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Cómo dimensionar un SVG para un banco de condensadores existente: una guía práctica de PFC híbrido
Un banco de condensadores existente proporciona potencia reactiva a granel económica, pero puede tener dificultades con cargas que cambian rápidamente, fases desequilibradas o pasos bruscos. Añadir un generador estático de VAR (SVG) puede cerrar esta brecha sin reemplazar equipos útiles.
El SVG no debe coincidir automáticamente con toda la demanda reactiva de la instalación. En un sistema híbrido, el banco suministra el requisito de base estable, mientras que el SVG se encarga de la demanda residual, de cambio rápido, capacitiva o específica de fase. Por lo tanto, el dimensionamiento depende del kVAr residual medido, no del tamaño del transformador ni de la potencia nominal de la placa del banco.
Un banco de condensadores suministra potencia reactiva en pasos fijos. Un panel APFC de 200 kVAr, por ejemplo, puede cambiar combinaciones de etapas de 25 o 50 kVAr. Esto funciona bien con una demanda estable.
Un banco no puede proporcionar valores entre sus combinaciones de pasos. Los retrasos de conmutación y descarga también limitan su respuesta. Un proceso cambiante puede dejar el factor de potencia por debajo del objetivo, llevarlo a capacitivo o causar conmutaciones repetidas.
Un SVG inyecta o absorbe corriente reactiva de forma continua. El banco cubre la carga base mientras el SVG recorta el error restante, reduciendo la capacidad activa requerida al tiempo que conserva la ventaja de costo de los condensadores.
Comience con el objetivo: evitar cargos por energía reactiva, liberar capacidad del transformador, reducir la corriente del alimentador o estabilizar el factor de potencia durante la producción.
No asuma que 1,00 siempre es correcto. Seleccione un objetivo que cumpla con los requisitos de la tarifa y del equipo sin causar un factor de potencia capacitivo innecesario.
Para un punto de operación estable, el requisito de compensación teórica se puede estimar con:
Qc = P × [tan(cos⁻¹ PF1) − tan(cos⁻¹ PF2)]
Donde:
Qc es la compensación requerida en kVAr
P es la potencia activa en kW
PF1 es el factor de potencia medido antes de la corrección
PF2 es el factor de potencia requerido
La fórmula es un punto de partida; un punto de operación no puede dimensionar un sistema dinámico.
Registre los kW, kVAr trifásicos, el factor de potencia, el voltaje, la corriente y el estado de los pasos de los condensadores a través de un ciclo representativo, incluyendo picos, carga ligera, arranques de motores y equipos con ciclos rápidos.
Registre con la suficiente frecuencia para capturar los cambios que el controlador APFC pasa por alto. Las facturas o una lectura manual rara vez revelan el kVAr residual pico.
Registre si el kVAr residual es inductivo o capacitivo, ya que el SVG puede necesitar generar y absorber potencia reactiva.
No reste la potencia nominal de la placa del banco sin probarlo. Confirme que los pasos estén en buen estado, las combinaciones seleccionadas y la condición de los contactores, fusibles, condensadores y reactores.
La salida de los condensadores cambia con el voltaje y la frecuencia. Una unidad con una potencia nominal superior al voltaje real del bus proporciona menos kVAr que los de su placa. Utilice la corriente medida del banco y los datos operativos siempre que sea posible.
Decida si debe reparar los pasos no disponibles antes de dimensionar. Usar un SVG sobredimensionado para ocultar fallas del banco añade costos sin resolverlos.
El valor de dimensionamiento más útil es la potencia reactiva que queda en el punto de acoplamiento común después de que el banco de condensadores ha operado.
kVAr residual = demanda reactiva de la carga − salida real del banco de condensadores
Grafique este valor a lo largo del tiempo. Identifique el mayor residual inductivo, la mayor excursión capacitiva, la duración y la tasa de cambio. El SVG debe cubrir este rango bidireccional a la tensión de funcionamiento.
Si la demanda residual oscila entre +80 kVAr inductivos y −25 kVAr capacitivos, la selección debe cubrir 80 kVAr de corrección capacitiva y absorber 25 kVAr. Considere también la incertidumbre de medición, el crecimiento planeado, las condiciones ambientales y la reducción de potencia nominal del fabricante.
