Páginas: 0 / 44 GUÍA DE APLICACIONES COMPENSADORES DE ARMÓNICOS PARA INSTALACIONES INDUSTRIALES
Páginas: 1 / 44 ÍNDICE 1 - PROBLEMAS EN INSTALACIONES DE INDUSTRIALES... 2 2 - PLAN DE ACCIÓN PARA SOLUCIONAR UN PROBLEMA EN UNA INSTALACIÓN...5 3 - SELECCIÓN DEL MODELO DE COMPENSADOR O INDUCTANCIA...7 4 - INDUCTANCIA DE LÍNEA RTL...11 5 - COMPENSADOR C10F + INDUCTANCIAS RTL...16 6 - COMPENSADOR C10F SIN INDUCTANCIAS...22 7 - COMPENSADOR C20F + INDUCTANCIAS RTL...30 8 - COMPENSADOR C20F SIN INDUCTANCIAS...38 9 - BATERÍA DE CONDENSADORES CON INDUCTANCIA ANTIRRESONANCIA RTF...44
Páginas: 2 / 44 1 - PROBLEMAS EN INSTALACIONES INDUSTRIALES INTRODUCCIÓN En los últimos años se ha producido una gran modernización de los procesos industriales y una rápida evolución de la electrónica de potencia, concretamente en el campo de los convertidores como son los reguladores de velocidad de motores DC, variadores de frecuencia,... Todos estos equipos tienen la peculiaridad de generar corrientes armónicas, disminuyendo así la calidad de la energía eléctrica. PROBLEMAS ORIGINADOS EN LA EMPRESA POR LOS ARMÓNICOS Fallos y avería en equipos electrónicos. Sobrecalentamiento y avería en transformadores y cables. Sobrecarga y avería en baterías de condensadores. Bajo aprovechamiento de transformadores y cables de la propia instalación. Disparo de protecciones sin causa aparente. Sobrecarga y averías en motores. Mal funcionamiento y paradas extrañas en máquinas. No todos estos problemas están causados siempre por armónicos. Por este motivo es muy importante realizar una evaluación de la instalación para buscar la causa real del problema (ver pag.5). Por ejemplo el salto de diferenciales sin causa aparente puede estar originado por fugas transitorias debidas a sobretensiones transitorias, descargas atmosféricas y a filtros EMI con alta intensidad de conexión. Los fallos y avería en equipos electrónicos pueden estar debidos a numerosas anomalías, a continuación exponemos las más habituales y sus posibles soluciones: ANOMALÍAS CAUSANTES DE FALLOS Y AVERÍAS EN EQUIPOS ELECTRÓNICOS Y SUS SOLUCIONES: Armónicos: Inductancias de línea, Compensadores, filtros activos. Microcortes y huecos producidos por convertidores: Inductancia de línea en cada convertidor. Microcortes y huecos provenientes de la red: UPS online. Sobretensiones transitorias: Filtros sobretensiones, UPS online. Fluctuaciones de tensión: Estabilizadores de tensión, UPS online Interferencias o ruidos: Filtros EMI, transformadores de aislamiento, Compensadores con aislamiento galvánico, UPS online. Cortes en la línea: UPS online, UPS offline.
Páginas: 3 / 44 Variaciones de frecuencia: UPS online. Salto de diferenciales sin causa aparente: Utilización de diferenciales inmunes a fugas transitorias, utilización de filtros EMI tipo bajas fugas en los convertiores, reducción de numero de convertidores por diferencial. Resonancia en batería de condensadores: Batería de condensadores con inductancias antirresonancia RTF. (ver pág. 44) De todas estas anomalías hay tres que están directamente relacionadas con los variadores de frecuencia y reguladores de velocidad de motores DC pero no tienen nada que ver con armónicos: Microcortes en la tensión: Esta producido por el paso de conducción de un diodo a otro en el puente rectificador del convertidor. Produce graves problemas de bloqueo y avería en autómatas, robots y otros dispositivos similares que estén instalados en la misma instalación que el convertidor. La solución es muy sencilla, simplemente instalando una inductancia de línea RTL en cada convertidor estos microcortes serán eliminados. Interferencias y ruidos: En la entrada y la salida de los variadores de frecuencia y en la entrada de los reguladores de velocidad de motores DC, existen corrientes de alta frecuencia. Estas corrientes interfieren en los equipos electrónicos que estén instalados en esa línea e incluso a los que no estén pero que físicamente sus cables de alimentación pasan por las cercanías de los cables de potencia del convertidor. Para solucionar este problema es necesario instalar filtros EMI en la entrada de variadores de frecuencia y reguladores de velocidad de motores DC y ferritas para amortiguación de altas frecuencias a la salida de los variadores de frecuencia. Además, es aconsejable no instalar los cables de alimentación de los equipos electrónicos susceptibles (autómatas, sensores,...) cerca de los cables de potencia del convertidor y si es necesario cruzarlos, realizarlo a 90º. Los cables deberán ir apantallados y puestos a tierra. Salto diferenciales sin causa aparente: A causa de la gran cantidad de filtros EMI que se encuentran en las instalaciones industriales, especialmente por los filtros de los variadores de frecuencia, existe una gran capacidad a tierra. En condiciones normales de funcionamiento no aparecen problemas, pero si se produce una sobretensión transitoria o una descarga atmosférica, esta capacidad absorbe un pico de intensidad transitoria muy elevada que provoca el disparo de los diferenciales. También puede suceder este efecto cuando conecten simultáneamente varios equipos que dispongan de filtros EMI, a causa del pico de conexión. La solución a este problema suele combinar varias acciones: - Intentar poner el menor número posible de convertidores u otros equipos que dispongan de filtro EMI por cada diferencial. Por ejemplo en vez de poner 6 convertidores por diferencial, poner 2 diferenciales cada uno alimentando 3 convertidores. - Utilizar diferenciales inmunizados contra fugas transitorias. - Utilizar filtros de bajas fugas en los convertidores. - Instalar inductancias de línea delante de los filtros EMI.
