No estaría mal decir que la humanidad nunca ha consumido tanta electricidad, y para hacer más grande la paradoja, todavía falta energía. El fuerte aumento del consumo en las últimas dos décadas ha creado muchos problemas en las redes eléctricas de todo el mundo. La optimización de costos y la reducción de pérdidas en transmisión y distribución son urgentes. Aquí llegamos al tema principal de este artículo, cómo manejar todos estos problemas utilizando bancos de capacitores.

Bancos de capacitores de media tensión

Las solicitudes de compensación de potencia reactiva, estabilidad de voltaje y mitigación de filtros de armónicos han aumentado como resultado de la integración de muchas otras tecnologías de energías renovables en el sistema eléctrico. Los bancos de capacitores se utilizan abundantemente en las subestaciones para mejorar la calidad general de la energía.

Debido a la competencia de cuello a cuello, todas las industrias tienen como objetivo reducir los gastos de producción y controlar mejor y optimizar la energía eléctrica empleando mejoras en la calidad de la energía.

Comencemos con algunos conceptos básicos. En pocas palabras, los bancos de capacitores brindan un nivel de voltaje estable, soporte de energía reactiva y una mayor capacidad de transferencia de energía en el sistema de energía. También se utilizan para compensar las pérdidas en los sistemas de transmisión. Los bancos de capacitores reducen la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente.

Se utiliza un banco de capacitores para la compensación de potencia reactiva y la corrección del factor de potencia en las subestaciones eléctricas. Los bancos de capacitores se utilizan principalmente para mejorar la calidad del suministro eléctrico y mejorar la eficiencia de los sistemas de potencia.

El banco de capacitores está conectado de dos maneras: estrella y delta, pero la mayoría de las veces se usa la conexión delta. Ambas conexiones tienen sus ventajas y desventajas. La aplicación principal es la corrección del factor de potencia porque, en un sistema trifásico, se utiliza un banco de capacitores trifásicos para la corrección del factor de potencia que puede conectarse en estrella o en triángulo

Conexión delta en banco de capacitores

El banco de capacitores conectado en estrella se utiliza para aplicaciones de media a alta tensión. En la conexión en estrella, el voltaje a través de cada capacitor es raíz 3 veces menor que el voltaje de fase, por lo que el estrés de voltaje a través de los capacitores es bajo incluso en aplicaciones de alto voltaje.

Hay dos tipos de conexiones en estrella en el banco de capacitores:

1. Conexión de estrella con puesta a tierra.

2. Conexión estrella sin puesta a tierra.

Conexión estrella con puesta a tierra: El punto neutro está conectado a tierra. En este tipo de conexión, el punto no polarizado del banco está conectado a tierra de manera estable, lo que significa que el neutro no debe estar aislado hacia el nivel BIL del sistema completo.

Un error en la fase 1 del banco no afectará el aumento de voltaje dentro de las patas restantes del banco. Entonces, una falla en una fase del capacitor no afectará a otras fases.

Conexión estrella con puesta a tierra en banco de capacitores

Conexión estrella sin puesta a tierra: El punto neutro está aislado de la tierra o suelo. En este tipo de conexión, el punto neutro de banco de capacitores no está conectado a tierra. Por lo tanto, este tipo de conexión no permite el suministro de corrientes GND y corrientes armónicas de secuencia cero.

Conexión estrella sin puesta a tierra en bancos de capacitores

Hoy en día, los capacitores modernos utilizan una tecnología de "desconexión de seguridad de recuperación automática", en la que la integridad del dieléctrico del capacitor se mantiene de manera muy eficaz. En condiciones de falla menor, se liberan gases dentro del elemento del capacitor para soldar y cerrar efectivamente cualquier orificio causado por la falla dieléctrica.

Las fallas típicas de los capacitores de corrección del factor de potencia se pueden atribuir a varias razones, como se detalla a continuación:

Los armónicos son corrientes o voltajes que son un múltiplo de la frecuencia de alimentación fundamental, los armónicos son generados por algunas cargas no lineales como los variadores de velocidad, los capacitores son particularmente sensibles a las corrientes armónicas ya que su impedancia disminuye proporcionalmente al orden de los armónicos presentes.

La resonancia es una situación en la que los condensadores y el transformador de suministro crean una ruta de baja impedancia para las corrientes armónicas circulantes; cuando esto sucede, el sistema eléctrico podría sintonizarse con la frecuencia armónica específica más dominante, aumentando así el flujo de corriente a través del sistema eléctrico.