Esto es más fiable que hacer coincidir la potencia nominal del SVG con la del banco.
| Datos o condición del sitio | Por qué es importante | Efecto en la selección del SVG |
|---|---|---|
| kVAr inductivo residual máximo | Muestra la mayor demanda inductiva restante | Establece el rango mínimo de compensación capacitiva |
| kVAr capacitivos residuales máximos | Revela la sobrecompensación con carga ligera | Confirma la capacidad de absorción inductiva requerida |
| Paso de condensador más pequeño | Define la resolución de control de la batería | El SVG puede necesitar ajustar la brecha alrededor de cada paso |
| Tasa de cambio de carga | Muestra si la batería puede seguir el proceso | Los cambios rápidos refuerzan la necesidad de capacidad dinámica |
| Desequilibrio de corriente de fase | Indica requisitos de fase desiguales | Puede requerir un SVG de cuatro hilos dimensionado por fase |
| Tensión de barra y temperatura ambiente | Afectan la salida del equipo y la capacidad térmica | Aplique los datos de funcionamiento y reducción de potencia del fabricante |
| Mediciones de armónicos | Separa los problemas de potencia reactiva y distorsión | Puede requerir un AHF o una solución multifunción coordinada |
Un SVG de tres hilos es adecuado para la corrección trifásica equilibrada. Las cargas monofásicas significativas y las corrientes desiguales pueden requerir un SVG de cuatro hilos con compensación de fase independiente.
Para la selección de cuatro hilos, revise la demanda residual y los límites del equipo por fase, no solo los kVAr totales. Un SVG no es automáticamente un filtro de armónicos de neutro.
Las baterías de condensadores interactúan con la inductancia del sistema و pueden aumentar el riesgo de resonancia. Revise los armónicos de tensión y corriente, la sintonización de reactores y las cargas no lineales antes de conservar la batería.
Un SVG corrige principalmente la potencia reactiva. No lo trate como un filtro activo de armónicos a menos que esté calificado para ambas funciones. Los problemas de armónicos pueden requerir un AHF, una batería desintonizada o una solución coordinada.
El SVG debe medir el residual creado por la carga y la batería, por lo que la ubicación de los TC, la polaridad, la secuencia de fases y los límites del controlador son importantes.
La batería debe manejar la compensación en bloque más lenta mientras el SVG corrige el error restante. Los puntos de ajuste conflictivos pueden causar caza de pasos, factor de potencia capacitivo u operación opuesta.
Realice la puesta en marcha con carga pesada, carga ligera y eventos de conmutación. Verifique el factor de potencia, los kVAr residuales, los pasos de la batería, la carga del SVG y las corrientes de fase.
No. Dimensionela a partir del residuo máximo después de que la batería en buen estado funcione. Su capacidad nominal puede ser considerablemente menor que la capacidad de la batería.
Sí, dentro de su rango bidireccional. La sobrecompensación persistente aún requiere la revisión de los pasos de los condensadores, los ajustes del controlador, la ubicación de los TC y el funcionamiento con carga ligera.
No sin una evaluación. Verifique la corriente armónica, la resonancia, la sintonización de reactores, la tensión y la carga térmica. Un SVG no hace que una batería inadecuada sea segura.
No existe un porcentaje universal. Considere la incertidumbre de medición, las cargas planificadas, el ciclo de trabajo, la temperatura, la tensión y la reducción de potencia del fabricante. Sobredimensionar no resuelve los problemas de coordinación.
El dimensionamiento del SVG junto a una batería existente es un ejercicio de demanda residual. Mida el ciclo de carga, confirme la salida real de la batería, identifique los kVAr residuales inductivos y capacitivos, y verifique el desequilibrio, la tensión, la temperatura y los armónicos.
El banco puede suministrar una compensación base económica mientras que el SVG proporciona una corrección rápida y continua. La ubicación de los CT y los controles coordinados son tan importantes como la potencia nominal en kVAr.
YT Electricpuede revisar sus registros de calidad de energía, la configuración del banco de condensadores, el perfil de kVAr residual, el espectro armónico y los planes de carga futuros para ayudar a dimensionar y configurar un SVG para un sistema híbrido confiable de corrección del factor de potencia.
compatible con la red ipv6
