¿Qué es un banco de condensadores y para que se usa?

Los CAPACITORES son componentes eléctricos/electrónicos que almacenan energía eléctrica. Los condensadores consisten en dos conductores que están separados por un material aislante o dieléctrico.

Cuando se pasa una corriente eléctrica a través de un par de conductores, se desarrolla un campo eléctrico estático en el dieléctrico que representa la energía almacenada. A diferencia de las baterías, esta energía almacenada no se mantiene indefinidamente, ya que el dieléctrico permite una cierta cantidad de fuga de corriente que da como resultado la disipación gradual de la energía almacenada.

Un banco de condensadores es una agrupación de varios condensadores idénticos interconectados en paralelo o en serie entre sí según sea necesario.

Factor de potencia, kW, kVA, kAR

La demanda de potencia se expresa en unidades de Kilo watt (kw) o Mega watt (Mw). Esta potencia es suministrada por una subestacion eléctrica. En el sistema de alimentación alterna (CA), la potencia reactiva siempre entra en juego.

Esta potencia reactiva se expresa en Kilo VAR o Mega VAR. La demanda de esta potencia reactiva se origina principalmente a partir de la carga inductiva conectada al sistema.

Estas cargas inductivas generalmente son circuitos electromagnéticos de motores eléctricos, transformadores eléctricos, inductancia de redes de transmisión y distribución, hornos de inducción, etc. Esta potencia reactiva debe ser compensada adecuadamente y es la relación entre la potencia real consumida por la carga y la potencia total consumida. es decir, la suma vectorial de la potencia activa y reactiva del sistema se vuelve bastante baja. Esta relación se conoce como el factor de potencia eléctrico y las relaciones más bajas indican un factor de potencia deficiente del sistema.

Si el factor de potencia del sistema es pobre, la carga de amperios de la transmisión, red de distribución, transformadores, alternadores y otros equipos conectados al sistema, se vuelve alta para la potencia activa requerida. Por otro lado, el usuario pagará mucho más de lo que realmente se está utilizando. Y, por lo tanto, la compensación de potencia reactiva se vuelve tan importante. Esto se hace comúnmente mediante la adición de un banco de condensadores.

En los circuitos de CA, el factor de potencia es la relación de la potencia real que se utiliza para hacer el trabajo y la potencia aparente que se suministra al circuito. La corrección del factor de potencia es un ajuste del circuito eléctrico para llevar el factor de potencia lo mas cerca de 1, conocido como factor de potencia unitario.

El factor de potencia se define como la diferencia o desfase entre el voltaje y la corriente, o simplificado como la relación entre la potencia real (P) y la potencia aparente (S). La gente a menudo se referirá al factor de potencia como adelantado o atrazado.

El factor de potencia atrazado es cuando la corriente se atraza con respecto del voltaje, esto significa que la forma de onda de la corriente se retrasa después de la forma de onda del voltaje (y el ángulo del factor de potencia es positivo).

Factor de potencia de la unidad: se refiere al caso en que la corriente y el voltaje están en la misma fase. Ni retrasado ni adelantado.

La importancia física del factor de potencia está en la impedancia de carga. Por lo general, las cargas inductivas (por ejemplo, bobinas, motores, etc.) tienen factores de potencia atrazados, las cargas capacitivas (por ejemplo, condensadores) tienen factores de potencia adelantados y las cargas resistivas (por ejemplo, calentadores) tienen factores de potencia cercanos a la unidad.

Un factor de potencia de uno o «factor de potencia unitario» es el objetivo de cualquier empresa de servicios eléctricos, ya que si el factor de potencia es menor que uno, deben suministrar más corriente al usuario para una cantidad determinada de consumo de energía. Al hacerlo, incurren en más pérdidas en la línea. También deben tener equipos de mayor capacidad en lugar de lo que sería necesario. Como resultado, a una instalación industrial se le cobrará una multa si su factor de potencia es muy diferente de 1, dependiendo de la legislación del país.

Imagine que ejecuta un motor eléctrico de 10 KW y paga por 15 KW de potencia!

Las instalaciones industriales tienden a tener un «factor de potencia atrazado», donde la corriente es más atrazada que el voltaje (como un inductor). Esto es principalmente el resultado de tener una gran cantidad de motores de inducción eléctricos: los devanados de los motores actúan como inductores como los ve la fuente de alimentación. Los condensadores tienen el efecto opuesto y pueden compensar los devanados del motor inductivo. Algunos sitios industriales tendrán grandes bancos de condensadores estrictamente con el propósito de corregir el factor de potencia para ahorrar en los cargos de la compañía de servicios públicos.

El factor de potencia cercano a 1 reducirá la potencia reactiva en el circuito y la mayor parte de la potencia en el circuito será de potencia real. Esto también reducirá las pérdidas de líneas eléctricas. Y, por supuesto, el usuario paga precisamente por lo que está usando.

La corrección del factor de potencia generalmente se realiza agregando condensadores al circuito de carga, cuando el circuito tiene componentes inductivos, como un motor eléctrico.

¿Qué funciona un banco de capacitores?

Los bancos de capacitores funcionan con la misma teoría que un solo capacitor; están diseñados para almacenar energía eléctrica, solo que a una capacidad mayor que un solo dispositivo. Un condensador individual consta de dos conductores que están separados por un material dieléctrico o aislante. Cuando la corriente se envía a través de los conductores, se desarrolla un campo eléctrico de naturaleza estática en el dieléctrico que actúa como energía almacenada. El dieléctrico está diseñado para permitir una cantidad predeterminada de fuga que disipará gradualmente la energía almacenada en el dispositivo, que es una de las mayores diferencias entre los condensadores y las baterías.

¿Cómo se mide la capacitancia?

Los condensadores se clasifican por la característica de almacenamiento denominada capacitancia, que es medida por la unidad científica, farad. Cada condensador tendrá un valor fijo que están clasificados para almacenar, que pueden usarse en combinación con otros condensadores en un banco de capacitores cuando existe una demanda importante de potencia reactiva.

¿Cuáles son las aplicaciones de un banco de capacitores?

El uso más común de un banco de capacitores es la corrección del factor de potencia de la fuente de alimentación de CA en entornos industriales que utilizan una gran cantidad de transformadores y motores eléctricos, debido a que estos equipo usan una gran carga inductiva, son susceptibles a cambios de fase y retardos del factor de potencia en la fuente de alimentación, lo que puede ocasionar una pérdida de eficiencia del sistema si no se corrige. Al incorporar un banco de capacitores en el sistema, el rezago de energía se puede corregir al costo más bajo para la empresa en comparación con la realización de cambios significativos en la red eléctrica de la compañía o el sistema que está suministrando el equipo. Otros usos para los bancos de capacitores incluyen generadores de Marx, láseres pulsados, radares, investigación de fusión, detonadores de armas nucleares y cañones de espirales electromagnéticos.