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Páginas: 5 / 44 2 - PLAN DE ACCIÓN PARA SOLUCIONAR UN PROBLEMA EN UNA INSTALACIÓN: 1) ETAPA 1: DIAGNÓSTICO DEL TIPO DE PROBLEMA: Es un estudio para encontrar la causa que esta provocando la avería. Es un trabajo de campo en el cual se deben verificar mediante distintas mediciones y comprobaciones de la instalación todos las posibles causas de la avería (microcortes, transitorios, fallo en tierras, armónicos,...). El objetivo de este estudio es encontrar la causa o causas que están originando el problema. Utilizar las tablas de la pág.6 para determinar si los problemas puedan estar provocados por armónicos. 2) ETAPA 2: BÚSQUEDA SOLUCIÓN: Es un análisis teórico-práctico que se realiza una vez encontrado previamente la causa del problema. En caso de que el problema esté producido por armónicos, POLYLUX dispone de distintos modelos de Compensadores e inductancias que solucionan estos problemas. Para elegir el modelo de Compensador más apropiado es necesario analizar los planos de la instalación para buscar su correcta ubicación y realizar varias mediciones de armónicos. Para realizar este sencillo análisis es necesario leer detenidamente los siguientes capítulos de las Guías de Aplicación. Nota: Para realizar las mediciones de armónicos es necesario disponer de un analizador de redes con las siguientes características: Medida valores true-rms Medida tasa total de armónicos (THD) en tensión y intensidad Medida armónicos individuales en tensión e intensidad tanto en valor absoluto como porcentual. Capacidad de poder registrar durante un periodo de tiempo
NOTA APLICACIÓN Páginas: 6 / 44 TABLA 2.1: DIAGNOSIS DE PROBLEMAS PROVOCADOS POR ARMÓNICOS VERIFICAR SI EL PROBLEMA EN SU INSTALACIÓN ESTÁ PROVOCADO POR ALGUNA DE LAS SIGUIENTES CAUSAS PROBLEMA DETECTADO POSIBLES CAUSAS PUNTO DE CONTROL VALORES DE REFERENCIA APROXIMADOS PARA SU VERIFICACIÓN Elevada distorsión armónica en tensión. Baja calidad energía eléctrica En las tomas de los equipos que sufren avería (fase-neutro) THD-V<5% : Ningún problema THD-V=5-8%: Posibilidad de incidencias THD-V>8%: Alta posibilidad de averías Fallos y averías en equipos electrónicos Tensión neutro-tierra elevada debido a armónicos En las tomas de los equipos que sufren avería (neutro-tierra) <4 V Ningún problema =4-8V Posibilidad de incidencias (150 Hz) (**) >8 V Alta posibilidad de averías (150 Hz) Interferencias en comunicaciones Disparo magnetotérmico tripolares y fusibles Sobrecalentamiento y bajo aprovechamiento de transformadores y cables de la propia instalación. Aumento del consumo eléctrico. Avería, reducción vida y salto de protecciones en batería de condensadores. Acoplamiento inductivo por alta distorsión armónica en intensidad Alta distorsión armónica en intensidad Elevado valor de intensidad eficaz en fases. Factor de potencia bajo debido a los armónicos Elevadas pérdidas en la instalación a causa del alto valor y alta distorsión de la intensidad Resonancia En cables de potencia que estén instalados cerca (< 30 cm) de cables de comunicaciones o cables de alimentación equipos electrónicos con problemas En magnetotérmicos afectados En salida de transformadores, generadores y cables de la instalación En salida de transformadores, generadores y cables de la instalación En salida de transformadores, generadores y cables de la instalación Intensidad en serie con condensador I RMS >50A y THD-I > 40 % Posibilidad de incidencias IRMS>100A y THD-I > 70 % Alta posibilidad de averías. THD-I > 40 % Posibilidad de incidencias THD-I > 70 % Alta posibilidad de averías THD-I > 40 % Aprovechamiento moderado THD-I > 70 % Aprovechamiento bajo FP < 0.92 y THD-I >40% Aprovechamiento mode rado FP < 0.8 y THD-I > 70% Aprovechamiento bajo THD-I < 40 % Perdidas por armónicos bajas THD-I = 40-70 % Perdidas por armónicos moderadas THD-I > 70 % Perdidas por armónicos altas THD-I > 45 % Posibilidad de problemas (*) THD-I > 85 % Alta posibilidad de problemas Sobrecalentamiento y peligro de incendio en conductores de neutro Disparo magnetotérmicos cuatro polos Excesivo valor de corrientes 3º y 9º armónico en conductor de neutro En conductor neutro sobrecalentado En magnetotérmicos afectados IRMS neutro > I nominal conductor fases/1.2 (**) IRMS neutro > I magnetotérmico (**) * En caso de ser este el problema, dirigirse a página 44. ** En caso de ser éste el problema, se deberá tratar como si fuese una instalación de oficinas.(dirgirse a Guías Aplicación Instalaciones Oficinas)
Páginas: 7 / 44 3 - SELECCIÓN DEL MODELO DE COMPENSADOR O INDUCTANCIA POLYLUX dispone de dos familias de productos para eliminación de armónicos en redes industriales: Inductancias de Línea y Compensadores de Armónicos. Las inductancias de línea son dispositivos pasivos que reducen la intensidad armónica consumida por los variadores de frecuencia y reguladores de velocidad de motores DC. Los Compensadores de Armónicos son dispositivos electromagnéticos eliminadores de armónicos. Estos equipos basan su funcionamiento en cancelación y compensación de flujos magnéticos. Su gran ventaja, al igual que las inductancias de línea, es la ausencia de componentes electrónicos y condensadores. Así el equipo está libre de mantenimiento y posee una vida extremadamente larga comparada con otro tipo de filtros. Una vez se ha llegado a la conclusión que el problema en la instalación está producido por armónicos, es necesario seleccionar el modelo de Compensador o inductancia que se ajuste mejor al tipo de instalación y al nivel de armónicos. Esta selección es muy sencilla, simplemente se deben seguir los tres apartados siguientes. CONSIDERACIONES DE INSTALACIÓN: Mediante estas consideraciones se deduce qué modelos de Compensador o inductancia son posibles instalar en la instalación. INDUCTANCIA DE LÍNEA COMPENSADORES CONSIDERACIÓN SIN AISLAMIENTO CON AISLAMIENTO GALVÁNICO GALVÁNICO RTL C10F+ RTL C10F C20F+RTL C20F División de cargas al 50 % * NO SI Número de fases ** II / III III Potencia individual máxima de cada convertidor alimentado (1) *** * División de cargas al 50 %: - - 5 kw - 5 kw Tabla 3.1 Para eliminar los armónicos 5º y 7º mediante Compensador, es necesario que la potencia total que se desea filtrar esté dividida en dos. En la mayoría de instalaciones realizar esta división es muy sencillo y no necesita ninguna modificación de la instalación. La idea es alimentar la mitad de los convertidores o máquinas mediante Compensadores de desfase 180º (modelo C10F) y la otra mitad directos ( 0º ).
Páginas: 8 / 44 180º. El modelo C20F es un equipo con dos secundarios; uno con desfase 0º y otro con desfase ** Número de fases: Las inductancias de línea permiten una construcción trifásica o monofásica. Este dato dependerá del tipo de convertidor que se vaya a instalar. Los Compensadores de armónicos por su principio de funcionamiento siempre son trifásicos. *** Potencia individual máxima de cada convertidor alimentado: Los variadores de frecuencia y reguladores de velocidad de motores DC con potencias mayores a 5 kw pueden generan microcortes en la tensión. Esta perturbación es la causante de fallos y averías en equipos electrónicos como autómatas programables, robots, ordenadores... El dispositivo que elimina esta perturbación es la inductancia de línea RTL. Por este motivo los Compensadores C10F y C20F sin inductancia de línea RTL son aconsejables solo cuando alimentan convertidores de potencia inferior a 5kW.
