. Para estas aplicaciones:

Arteche Power Quality ofrece sistemas de conexión en cruce por cero ó con resistencias de preinserción que evitan los transitorios de energización, tanto en corriente como en tensión.

2. DISPOSITIVOS DE DESCARGA RÁPIDA DE LOS CONDENSADORES

Las normas internacionales en vigor especifican unos tiempos máximos de descarga de condensadores, que condicionan la disponibilidad de las baterías de condensadores para ser insertadas en el sistema.

Arteche Power Quality ofrece dispositivos de descarga rápida que permiten tener una mayor disponibilidad de reactiva en el parque eólico.

3. BATERÍAS O FILTROS FLEXIBLES

Arteche Power Quality ofrece equipos flexibles para evitar problemas de resonancias, ocasionados por cambios de condiciones en el propio parque o en la red externa.

SOLUCIONES DINÁMICAS

Existen países dónde los Códigos de Red exigen que el parque eólico tenga capacidad dinámica de compensar potencia reactiva, por lo que las soluciones tradicionales estáticas no servirían para cumplir estos requisitos.

Una solución para lograr cumplir estas características de operación es el STATCOM.

El STATCOM es un equipo miembro de la familia de Flexible AC Transmission Systems (FACTS)

Este equipo, basado en tecnología de IGBTs es capaz de generar o absorber potencia reactiva, así que su comportamiento puede ser capacitivo o inductivo.

Algunos beneficios del STATCOM son los siguientes:

› Regulación de tensión
› Mejora del factor potencia
› Compensación dinámica de potencia reactiva exacta y continua.
› Comportamiento capacitivo e inductivo
› Compensación instantánea
› Respuesta suave, sin distorsión en la tensión
› Construcción Modular - redundancia y mejora de la disponibilidad del convertidor.

Una segunda opción para compensar dinámicamente la potencia reactiva en un parque eólico es el SVC. Estos equipos se componen de reactores de potencia y bancos de capacitores (generalmente filtros pasivos).

El principio de operación se basa en la conmutación mediante tiristores ya sea la parte inductiva TCR (Thyristor Controlled Reactor) o la parte capacitiva TSC (Thyristor Switched Capacitor). La conmutación por tiristores implica una compensación de potencia reactiva en tiempo real.

Entre sus principales características se encuentran:

› Compensación Dinámica de Potencia Reactiva
› Incremento de la estabilidad en estado transitorio y estado estable › Regulación de tension
› Incremento de la capacidad de transferencia de potencia
› Reducción de pérdidas en el sistema de potencia
› Disminución del parpadeo (flicker)
› Amortiguamiento de las oscilaciones

SOLUCIONES HÍBRIDAS

La combinación del STATCOM junto con bancos de condensadores con características especiales permite disponer de una solución híbrida que combina las ventajas de ambos equipos.

Los bancos de capacitores de Arteche Power Quality disponen de sistemas para la mitigación de transitorios de conexión.

Además, los dispositivos de descarga rápida utilizados por Arteche Power Quality permiten una mayor disponibilidad de la parte pasiva. Estas prestaciones proporcionan al producto una ventaja competitiva ya que permiten aumentar el tamaño de los capacitores y disminuir la potencia del STATCOM, consiguiendo así una reducción considerable en el coste del proyecto.

smART CLAD

La celda de control y maniobra de Arteche smART CLAD, garantiza por su tecnología innovadora y características técnicas el mejor resultado para las mayores exigencias del mercado.

Columnas normalizadas que se adaptan dimensionalmente a las exigencias del mercado.

Facilidad y seguridad de mantenimiento/ operación con acceso a la parte posterior del cubículo y continuidad de servicio LSC2B garantizado por norma.

Resistencia al arco eléctrico debido a falla interna (conforme los cinco criterios de la norma IEC 62271-200/2003): 40 kA durante 0.5 s en todos los compartimentos.

Alto grado de seguridad en la operación, a través de enclavamientos funcionales que impiden operaciones indebidas.

Seccionador de puesta a tierra bloqueada para la inserción y extracción.

Bloqueo de la toma de baja tensión del interruptor automático, evitando el cierre de la puerta del compartimentos con la toma desconectada.

Las celdas smART CLAD están constituidas por cuatro compartimientos:

1. Compartimento de baja tensión.
2. Compartimento de interruptor.
3. Compartimento de barras generales.
4. Compartimento de salida de cables con opcIón de TT´s fijos o extraíbles.

Las divisiones entre los compartimentos son metálicas (excepto TT’s en caso de haberlo), inclusive las del compartimento de barras generales, que no posee comunicación con las celdas adyacentes, garantizando mayor seguridad en caso de falla.

Compartimento de barras generales segregado, de modo que, en el caso de una falla interna, ésta permanece restringida en su compartimento sin propagarse para las celdas adyacentes, evitando la pérdida de otras unidades funcionales.

Inserción y extracción del equipamiento de maniobra con la puerta cerrada, aumentando la seguridad de la operación.

