Bancos de Capacitores Tipo Fijo/Automático-Poste:La aplicación más eficiente y económica de los capacitores de potencia, es conectarlos cerca de la carga. Los bancos de capacitores montados en los postes, proveen una instalación que puede ser localizada cerca de la carga en los sistemas de distribución, estos bancos pueden ser fijos o desconectables, además de poder contar con un control automático de operación, dependiendo de las necesidades del sistema. Normalmente los rangos más comunes en los ensambles de los bancos de capacitores para montaje en poste son de 300 KVAR hasta 9 00 KVAR, aunque los nuevos diseños con menos volumen permiten incrementar la potencia. Estos bancos son posibles hasta una tensión de 34.5 KV. |
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Bancos de Capacitores Subestación Montados enBastidores Abiertos: Este tipo de Bancos son utilizados para proveer grandes cantidades de KVAR divididas en bloques, en los sistemas de distribución y para tensiones de 15 hasta 161 KV conectados en paralelo. Es Cada capacitor es individualmente protegido por un fusible tipo expulsión o en algunos casos con fusibles limitadores de corriente. Las unidades capacitivas pueden ser montadas en los bastidores tanto horizontal como verticalmente en estructuras de aluminio o fierro galvanizado. Los bancos de capacitores subestación pueden ser suministrados con un esquema de protección por desbalance y con equipo de interrupción. Pueden ser controlados automáticamente en uno o varios pasos dependiendo de las necesidades del sistema, También pueden ser controlados por medio de tiristores de potencia. Esta última aplicación para el diseño de un banco es conocido con el nombre de Compensador Estático de VARS. |
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Bancos de Capacitores Subestación En Gabinete Metálico:Los bancos de capacitores en gabinete metálico son utilizados para aplicaciones de medianapotenciaenKVARenlossistemasde distribución.Latensiónmáximade servicio es hasta 34.5 KV. Estos bancos son completamente cerrados en el gabinete y son utilizados donde las condiciones de espacio y seguridad son limitadas. Loscapacitoressonindividualmenteprotegidosporfusibleslimitadores decorriente para una máxima protección y todos los accesos de las puertas cuentan con micro interruptores que se accionan con solo abrir las puertas del gabinete, y a su vez operan el interruptor o desconectador del banco. Un sistema de puesta a tierra del banco con operación externa deberá ser acondicionado a todos los bancos de capacitores que cuenten con un gabinete metálico. El diseño del gabinete puede permitir expandirse de manera tal que se puedan agregar compartimientos conteniendo capacitores e interruptores o desconectadores etc. |
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Bancos de Capacitores y Filtros de Armónicas en Gabinete Media Tensión
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
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. |
CARACTERíSTICAS DE LOS EQUIPOS PRIMARIOS
CAPACITORES
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.
GABINETE
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
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
REACTORES DE INRUSH
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 DE SINTONIA
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.
CUCHILLAS 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.
FUSIBLES LIMITADORES DE CORRIENTE
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.
TRANSFORMADORE DE PROTECCION
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 en el neutro (59n) y en conexiones de doble estrella flotante se suministra 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 PROTECCION
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:
sobretensión de neutro (59n)
Sobrecorriente de neutro (50n)
Sobrecorriente de fase instantánea y con retardo (50/51) sobretensión y subtensión de fase (59/27)
Disparo por ausencia de tensión
BARRA Y HERRAJES DE SUJECION
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.
Código de Red
Material técnico de referencia del SICOD-R-100. Los plazos citados corresponden a la publicación original.
SICOD-R-100 La única solución de monitoreo de Código de Red. Plug & Play.
¿Quién tiene que cumplir con el Código de Red?
“Los Centros de Carga que emanen o se relacionan a las actividades de suministro (calificado, básico o último recurso), usuarios calificados o generación de intermediación, que estén conectados en Alta o Media Tensión cumplirán con los requerimientos de este Manual, en un plazo que no podrá exceder de 3 años (hasta abril 2019).”
¿Qué es el Código de Red?
Resolución (RES/151/2016) publicada el viernes 8 de abril de 2016 por la que la Comisión Reguladora de Energía (CRE) expide las Disposiciones Administrativas de carácter general que contienen los criterios de eficiencia, calidad, confiabilidad, continuidad, seguridad y sustentabilidad del Sistema Eléctrico Nacional, conforme dispone el artículo 12, fracción XXXVII de la Ley de la Industria Eléctrica.