Páginas: 9 / 44 TABLA ORIENTATIVA DE EFICACIA PARA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS: Una vez conocemos las consideraciones del apartado anterior, debemos seleccionar el modelo que va a solucionarnos mejor el problema. A continuación se muestra una tabla que puede servir de orientación para elegir el modelo más apropiado. En caso de existir un grave problema o se precise del cumplimiento de alguna prescripción técnica de emisión de armónicos la mejor solución es el modelo C10F con inductancias de línea RTL el cual posee unos filtrados y prestaciones más altos. En caso de que además de los problemas producidos por los variadores de frecuencia y reguladores de motores DC, también existan perturbaciones provenientes de la red eléctrica (transitorios, interferencias...) sería más conveniente instalar Compensadores modelo C20F con inductancias de línea RTL. Por el contrario si el objetivo es sólo una reducción moderada del nivel de armónicos y la potencia de cada convertidor es superior a 5kW, la solución más apropiada es la instalación de inductancias de línea RTL en cada variador de frecuencia o regulador de velocidad motor. En caso de que la potencia sea inferior a 5kW y dependiendo del número de convertidores, la solución más económica podría ser la instalación de un Compensador C10F sin inductancias. PROBLEMA EN LA INSTALACIÓN Bajo aprovechamiento y sobrecalentamiento de transformadores y cables de la propia instalación Fallos y averías de equipos electrónicos por armónicos Fallos y avería de equipos electrónicos por microcortes en la tensión producidos por convertidores. Fallos y averías de equipos electrónicos por perturbaciones electromagnéticas (altas INDUCTANCIA DE LÍNEA RTL SIN AISLAMIENTO GALVÁNICO C10F+ RTL COMPENSADORES CON AISLAMIENTO GALVÁNICO C20F C10F C20F+RTL *** **** ** **** *** **** *** **** **** **** - **** ** *** * * - *** *** frecuencias y transitorios) Disparo de protecciones sin causa aparente *** **** ** **** ** Sobrecarga y avería en motores *** **** *** **** *** Interferencias en comunicaciones *** **** ** **** ** Aumento del consumo factura eléctrica *** **** ** **** ** Sobrecarga en batería de condensadores * * * * * Resultado obtenido al instalar el Compensador: - nulo * bajo ** aceptable *** bueno ****excelente Tabla 3.2 -
Páginas: 10 / 44 TABLA DE PRESTACIONES DE CADA MODELO: Para ayudar en la selección del dispositivo adjuntamos esta tabla que puede utilizarse para prever de forma aproximada los filtrados de armónicos y otras prestaciones que pueden ser de utilidad. Es caso de necesitarse un cálculo exacto de los filtrados, en las notas de aplicación de cada modelo se pueden encontrar las fórmulas de cálculo. CARACTERÍSTICA Filtrado de armónicos provenientes de la carga INDUCTANCIA DE LÍNEA RTL C10F + RTL 5º,7º,11º,13º,17º, 19º 5º,7º,11º, 13º,17º,19º SIN AISLAMIENTO GALVÁNICO COMPENSADORES CON AISLAMIENTO GALVÁNICO C10F C20F + RTL C20F 5º,7º,17º,19º 5º,7º,11º, 13º,17º,19º 5º,7º, 17º,19º Reducción intensidad fases hasta 30 % 35 % 20 % 35 % 20 % Reducción distorsión intensidad fases hasta 60 % 85 % 60 % 85 % 60 % Reducción distorsión tensión fases hasta 60 % 85 % 60 % 85 % 60 % Factor de potencia obtenido hasta 0.93 0.98 0.95 0.98 0.95 Eliminación microcortes de tensión SI SI NO SI NO producidos por convertidores Aislamiento galvánico NO NO NO SI SI Reducción perturbaciones electromagnéticas NO NO NO SI SI Posibilidad cambio de tensión NO NO NO SI SI Eliminación resonancia en baterías de condensadores Tabla 3.3 NO NO NO NO NO
Páginas: 11 / 44 4 - INDUCTANCIA DE LÍNEA RTL Las inductancias de línea RTL poseen la mejor relación coste-filtrado entre todos los dispositivos existentes en el mercado para reducción de armónicos. Filtra de manera muy significativa todo el espectro armónico, especialmente los de orden más elevado (11º,13º...). Al mismo tiempo elimina los microcortes en la tensión producidos por convertidores DC y variadores de frecuencia. Este es uno de los problemas más importantes asociados a este tipo de cargas, causando fallos y averías en equipos electrónicos (autómatas programables, PC...). Destacar que a menudo este problema se imputa erróneamente a los armónicos, quedando así la instalación de otro tipo de filtros, normalmente más costosos, sin utilidad para resolver el problema. Una medida muy importante para completar el correcto funcionamiento de la instalación es utilizar siempre baterías de condensadores con inductancias antirresonancia. CONSIDERACIONES DE INSTALACIÓN: Es especialmente importante respetar estas consideraciones para evitar averías en el Compensador o filtrados insuficientes. División de cargas al 50 % NO Número de fases II / III Potencia individual máxima de cada convertidor alimentado (1) - (1) Para evitar microcortes en la tensión. Tabla 4.1
Páginas: 12 / 44 TABLA ORIENTATIVA DE EFICACIA D INDUCTANCIAS RTL PARA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS: Bajo aprovechamiento y sobrecalentamiento de transformadores y cables de la propia *** instalación Fallos y averías de equipos electrónicos por armónicos *** Fallos y avería de equipos electrónicos por microcortes en la tensión producidos por **** convertidores. Fallos y averías de equipos electrónicos por perturbaciones electromagnéticas (altas * frecuencias y transitorios) Disparo de protecciones sin causa aparente *** Sobrecarga y avería en motores *** Interferencias en comunicaciones *** Aumento del consumo factura eléctrica *** Resultado obtenido al instalar el Compensador: - nulo * bajo ** aceptable *** bueno ****excelente Tabla 4.2 TABLA DE PRESTACIONES DE CADA MODELO: Filtrado de armónicos provenientes de la carga 5º,7º,11º,13º,17º,19º Reducción intensidad fases hasta 30 % Reducción distorsión intensidad fases hasta 60 % Reducción distorsión tensión fases hasta 60 % Factor de potencia obtenido hasta 0.93 Eliminación microcortes de tensión producidos por convertidores SI Aislamiento galvánico NO Reducción perturbaciones electromagnéticas NO Posibilidad cambio de tensión NO Tabla 4.3 GAMA: Potencia motor => 0.75 kw... 315 kw * Potencia motor => 1 CV... 425 CV * Intensidad en entrada convertidor una vez instalada la inductancia => 2.5 A... 630 A * * Ver catálogo 2002 pag. 28 para datos.