Acceso interior solamente con interruptor en posición de prueba o extraído.

Elevada rigidez mecánica.

Barras principales dispuestas para soportar elevadas corrientes de cortocircuito.

Posibilidad de ampliación hacia ambos lados de la celda y espacio reducido para instalación.

Facilidad de colocación en servicio a través de accesos posteriores.

BANCOS FIJOS DE CAPACITORES EN BAJA TENSIÓN.

Los bancos de capacitores constituyen el medio más económico y confiable para la corrección del factor de potencia.

El corregir el factor de potencia tiene beneficios técnicos y económicos muy altos. Sin que sea una lista exhaustiva tenemos:
Eliminación de los cargos por bajo factor de potencia.
Posibilidad de bonificación si el factor de potencia es mayor a 0.90.
Si se instalan correctamente se pueden tener ahorros del 3 al 6%.
Menores pérdidas en el sistema por efecto Joule (calentamiento).
Mejor regulación de tensión.
Liberación de capacidad en el sistema.

Banco fijo para corrección de FP

En la corrección del factor de potencia se alcanzan los mayores beneficios cuando la compensación de potencia reactiva se hace individualmente sobre las cargas que generan un bajo factor de potencia, sin embargo en ocasiones esto puede tener un costo excesivo.

Inelap cuenta, dentro de su gama de bancos para corrección de factor de potencia en baja tensión, con los bancos fijos que pueden ser utilizados de acuerdo a distintas necesidades.

Los bancos fijos son muy útiles cuando se requiere mejorar el factor de potencia de una carga o un grupo de cargas cuya demanda de potencia reactiva es básicamente constante.

Arreglo de celdas capacitivas en banco fijo

El banco fijo siempre estará conectado a la línea de alimentación pero dependiendo de la aplicación pueden ser conectados o desconectados con los arrancadores de los motores.

Características generales

El banco en su conjunto es diseñado y ensamblado bajo la norma de calidad ISO 9001, certificada por los laboratorios UL (Underwriters Laboratories) con número de certificación A7072, asimismo tiene la aprobación CYWT.E227040 de los laboratorios UL. El banco cuenta con una garantía de siete años y es totalmente reparable en campo. Inelap tiene el certificado de proveedor confiable expedido por el LAPEM, Laboratorio de Pruebas Eléctricas y Materiales, de CFE.

Celdas capacitivas

El banco está constituido por celdas capacitivas monofásicas que pueden conectarse en delta o en estrella. Las celdas son de polipropileno metalizado en zinc con perfil reforzado y han sido diseñadas para temperaturas de operación de 80 °C en forma continua.

Celda capacitiva con resistencia de descarga

Las celdas capacitivas tienen la aprobación de los laboratorios UL en forma individual y cumplen con las normas ANSI-NEMA y EIA-456. Ésta última requiere que los capacitores sean sometidos 1.25 veces su tensión nominal, a una temperatura de 10 °C arriba de su temperatura de diseño durante 2000 horas y conserven su capacitancia dentro de un rango de ± 3%. Esta prueba garantiza una vida del producto por 20 años. A diferencia de la norma IEC que prueba sus unidades a 40 °C por 1000 horas, la norma NEMA garantiza un mejor desempeño de los capacitores. De hecho la norma IEC no permite que la temperatura ambiente sobrepase 40 °C y además esta temperatura no puede conservarse más de 8 horas por cada 24 horas.

En los capacitores, al igual que en la mayoría del equipo eléctrico, por cada 10 °C que se opere debajo de la temperatura de diseño, la vida del producto se duplica. Es decir si el capacitor es de 30 °C y se opera a 20 °C durará el doble que si se opera a 30 °C. Aquí se ve claramente la ventaja inherente del diseño a 80 °C, con 40 °C arriba de la norma IEC.

Gráfica de vida vs. temperatura

Cada celda incluye una resistencia individual de descarga con la finalidad de que la tensión en la celda baje a 50 V después de un minuto de haberse desconectado el banco para dar seguridad absoluta al usuario. Las pérdidas individuales son de 0.4 W/kVAR incluyendo las resistencias de descarga. No se utilizan resistencias centralizadas ya que pueden desconectarse dejando una fase sin descargar siendo el usuario quien pague las consecuencias.

Cada celda cuenta con un interruptor sensible a la presión para su protección ante condiciones anormales de operación. Cuando la presión en el interior de la celda aumenta, la tapa superior de la celda se expande hacia fuera desconectando las terminales externas de alimentación de la celda de las terminales internas que van hacia las placas, interrumpiendo el paso de la corriente e impidiendo que la celda presente problemas de seguridad. Este mecanismo está aprobado por UL.

Gabinete

Para montaje en piso o en pared, uso en interiores NEMA 1, en lámina en calibres 12 y 14, acabado en pintura texturizada para estructura, puertas y cubiertas. Los herrajes y las charolas están hechos a base de lámina negra pintada.