A partir de esta resolución se determinan las disposiciones Generales de conexión de Centros de Carga (CONE), estableciendo diversos criterios que los usuarios de media y alta tensión deben de cumplir al estar interconectados al sistema eléctrico nacional.
Estas disposiciones, junto con los manuales regulatorios conforman el llamado Código de Red. Si bien se establecen los parámetros que los Centros de Carga deben soportar, y por lo tanto cumplir, no se establece cómo es que los usuarios de media y alta tensión deben actuar para poder verificar el cumplimiento de dichas disposiciones.
Adicionalmente, la CFE y CENACE, a través de los diversos sistemas de monitoreo y medición, pueden saber si algún usuario cumple o no con estas disposiciones. Sin embargo, no son comunicados los resultados de manera proactiva a los usuarios. Por lo tanto, los usuarios que de alguna manera no cumplen con el Código de Red, desconocen esta condición.
¿Qué implica cumplir con el Código de Red?
El Código de red establece algunas condiciones de operación que pueden implicar la modificación de la configuración interna de los relés de protecciones de la instalación del usuario. Estas condiciones no son visibles a simple vista y no están disponibles a través de monitoreo y sólo se harán evidentes en el caso de que exista una falla en el sistema o se presente una situación en la cual las protecciones eléctricas tengan que actuar.
Por lo que adicionalmente, los usuarios de media y alta tensión deben verificar que la coordinación de protección y sus estudios cumplan con estos parámetros, esta tarea no es sencilla y tampoco es de implementación rápida.
En muchos casos la solución al cumplimiento del código de red puede implicar elementos de compensación en algunas de las instalaciones de los usuarios, dichos elementos de compensación por lo general tienen tiempos de fabricación entre 6 y 8 meses.
¿Qué variables a monitorear describe el Código de Red?
SICOD-R-100
La única solución en el mercado para cumplir con los requerimientos del Código de Red.
“La solución de Siemens inicia por dar al usuario la transparencia de saber si está cumpliendo o no con el Código de Red.”
Atiende las necesidades de los usuarios de media y alta tensión para cumplir con estas resoluciones con una visión de 360° que parte de la consultoría y el enlace con los principales interlocutores, además de brindar una solución proactiva y simple que ayuda a anticipar y evitar posibles penalidades con el regulador en caso de incumplimiento.
Alcance de la consultoría
- Análisis del estado de una red
- Tensiones
- Niveles de carga
- Factor de Potencia
- Respuesta a la frecuencia (resonancias)
- IndicadoresdeCalidaddeenergía
- Distorsión armónica
- Variaciones de tensión (Flicker)
- Desbalance de corriente
- Simulaciones de la red
- Comportamientodelademanda
- Arranqueóptimodeequipos Dimensionamiento de equipos de compensación
- Evitar penalizaciones por bajo Factor de Potencia
- Cumplimiento con normas de conexión Optimizar la vida útil del equipo primario
SICOD-R-100
La solución de Siemens inicia por dar al usuario la transparencia de saber si está cumpliendo o no con el Código de Red mediante un gabinete preconfigurado de medición que le brindará información en tiempo real de manera paralela al medidor de CFE.
De esta manera, el usuario es dueño de su propia información y tiene acceso a ella en todo momento gracias a la interfaz remota de conexión segura que la solución proporciona.
Posteriormente, Siemens recomienda que la misma información sea compartida con la CRE. Para ello, el usuario deberá presentar un formato simple a la CRE que habilita a esta a tener acceso remoto a la misma información que el usuario tiene.
Esto hace que en casos de incumplimientos la CRE pueda suavizar su juicio y, entonces, pueda iniciarse un plan de remediación.
Dicho plan de remediación puede ser también elaborado en conjunto con Siemens o con alguno de sus distribuidores especializados.
“El usuario es dueño de su información y tiene acceso a ella en todo momento.”
Integrando tecnología Siemens
El SICOD-R-100 se compone de equipos Siemens existentes y probados, integrando un medidor de Clase A, el SICAM Q100 conectado a la red eléctrica del usuario, una PC Industrial de la familia SIMATIC, IPC327E para integrar las señales recopiladas y una interfaz gráfica SICAM SCC, misma que se puede visualizar desde un navegador web, accesible mediante una PC de uso común o un smartphone.
Estos equipos se integran en un gabinete compacto, de manera que su instalación sea simple para el usuario.