Páginas: 13 / 44 SELECCIÓN DEL CALIBRE DE LA INDUCTANCIA: Su instalación es muy sencilla y no depende de ningún parámetro de la red, simplemente de la potencia del motor que va a alimentar el convertidor. Se debe instalar una inductancia por cada convertidor y nunca seleccionar un modelo de intensidad superior al necesario. DONDE INSTALAR LA INDUCTANCIA: Siempre instalar la inductancia lo más cerca posible del convertidor a filtrar. El resto de equipos electrónicos deberán instalarse a la entrada de la inductancia. Nunca compartir una inductancia para varios convertidores, de lo contrario el filtrado sería muy bajo y, además, podría haber problemas con los microcortes de tensión. CUMPLIMIENTO NORMATIVA DE ARMÓNICOS: Con la instalación de una inductancia de línea RTL en cada convertidor, se asegura el cumplimiento de la norma EN 50178 la cual especifica una caída de tensión mínima del 4% sobre la inductancia para el correcto funcionamiento del convertidor y atenuación de microcortes de tensión hasta valores no perjudiciales para el resto de equipos de la instalación. MAGNITUD DEL FILTRADO: El filtrado que ofrecen las inductancias de línea depende de la caída de tensión. Las inductancias serie RTL poseen una caída de tensión del 4%. Con este valor se consiguen unos filtrados de armónicos excelentes y se eliminan totalmente los microcortes producidos en la tensión. POLYLUX también dispone como producto estándar la serie RT con una caída de tensión del 3%. De esta forma se consigue un producto más económico manteniendo totalmente la reducción de microcortes en la tensión pero disminuye el filtrado de armónicos. A continuación se expone una tabla orientativa para determinar de forma aproximada que espectro armónico va a generar el convertidor en distintas condiciones: ARMÓNICOS GENERADOS EN INTENSIDAD (1) 5º 7º 11º 13º THD SIN INDUCTANCIA 80 % 60 % 18 % 10 % 102 % CON INDUCTANCIA RT ( 3% ) 40 % 16 % 7 % 5 % 44 % CON INDUCTANCIA RTL( 4% ) 34 % 13 % 6 % 4 % 37 % (1) Estos valores son a intensidad nominal. Al disminuir la carga disminuye la distorsión absoluta pero aumenta la porcentual. Tabla 4.4
Páginas: 14 / 44 EJEMPLO 1 En la instalación existe un cuadro alimentando un motor, un autómata, un ordenador y dos variadores de frecuencia que a su vez alimentan a dos motores. Este cuadro podría representar una máquina. En cada variador de frecuencia se ha instalado una inductancia de línea RTL. Los armónicos producidos por cada variador de frecuencia quedan reducidos no afectando de esta forma al resto de equipos ni a la instalación. Los microcortes en la tensión se eliminan con lo cual la tensión en el punto de conexión del resto de equipos está totalmente limpia asegurándose así un correcto funcionamiento de los equipos electrónicos. La batería de condensadores lleva incorporada inductancias antirresonancia, de esta forma se evita cualquier amplificación de armónicos y la consiguiente sobrecarga en la batería.
Páginas: 15 / 44 INDUCTANCIA DE LÍNEA RTL
Páginas: 16 / 44 5 - COMPENSADOR C10F + INDUCTANCIAS DE LÍNEA RTL El Compensador C10F se usa en casos donde se requiera un filtrado muy elevado, ya sea por prescripción de normativa o por la necesidad de disponer de una alta calidad de la energía eléctrica. Para conseguir un correcto filtrado debe instalarse conjuntamente con inductancias de línea RTL en cada convertidor DC o variador de frecuencia. Su funcionamiento se basa en instalar una unidad C10F alimentando el 50 % de la caga a filtrar y el otro 50 % directo. Las corrientes armónicas (5º,7º,17º,19º) ya reducidas por las inductancias RTL quedan compensadas entre las dos ramas de la carga. De esta forma la instalación queda totalmente libre de armónicos. El hecho de colocar una sola unidad en el 50 % de la carga, convierte este tipo de Compensadores en una solución muy económica. CONSIDERACIONES DE INSTALACIÓN: Es especialmente importante respetar estas consideraciones para evitar averías en el Compensador o filtrados insuficientes. División de cargas al 50 % SI Número de fases III Potencia individual máxima de cada convertidor alimentado (1) - (1) Para evitar microcortes en la tensión. Tabla 5.1 TABLA ORIENTATIVA DE EFICACIA PARA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS: Bajo aprovechamiento y sobrecalentamiento de transformadores y cables de la propia **** instalación Fallos y averías de equipos electrónicos por armónicos **** Fallos y avería de equipos electrónicos por microcortes en la tensión producidos por **** convertidores. Fallos y averías de equipos electrónicos por perturbaciones electromagnéticas (altas * frecuencias y transitorios) Disparo de protecciones sin causa aparente **** Sobrecarga y avería en motores **** Interferencias en comunicaciones **** Aumento del consumo factura eléctrica **** Resultado obtenido al instalar el Compensador: - nulo * bajo ** aceptable *** bueno ****excelente Tabla 5.2
Páginas: 17 / 44 TABLA DE PRESTACIONES: Filtrado de armónicos provenientes de la carga 5º,7º,11º,13º, 17º,19º Reducción intensidad fases hasta 35 % Reducción distorsión intensidad fases hasta 85 % Reducción distorsión tensión fases hasta 85 % Factor de potencia obtenido hasta 0.98 Eliminación microcortes de tensión producidos por convertidores SI Aislamiento galvánico NO Reducción perturbaciones electromagnéticas NO Posibilidad cambio de tensión NO GAMA: Tabla 5.3 10 kva... 200 kva* * Ver ficha técnica C10F Para ver gama inductancia dirigirse a nota de aplicación inductancia de línea RTL (pág.11) SELECCIÓN DEL CALIBRE DE COMPENSADOR E INDUCTANCIA: El Compensador C10F está diseñado de tal forma que la distorsión armónica en intensidad prácticamente no le afecta. De esta forma no es preciso verificar las magnitudes individuales de cada armónico ni la distorsión total (THD-I). Simplemente se deberán realizar mediciones mediante una pinza true-rms (verdadero valor eficaz) en las fases en el momento más desfavorable (carga más elevada). Estas mediciones se deberán realizar en los dos cuadros que se vayan a filtrar. En caso de desequilibrio se escogerá la fase más desfavorable. Se deberán tener en cuenta futuras ampliaciones de la instalación. En caso de no estar aún construida la instalación se podrá utilizar la tabla de selección disponible en la ficha técnica del Compensador C10F. El calibre de las inductancias de línea RTL se seleccionará según indica la nota de aplicación de inductancia de línea RTL (pág. 11). Para uno de los cuadros se utilizará un Compensador C10F y una inductancia de línea en cada convertidor. El otro cuadro no llevará Compensador pero si inductancias de línea en cada convertidor.