Beneficios del banco fijo

El banco fijo de capacitores genera una serie de beneficios tanto económicos como técnicos en la planta donde es instalado.

Beneficios económicos

Dentro de los beneficios económicos proporcionados por el banco fijo se tienen:

Reducción del monto del recibo de energía eléctrica debido a que se eliminan las penalizaciones y se pueden obtener bonificaciones hasta del 2.5% de la facturación total.
El consumo total de energía disminuye, incluyendo la demanda máxima. Si el banco es instalado correctamente puede generar ahorros del 2 al 6% del consumo total.
Se evita el desgaste prematuro de los equipos por calentamiento excesivo provocado por la operación con baja tensión.
El banco requiere un mantenimiento mínimo.
Su vida útil es mayor a 15 años por sus bajas pérdidas y diseño a 80 °C continuos.
Se suministra con todos los componentes necesarios y debidamente distribuidos para facilitar su instalación.

Beneficios técnicos.

Los beneficios técnicos derivados del uso del banco fijo de capacitores son:

Se disminuyen las pérdidas por calentamiento en cables, motores y transformadores.
Se libera capacidad en los conductores y transformadores de la instalación.
Se mejora la regulación de la tensión.
Las resistencias individuales de descarga evitan riesgos para el operador del banco.
El banco es 100% reparable en campo.
Su montaje puede ser en piso o en pared.
Ventilación por convección natural.
Amplio espacio para instalación.
Tiene indicación visual de falla de las celdas.

Especificaciones estándar

Todos los bancos fijos en baja tensión hechos por Inelap cuentan con las siguientes especificaciones estándar:

Fases: 3
Frecuencia: 60 Hz.
Tensiones: 240, 480 y 600 V.
Capacidad en kVAR: 1 a 130.
Gabinete: Para uso interior (NEMA 1), en lámina en calibres 12 y 14, con acabado de pintura en polvo texturizada para estructura, puertas y cubiertas.
Herrajes y charolas en lámina negra pintada.
Montaje de gabinete: Gabinete soportado en pared o para piso.
Celdas capacitivas: De polipropileno metalizado en zinc, para 80 °C continuos de temperatura, cumpliendo la norma NEMA ANSI EIA-456 y con aprobación de UL.
Conexión: Delta o estrella.
Ventilación: Por convección natural.
Pérdidas de celdas: Menores a 0.4 Watts/kVAR.
Descarga de celdas: Por medio de resistencias individuales.
Protección de celdas: Por medio de dispositivo de sobrepresión para cada celda, aprobado por UL.
Indicación de falla: En forma visual para cada celda.
Acometida: Por la parte superior o inferior.
Altitud máxima: 3500 msnm.
Normas: NEMA ANSI EIA-456-A, IEC 831-1 y 2, NMX-J-203, ANCE 1996, NEMA CP 1-2000.
Aprobación UL: CYWT.E227040 Mantenimiento: 100% reparable en campo.
Garantía: 7 años.

Especificaciones opcionales.

Además de las especificaciones estándar Inelap ofrece las siguientes especificaciones opcionales de forma que el banco fijo se adapte mejor a las necesidades propias del usuario y de la instalación:

Fases: Disponibles en monofásico.
Frecuencia: 50 Hz.
Tensiones: Cualquiera hasta 830 V.
Capacidad en kVAR: Cualquier capacidad.
Gabinetes: NEMA 12, 3R y especiales, en cualquier color empleado en equipos eléctricos industriales.
Fusibles principales: Disponibles.
Lámparas piloto: Disponibles.

Compensación Reactiva, Banco de Capacitores Fijos, Automáticos y Filtros de Armónicas

Bancos de Capacitores de Potencia para Media y Alta Tensión

Bancos de Capacitores Tipo Fijo/Automático-Poste:

Bancos de Capacitores Subestación Montados en

Bancos de Capacitores Subestación En Gabinete Metálico:

Bancos de Capacitores y Filtros de Armónicas en Gabinete Media Tensión

CARACTERíSTICAS DE LOS EQUIPOS PRIMARIOS

CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS PRIMARIOS

FAB Filtro de armónicas automático en baja tensión

Características generales

Relevador de corrección de factor de potencia

Reactor

Protecciones

Beneficios del filtro de armónicas automático

Beneficios económicos

Beneficios técnicos

Especificaciones

Beneficios de trabajar con Inelap

Dimensiones de gabinetes

BANCOS DE CAPACITORES AUTOMÁTICOS BAJA TENSIÓN

Componentes

Interruptor termomagnético de caja moldeada

Circuito de control

Contactores

Capacitores con resistencia de descarga

Sensor de sobrepresión

Especificaciones

Identificación de equipos

Bancos de Capacitores Automáticos de Baja Tensión

Compensación Reactiva, Banco de Capacitores Fijos, Automáticos y Filtros de Armónicas.

BANCOS FIJOS DE CAPACITORES EN BAJA TENSIÓN.

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