Todos los controladores o reguladores de factor de potencia tienen un umbral para realizar las maniobras de los diferentes pasos o escalones que forman una batería de condensadores. El motivo de este umbral es evitar oscilaciones de las maniobras (también llamado como rendimiento de respuesta, o más popularmente como “penduleo“).
Es decir, primero tiene que haber una cierta demanda de potencia reactiva antes de dar la señal de conectar, y lo mismo para dar la orden de desconexión. Por tanto, los picos de demanda a corto plazo o fluctuaciones rápidas de la potencia reactiva no se detectan, haciendo que el regulador de factor de potencia no de la orden de conectar o desconectar.
Banda muerta
El área en la que no se inicia ninguna operación de conmutación se denomina banda muerta. El valor de respuesta de la banda muerta se establece en aproximadamente entre el 60% y el 80% de la potencia de paso mas pequeño de la batería de condensadores. Esta área también marca los limites de desconexión del paso aproximadamente entre el 10% y el 30% de la potencia.
Cada fabricante de reguladores de factor de potencia establece unos valores de porcentaje de conexión y desconexión, con lo que la respuesta puede ser distinta.
Relación C/k
El regulador de factor de potencia requiere para el calculo de la potencia reactiva la medida de tensión y corriente. La corriente es medida a través de un transformador de corriente con una cierta relación de transformación, normalmente son X/5 A.
A partir de la medida del transformador de corriente y la corriente del paso mas pequeño, el regulador puede establece el valor de respuesta de la banda muerta.
Este valor de respuesta se denomina relación C/k. El valor C/k es el resultado de la corriente del paso más pequeño y la relación del transformador de corriente. Ambos valores de corriente pueden ser distintos para cada batería de condensadores e instalación, con lo que debera ajustarse en cada caso.
En general, el valor C/k que se calcula para de acuerdo con la fórmula:
Qp1: Potencia del condensador del paso más pequeño en var a la tensión de red
Ip1: Corriente del condensador del paso más pequeño en var a la tensión de red
U: Tensión de red
k: Relación del transformador de corriente
Es importante que el calculo de la corriente del primer paso se haga teniendo en cuenta la corriente o potencia reactiva que tendrá a la tensión de red. Es habitual utilizar condensadores sobredimensionados en tensión, los cuales darán un valor de potencia o corriente inferiores al conectarlos por debajo de su tensión nominal. En este articulo explico la diferencia de potencia de los condensadores con la tensión y como calcularlo.
No hace falta decir que en el caso de un cambio posterior en la potencia del primer escalón o del transformador de corriente, el valor del C/k debe reajustarse de acuerdo con los nuevos valores.
Ejemplo de cómo calcular el C/k
Tenemos una batería de condensadores de 120 kvar a 400 V, que consta un paso de 20 kvar, uno de 40 kvar y uno de 60 kvar. La tensión de red es de 400 V. La medida de corriente se realiza a través de un transformador de corriente de 500/5 A. ¿Cual es el valor C/k que debemos programar en el regulador de factor de potencia?
Calculadora de C/k
Aquí tenéis una tabla con los valores de C/k para diferentes potencias del primer paso de una batería de condensadores a 400 V, y la corriente de primario de un transformador con relación X/5A.
También os dejo aquí el enlace de una calculadora de C/k.
José Manuel dice
16/02/2018 al 09:24Buenos días, muy buena explicación, tanto estas como la presentación general en Circutor.
Querría plantearte una duda, en un bombeo con 4 bombas, están programadas para funcionar a la misma frecuencia en determinadas condiciones (para regular todas a la vez). ¿Se favorece la resonancia de los armónicos en esta situación de manera significativa?
Muchas gracias, un saludo
José Manuel dice
16/02/2018 al 09:27Me faltaba aclarar que cada bomba tiene su propio variador de frecuencia. La situación es que regulan a la vez, esto es, si hay 3 bombas arrancadas, la programación ordena que las 3 estén en cada momento funcionando a la misma frecuencia, en algún punto entre 45 y 50 Hz.
Francesc Fornieles dice
16/02/2018 al 11:44Hola Jose Manuel,
Desde hace unos meses no trabajo en Circutor. Supongo que coincidimos en alguna sesión de formación previa. 😉
Respecto a las condiciones de resonancia lo explico en este post (https://fornieles.es/perturbaciones-electricas/resonancia-electrica-bateria-condensadores-y-armonicos/)
La condición de resonancia aparecera cuando se igualen las impedancias del sistema y la bateria de condensadores. Los variadores aportan una frecuencia diferente aguas abajo que aguas arriba del mismo. Aguas arriba es donde tendrás la alimentación a la frecuencia de la red, más la aportación de los armonicos que generan los variadores.
Si la aportación de corriente armonica es relevante y coincide entorno a la frecuencia de resonancia del sistema, el efecto de resonancia podrá tener menor o mayor importancia.