Páginas: 18 / 44 DONDE INSTALAR EL COMPENSADOR: Siempre instalar los equipos lo más cerca posible de la carga a filtrar para evitar así la circulación de corrientes armónicas por la instalación. CUMPLIMIENTO NORMATIVA DE ARMÓNICOS: Se consigue el cumplimiento de las normativas referentes a los armónicos: IEC61000, IEEE519 Distorsión en tensión máxima residual en la salida (1): THD-V 5% V5=V7..V13 3% (1) Esta distorsión es la generada por las impedancias del Compensador. En estos valores no están consideradas las tensiones armónicas que estén producidas por otras cargas o provengan de la red. MAGNITUD DEL FILTRADO: Cuando se combinan la instalación de inductancias de línea RTL y Compensadores C10F se consigue un excelente filtrado. Este filtrado se produce en dos etapas, primero el producido por la inductancia y segundo el del Compensador. El filtrado que ofrecen las inductancias de línea depende de la caída de tensión. Las inductancias serie RTL poseen una caída de tensión del 4%. Con este valor se consiguen unos filtrados de armónicos excelentes y se eliminan totalmente los microcortes producidos en la tensión. POLYLUX también dispone como producto estándar la serie RT con una caída de tensión del 3%. De esta forma se consigue un producto más económico manteniendo totalmente la reducción de microcortes en la tensión pero disminuye el filtrado de armónicos. A continuación se expone una tabla orientativa para determinar de forma aproximada que espectro armónico va a generar el convertidor en distintas condiciones: ARMÓNICOS GENERADOS EN INTENSIDAD (1) 5º 7º 11º 13º THD SIN INDUCTANCIA 80 % 60 % 18 % 10 % 102 % CON INDUCTANCIA RT ( 3% ) 40 % 16 % 7 % 5 % 44 % CON INDUCTANCIA RTL( 4% ) 34 % 13 % (1) Estos valores son a intensidad nominal. Al disminuir la carga aumenta la distorsión porcentual. 6 % 4 % 37 % Tabla 5.4
Páginas: 19 / 44 El filtrado que ofrece el Compensador C10F va dirigido a los armónicos de orden 5º,7º,17º,19º y depende del reparto que exista entre las cargas alimentadas por el Compensador y las alimentadas directamente. Para conseguir el filtrado más óptimo se deben igualar al máximo las dos cargas, pero incluso con diferencias de potencia considerables entre las dos cargas se consiguen buenos filtrados. En caso de que se desee realizar una aproximación del filtrado del Compensador a continuación exponemos la fórmula de cálculo: PARA CADA FASE: IH RED = IH ( C10F ) - IH ( directo ) ; Donde H = orden armónico (5º,7º,17º,19º) Explicaremos el cálculo mediante un ejemplo: Cuadros alimentados por Compensadores C10F => - 6 variadores de frecuencia de 15kW c/u - RTL en cada variador de frecuencia Cuadros alimentados directamente => - 5 variadores de frecuencia de 15kW c/u - RTL en cada variador de frecuencia Variador 15 kw+rtl => I1 = Intensidad fundamental (A) I5 = Intensidad armónico 5º (A) I1 = P. P = Potencia motor (W) 1.73 V ηv ηm V= Tensión línea entrada variador (V) ηv = rendimiento variador (en tanto por uno) ηm = rendimiento motor(en tanto por uno) Consideramos 400 v como tensión, 0.97 como ηv, 0.85 como ηm; I1= 15000 W. 1.73 400 V 0.97 0.85 I1= 26.3 A Cálculo sobre armónico 5º. De la tabla de filtrados para RTL, el valor del armónico 5º es 34%. I5= 0.34 26.3 A = 8.9 A Cuadros alimentados por Compensadores C10F => I5 total = 6 8.9 A = 53.4 A Cuadros alimentados directamente => I5 total = 5 8.9 A = 44.5 A
Páginas: 20 / 44 I5 RED = I5 ( C10F ) - I5 ( directo) I5 RED = 53.4 A - 44.5 A = 8.9 A I5 RED filtrada = 8.9 A En caso de que no se hubieran instalado los Compensadores ni las inductancias de línea RTL, la corriente armónica resultante sería: De la tabla de filtrados para variador sin RTL, el valor del armónico 5º es 80%. I5= 0.80 26.3 A = 21 A I5 total = 11 21 A = 231 A I5 RED sin filtrada = 231 A REDUCCIÓN ARMÓNICO 5º = 91 % EJEMPLO 1: En la instalación existe un cuadro de alimentando un motor, un autómata, un ordenador y seis variadores de frecuencia que a su vez alimentan a seis motores. Este cuadro podría representar una máquina. En cada variador de frecuencia se ha instalado una inductancia de línea RTL. Los armónicos producidos por cada variador de frecuencia quedan reducidos, no afectando de esta forma al resto de equipos ni a la instalación. Los microcortes en la tensión se eliminan, con lo cual la tensión en el punto de conexión del resto de equipos está totalmente limpia, asegurándose así un correcto funcionamiento de los equipos electrónicos. Tres de los variadores de frecuencia están alimentados a través de un Compensador C10F (produciendo un desfase de 180º en las corrientes armónicas 5º,7º,17º,19º). El resto de variadores están alimentados directamente (sin desfase). Los dos grupos de variadores de frecuencia tienen una potencia similar. Las intensidades armónicas residuales que no han sido filtradas por las inductancia de línea RTL, circulan a través del Compensador, con lo cual sufrirán un cambio de polaridad. Al sumarse a las corrientes provenientes del resto de variadores de frecuencia (sin desfase) se anularán. De esta forma la línea queda totalmente limpia de corrientes armónicas. La batería de condensadores lleva incorporada inductancias antirresonancia, de esta forma se evita cualquier amplificación de armónicos y la consiguiente sobrecarga en la batería.
Páginas: 21 / 44 EJEMPLO 2: Este tipo de instalación es una variante de la anterior pero existen nueve variadores de frecuencia. El funcionamiento es igual que en el ejemplo anterior pero existen seis variadores de frecuencia alimentados directamente sin Compensador. La potencia total de los tres variadores alimentados a través del Compensador es similar a la de los seis alimentados directamente.
Páginas: 22 / 44 EJEMPLO INSTALACIÓN 1 COMPENSADOR ARMÓNICOS C10F+RTL
Páginas: 23 / 44 EJEMPLO INSTALACIÓN 2 COMPENSADOR ARMÓNICOS C10F+RTL
Páginas: 24 / 44 6 - COMPENSADOR C10F El Compensador C10F sin inductancias de línea RTL en cada variador de frecuencia o convertidor DC se usa cuando se precisa de un filtrado moderado y los variadores de frecuencia y convertidores DC no poseen una potencia mayor a 5 kw cada uno de ellos. Su funcionamiento se basa en instalar una unidad C10F alimentando el 50 % de la caga a filtrar y el otro 50 % directo. Las corrientes armónicas (5º,7º,17º,19º) quedan compensadas entre las dos ramas de la carga. De esta forma la instalación queda descargada de armónicos. El hecho de colocar una sola unidad en el 50 % de la carga total, convierte este tipo de Compensadores en una solución muy económica. CONSIDERACIONES DE INSTALACIÓN: Es especialmente importante respetar estas consideraciones para evitar averías en el Compensador o filtrados insuficientes. División de cargas al 50 % SI Número de fases III Potencia individual máxima de cada convertidor alimentado (1) 5 kw (2) Para evitar microcortes en la tensión. Tabla 6.1 TABLA ORIENTATIVA DE EFICACIA PARA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS: Bajo aprovechamiento y sobrecalentamiento de transformadores y cables de la propia ** instalación Fallos y averías de equipos electrónicos por armónicos *** Fallos y avería de equipos electrónicos por microcortes en la tensión producidos por - convertidores. Fallos y averías de equipos electrónicos por perturbaciones electromagnéticas (altas - frecuencias y transitorios) Disparo de protecciones sin causa aparente ** Sobrecarga y avería en motores *** Interferencias en comunicaciones ** Aumento del consumo factura eléctrica ** Resultado obtenido al instalar el Compensador: - nulo * bajo ** aceptable *** bueno ****excelente Tabla 6.2
Páginas: 25 / 44 TABLA DE PRESTACIONES: Filtrado de armónicos provenientes de la carga 5º,7º,17º,19º Reducción intensidad fases hasta 20 % Reducción distorsión intensidad fases hasta 60 % Reducción distorsión tensión fases hasta 60 % Factor de potencia obtenido hasta 0.95 Eliminación microcortes de tensión producidos por convertidores NO Aislamiento galvánico NO Reducción perturbaciones electromagnéticas NO Posibilidad cambio de tensión NO GAMA: Tabla 6.3 10 kva... 200 kva* * Ver ficha técnica C10F SELECCIÓN DEL CALIBRE DE COMPENSADOR E INDUCTANCIA: El Compensador C10F está diseñado de tal forma que la distorsión armónica en intensidad prácticamente no le afecta. De esta forma no es preciso verificar las magnitudes individuales de cada armónico ni la distorsión total (THD-I). Simplemente se deberán realizar mediciones mediante una pinza true-rms (verdadero valor eficaz) en las fases en el momento más desfavorable (carga más elevada). Estas mediciones se deberán realizar en los dos cuadros que se vayan a filtrar. En caso de desequilibrio se escogerá la fase más desfavorable. Se deberán tener en cuenta futuras ampliaciones de la instalación. En caso de no estar aún construida la instalación se podrán utilizar la tabla de selección disponible en la ficha técnica del Compensador C10F. Para uno de los cuadros se utilizará un Compensador. El otro cuadro no llevará Compensador. DONDE INSTALAR EL COMPENSADOR: Siempre instalar los equipos lo más cerca posible de la carga a filtrar para evitar así la circulación de corrientes armónicas por la instalación.
Páginas: 26 / 44 CUMPLIMIENTO NORMATIVA DE ARMÓNICOS: Se consigue el cumplimiento de las normativas referentes a los armónicos: IEC61000, IEEE519 Distorsión en tensión máxima residual en la salida (1): THD-V 5% V5=V7..V13 3% (2) Esta distorsión es la generada por las impedancias del Compensador. En estos valores no están consideradas las tensiones armónicas que estén producidas por otras cargas o provengan de la red. MAGNITUD DEL FILTRADO: El filtrado que ofrece el Compensador C10F va dirigido a los armónicos de orden 5º,7º,17º,19º y depende del reparto que exista entre las cargas alimentadas por el Compensador y las alimentadas directamente. Para conseguir el filtrado más óptimo se deben igualar al máximo las dos cargas, pero incluso con diferencias de potencia considerables entre las dos cargas se consiguen buenos filtrados. En caso de que se desee realizar una aproximación del filtrado del Compensador a continuación exponemos la fórmula de cálculo: PARA CADA FASE: IH RED = IH ( C10F ) - IH ( directo ) ; Donde H = orden armónico (5º,7º,17º,19º) Explicaremos el cálculo mediante un ejemplo: Cuadros alimentados por Compensadores C10F => - 7 variadores de frecuencia de 4kW c/u Cuadros alimentados directamente => - 5 variadores de frecuencia de 4kW c/u En caso de que la instalación no esté aún construida se puede predecir de forma aproximada el consumo de armónicos de los convertidores a intensidad nominal:
Páginas: 27 / 44 Variador 4 kw => I1 = Intensidad fundamental (A) I5 = Intensidad armónico 5º (A) I1 = P. P = Potencia motor (W) 1.73 V ηv ηm V= Tensión línea entrada variador (V) ηv = rendimiento variador (en tanto por uno) ηm = rendimiento motor(en tanto por uno) Consideramos 400 v como tensión, 0.97 como ηv, 0.85 como ηm; I1= 4000 W. 1.73 400 V 0.97 0.85 I1= 7 A ARMÓNICOS GENERADOS EN INTENSIDAD (1) 5º 7º 11º 13º THD SIN INDUCTANCIA 80 % 60 % 18 % 10 % 102 % (2) Estos valores son a intensidad nominal. Al disminuir la carga aumenta la distorsión porcentual. Tabla 6.4 Cálculo sobre armónico 5º. De la tabla, el valor del armónico 5º es 80%. I5= 0.80 7 A = 5.6 A Cuadros alimentados por Compensadores C10F => I5 total = 7 5.6 A = 39.2 A Cuadros alimentados directamente => I5 total = 5 5.6 A = 28 A I5 RED = I5 ( C10F ) - I5 ( directo) I5 RED = 39.2 A - 28 A = 11.2 A I5 RED filtrada = 11.2 A En caso de que no se hubieran instalado los Compensadores la corriente armónica resultante sería: De la tabla para variador sin RTL, el valor del armónico 5º es 80%.
Páginas: 28 / 44 I5= 0.80 7 A = 5.6 A I5 total = 12 5.6 A = 67.2 A I5 RED sin filtrada = 67.2 A REDUCCIÓN ARMÓNICO 5º = 83 % EJEMPLO 1: En la instalación existe un cuadro de alimentando un motor, un autómata, un ordenador y seis variadores de frecuencia que a su vez alimentan a seis motores. Este cuadro podría representar una máquina. Tres de los variadores de frecuencia están alimentados a través de un Compensador C10F (produciendo un desfase de 180º en las corrientes armónicas 5º,7º,17º,19º). El resto de variadores están alimentados directamente (sin desfase). Los dos grupos de variadores de frecuencia tienen una potencia similar. Las intensidades armónicas que circulan a través del Compensador sufrirán un cambio de polaridad. Al sumarse a las corrientes provenientes del resto de variadores de frecuencia (sin desfase) se anularán. De esta forma la línea queda totalmente limpia de corrientes armónicas. La batería de condensadores lleva incorporada inductancias antirresonancia, de esta forma se evita cualquier amplificación de armónicos y la consiguiente sobrecarga en la batería.
Páginas: 29 / 44 EJEMPLO INSTALACIÓN 1 COMPENSADOR ARMÓNICOS C10F
Páginas: 30 / 44 7 - COMPENSADOR C20F + INDUCTANCIA DE LÍNEA RTL El modelo C20F es el Compensador que alcanza un nivel más alto de protección para instalaciones industriales. Logra un elevado filtrado de armónicos 5º,7º,17º,19º y además permite el aislamiento galvánico del total de la carga. Para conseguir un correcto filtrado debe instalarse conjuntamente con inductancias de RTL en cada convertidor DC o variador de frecuencia. El Compensador C20F consta de dos secundarios. Cada secundario debe alimentar el 50% de la carga a filtrar. Todos los armónicos filtrados quedan compensados en los bobinados secundarios, de este modo no circulan por el resto de la instalación. El Compensador C20F ofrece como ventajas adicionales: reducción de perturbaciones electromagnéticas, posibilita el cambio de tensión entre entrada y salida y permite utilizar tierras independientes al poseer neutro aislado de red. CONSIDERACIONES DE INSTALACIÓN: Es especialmente importante respetar estas consideraciones para evitar averías en el Compensador o filtrados insuficientes. División de cargas al 50 % Número de fases Potencia individual máxima de cada convertidor alimentado (1) (3) Para evitar microcortes en la tensión. SI III - Tabla 7.1
Páginas: 31 / 44 TABLA ORIENTATIVA DE EFICACIA PARA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS: Bajo aprovechamiento y sobrecalentamiento de transformadores y cables de la propia **** instalación Fallos y averías de equipos electrónicos por armónicos **** Fallos y avería de equipos electrónicos por microcortes en la tensión producidos por **** convertidores. Fallos y averías de equipos electrónicos por perturbaciones electromagnéticas (altas *** frecuencias y transitorios) Disparo de protecciones sin causa aparente **** Sobrecarga y avería en motores **** Interferencias en comunicaciones **** Aumento del consumo factura eléctrica **** Resultado obtenido al instalar el Compensador: - nulo * bajo ** aceptable *** bueno ****excelente Tabla 7.2 TABLA DE PRESTACIONES: Filtrado de armónicos provenientes de la carga 5º,7º,11º,13º,17º,19º Reducción intensidad fases hasta 35 % Reducción distorsión intensidad fases hasta 85 % Reducción distorsión tensión fases hasta 85 % Factor de potencia obtenido hasta 0.98 Eliminación microcortes de tensión producidos por convertidores SI Aislamiento galvánico SI Reducción perturbaciones electromagnéticas SI Posibilidad cambio de tensión SI GAMA: Tabla 7.3 10 kva... 250 kva* * Ver ficha técnica C20F
Páginas: 32 / 44 Para ver gama inductancias dirigirse a nota de aplicación inductancias de línea RTL (pág.11) SELECCIÓN DEL CALIBRE DE COMPENSADOR E INDUCTANCIA: El Compensador C20F está diseñado de tal forma que la distorsión armónica en intensidad prácticamente no le afecta. De esta forma no es preciso verificar las magnitudes individuales de cada armónico ni la distorsión total (THD-I). Simplemente se deberán realizar mediciones mediante una pinza true-rms (verdadero valor eficaz) en las fases en el momento más desfavorable (carga más elevada). Estas mediciones se deberán realizar en los dos cuadros que se vayan a filtrar. En caso de desequilibrio se escogerá la fase más desfavorable. Se deberán tener en cuenta futuras ampliaciones de la instalación. En caso de no estar aún construida la instalación se podrán utilizar la tabla de selección disponible en la ficha técnica del Compensador C20F. El calibre de las inductancias de línea RTL se seleccionará según indica la nota de aplicación de inductancia de línea RTL (pág. 11). Cada una de los secundarios del Compensador alimentará uno de los cuadros o máquinas. DONDE INSTALAR EL COMPENSADOR: Siempre instalar los equipos lo más cerca posible de la carga a filtrar para evitar así la circulación de corrientes armónicas por la instalación. CUMPLIMIENTO NORMATIVA DE ARMÓNICOS: Se consigue el cumplimiento de las normativas referentes a los armónicos: IEC61000, IEEE519 Distorsión en tensión máxima residual en la salida (1): THD-V 5% V5=V7..V13 3% (1) Esta distorsión es la generada por las impedancias del Compensador. En estos valores no están consideradas las tensiones armónicas que estén producidas por otras cargas o provengan de la red. MAGNITUD DEL FILTRADO:
Páginas: 33 / 44 Cuando se combinan la instalación de inductancias de línea RTL y Compensadores C20F se consigue un excelente filtrado. Este filtrado se produce en dos etapas, primero el producido por la inductancia y segundo el del Compensador. El filtrado que ofrecen las inductancias de línea depende de la caída de tensión. Las inductancias serie RTL poseen una caída de tensión del 4%. Con este valor se consiguen unos filtrados de armónicos excelentes y se eliminan totalmente los microcortes producidos en la tensión. POLYLUX también dispone como producto estándar la serie RT con una caída de tensión del 3%. De esta forma se consigue un producto más económico manteniendo totalmente la reducción de microcortes en la tensión pero disminuye el filtrado de armónicos. A continuación se expone una tabla orientativa para determinar de forma aproximada que espectro armónico va a generar el convertidor en distintas condiciones: ARMÓNICOS GENERADOS EN INTENSIDAD (1) 5º 7º 11º 13º THD SIN INDUCTANCIA 80 % 60 % 18 % 10 % 102 % CON INDUCTANCIA RT ( 3% ) 40 % 16 % 7 % 5 % 44 % CON INDUCTANCIA RTL( 4% ) 34 % 13 % 6 % 4 % 37 % (1) Estos valores son a intensidad nominal. Al disminuir la carga aumenta la distorsión porcentual. Tabla 7.4 El filtrado que ofrece el Compensador C20F va dirigido a los armónicos de orden 5º,7º,17º,19º y depende del reparto que exista entre las cargas conectadas a las dos salidas del Compensador. Para conseguir el filtrado más óptimo se deben igualar al máximo las dos cargas, pero incluso con diferencias de potencia considerables entra las dos cargas se consiguen buenos filtrados. En caso de que se desee realizar una aproximación del filtrado del Compensador a continuación exponemos la fórmula de cálculo: PARA CADA FASE: IH RED = IH (secundario A ) - IH (secundario B ) ; Donde H = orden armónico (5º,7º,17º,19º) Explicaremos el cálculo mediante un ejemplo: Cuadros alimentados por secundario A => - 6 variadores de frecuencia de 15kW c/u - RTL en cada variador de frecuencia Cuadros alimentados por secundario B => - 5 variadores de frecuencia de 15kW c/u - RTL en cada variador de frecuencia Variador 15 kw+rtl => I1 = Intensidad fundamental (A) I5 = Intensidad armónico 5º (A)
Páginas: 34 / 44 I1 = P. P = Potencia motor (W) 1.73 V ηv ηm V= Tensión línea entrada variador (V) ηv = rendimiento variador (en tanto por uno) ηm = rendimiento motor(en tanto por uno) Consideramos 400 V como tensión, 0.97 como ηv, 0.85 como ηm; I1= 15000 W. 1.73 400 V 0.97 0.85 I1= 26.3 A Cálculo sobre armónico 5º. De la tabla de filtrados para RTL, el valor del armónico 5º es 34%. I5= 0.34 26.3 A = 8.9 A Cuadros alimentados por secundario A => I5 total = 6 8.9 A = 53.4 A Cuadros alimentados por secundario B => I5 total = 5 8.9 A = 44.5 A I5 RED = I5 ( secundario A ) - I5 ( secundario B) I5 RED = 53.4 A - 44.5 A = 8.9 A I5 RED filtrada = 8.9 A En caso de que no se hubieran instalado los Compensadores la corriente armónica resultante sería: De la tabla de filtrados para variador sin RTL, el valor del armónico 5º es 80%. I5= 0.80 26.3 A = 21 A I5 total = 11 21 A = 231 A I5 RED sin filtrada = 231 A REDUCCIÓN ARMÓNICO 5º = 91 % EJEMPLO 1:
Páginas: 35 / 44 En la instalación existe un cuadro de alimentando un motor, un autómata, un ordenador y seis variadores de frecuencia que a su vez alimentan a seis motores. Este cuadro podría representar una máquina. En cada variador de frecuencia se ha instalado una inductancia de línea RTL. Los armónicos producidos por cada variador de frecuencia quedan reducidos, no afectando de esta forma al resto de equipos ni a la instalación. Los microcortes en la tensión se eliminan, con lo cual la tensión en el punto de conexión del resto de equipos está totalmente limpia, asegurándose así un correcto funcionamiento de los equipos electrónicos. Tres de los variadores de frecuencia están alimentados a través del secundario A de un Compensador C20F (produciendo un desfase de 180º en las corrientes armónicas 5º,7º,17º,19º). El resto de variadores están alimentados por el secundario B del mismo Compensador (sin desfase). Los dos grupos de variadores de frecuencia tienen una potencia similar. Las intensidades armónicas residuales que no han sido filtradas por las inductancia de línea RTL, circulan a través de los bobinados secundarios del Compensador y se compensan. De esta forma la línea queda totalmente limpia de corrientes armónicas. La batería de condensadores lleva incorporada inductancias antirresonancia, de esta forma se evita cualquier amplificación de armónicos y la consiguiente sobrecarga en la batería. EJEMPLO 2: Este tipo de instalación es una variante de la anterior pero existen dos Compensadores C20F cada uno de ellos alimentando a dos cuadros.
Páginas: 36 / 44 EJEMPLO INSTALACIÓN 1 COMPENSADOR ARMÓNICOS C20F+RTL
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Páginas: 38 / 44 8 - COMPENSADOR C20F El Compensador C20F sin inductancias de línea RTL en cada variador de frecuencia o convertidor DC se usa cuando se precisa de un filtrado moderado y los variadores de frecuencia y convertidores DC no poseen una potencia mayor a 5 kw cada uno de ellos. Además el modelo C20F permite el aislamiento galvánico del total de la carga. El Compensador consta de dos secundarios. Cada secundario debe alimentar el 50% de la carga a filtrar. Todos los armónicos filtrados quedan compensados en los bobinados secundarios, de este modo no circulan por el resto de la instalación. El Compensador C20F ofrece como ventajas adicionales: reducción de perturbaciones electromagnéticas, posibilita el cambio de tensión entre entrada y salida y permite utilizar tierras independientes al poseer neutro aislado de red. CONSIDERACIONES DE INSTALACIÓN: Es especialmente importante respetar estas consideraciones para evitar averías en el Compensador o filtrados insuficientes. División de cargas al 50 % SI Número de fases III Potencia individual máxima de cada convertidor alimentado (1) 5 kw (1) Para evitar microcortes en la tensión. Tabla 8.1 TABLA ORIENTATIVA DE EFICACIA PARA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS: Bajo aprovechamiento y sobrecalentamiento de transformadores y cables de la propia ** instalación Fallos y averías de equipos electrónicos por armónicos *** Fallos y avería de equipos electrónicos por microcortes en la tensión producidos por - convertidores. Fallos y averías de equipos electrónicos por perturbaciones electromagnéticas (altas *** frecuencias y transitorios) Disparo de protecciones sin causa aparente ** Sobrecarga y avería en motores *** Interferencias en comunicaciones ** Aumento del consumo factura eléctrica ** Resultado obtenido al instalar el Compensador: - nulo * bajo ** aceptable *** bueno ****excelente Tabla 8.2
Páginas: 39 / 44 TABLA DE PRESTACIONES: Filtrado de armónicos provenientes de la carga 5º,7º, 17º,19º Reducción intensidad fases hasta 20 % Reducción distorsión intensidad fases hasta 60 % Reducción distorsión tensión fases hasta 60 % Factor de potencia obtenido hasta 0.95 Eliminación microcortes de tensión producidos por convertidores NO Aislamiento galvánico SI Reducción perturbaciones electromagnéticas SI Posibilidad cambio de tensión SI GAMA: Tabla 8.3 10 kva... 250 kva* * Ver ficha técnica C20F SELECCIÓN DEL CALIBRE DE COMPENSADOR: El Compensador C20F está diseñado de tal forma que la distorsión armónica en intensidad prácticamente no le afecta. De esta forma no es preciso verificar las magnitudes individuales de cada armónico ni la distorsión total (THD-I). Simplemente se deberán realizar mediciones mediante una pinza true-rms (verdadero valor eficaz) en las fases en el momento más desfavorable (carga más elevada). Estas mediciones se deberán realizar en los dos cuadros que se vayan a filtrar. En caso de desequilibrio se escogerá la fase más desfavorable. Se deberán tener en cuenta futuras ampliaciones de la instalación. En caso de no estar aún construida la instalación se podrá utilizar la tabla de selección disponible en la ficha técnica del Compensador C20F. Cada una de los secundarios del Compensador alimentará uno de los cuadros o máquinas. DONDE INSTALAR EL COMPENSADOR: Siempre instalar los equipos lo más cerca posible de la carga a filtrar para evitar así la circulación de corrientes armónicas por la instalación.