TÉCNICAS AVANZADAS DE COMPENSACIÓN DEL FP :

1

TÉCNICAS AVANZADAS DE TÉCNICAS AVANZADAS DE COMPENSACIÓN DEL FP :COMPENSACIÓN DEL FP :TÉCNICAS AVANZADAS DE TÉCNICAS AVANZADAS DE COMPENSACIÓN DEL FP :COMPENSACIÓN DEL FP :

2

¿Qué es la ENERGÍA REACTIVA?

Ir=100 A

Ia=100 A

IT =140 A- La mayor parte de cargas industriales (motores , alumbrado transformadores) absorben :

a) potencia activa b) potencia reactiva inductiva

-La corriente total absorbida por un receptor es la I APARENTE IT …Determina la dimensión del sistema de transporte

- Sólo una parte de esta corriente produce rabajo útil : La I ACTIVA ( Ia = IT.cos )

- El resto de corriente produce campos electromagnéticos, necesarios para excitar ciertas cargas inductivas : La I REACTIVA ( Ir = IT .sen )

3

- Tipo receptores (ideales) A) Carga RESISTIVA : corriente está en fase con la tensión (ACTIVA)B) Carga INDUCTIVA : corriente retrasada 90º (REACTIVA) respecto la tensión. Los motores tienen una parte resistiva y parte inductiva.C) Carga CAPACITIVA (Condensador) : corriente adelantada 90º. Los condensadores suministran corriente reactiva de signo contrario a las cargas inductivas : PERMITEN COMPENSAR REACTIVA

¿IPOS DE CARGAS

POTENCIA INSTANTÁNEA Y POTENCIA MEDIA

POTENCIA MEDIA Y POTENCIA FLUCTUANTE

6

- La POTENCIA ACTIVA

(kW) es la que hay que

GENERAR Y

TRANSPORTAR

- La POTENCIA REACTIVA

es una potencia

fluctuante: se absorbe

de la red y se devuelve

cíclicamente

Conclusión : la corriente

total que circula , I , es

mayor que la corriente

estrictamente necesaria- El consumo de POTENCIA REACTIVA obliga a prever unos medios de generación y transporte (líneas) más dimensionados

¿Qué es la ENERGÍA REACTIVA?

7

Condensadores maniobrados por contactores GOBERNADOS por un REGULADOR

Resistencias descarga rápidaInductancias limitadoras

Contactores

Fusibles

Interruptor (opcional)

Condensadores

COMPENSACIÓN CONVENCIONAL

Habitual a 400V-460V Y Habitual a 500V-690V

L2 L3L1cosREGULADOR

Salida Relé

COM C1 C2 C3 Cn

U1 V1 W1

L2 L3L1cos

REGULADORSalida Relé

COM C1 C2 C3 Cn

U1 V1 W1

COMPENSACIÓN CONVENCIONAL

TRANSITORIO DE CORRIENTE DE UNA BATERIA CONVENCIONAL

Transitorio de conexión de un paso de 80kvar con contactor.Grupo en , u%(Ipaso)=2% (relativamente alto)Observe el transitorio en la tensión de más de 100V

Time

60ms 65ms 70ms 75ms 80ms 85ms 90ms 95ms 99msI(R17) I(R18) I(R19)

0A

200A

-183A

358A

SEL>>

V(A) V(C) V(E)-400V

0V

400V

TRANSITORIO DE CORRIENTE DE UNA BATERIA CONVENCIONAL

TRANSITORIO DE CORRIENTE DE UNA BATERIA DE CONDENSADORES CONVENCIONAL

12

BATERIAS ESTÁTICASBATERIAS ESTÁTICASBATERIAS ESTÁTICASBATERIAS ESTÁTICAS

13

• Los condensadores pueden estar en ó Y.• Los interruptores pueden cortar la línea o el interior del

Regulador

COMPENSACIÓN ESTÁTICA

14

Ventajas

• Conexión/desconexión en menos de 40 ms.

• Indispensable para instalaciones con soldadoras por

puntos para seguir la cadencia de conexiones y

desconexiones

• No se producen perturbaciones ni a la conexión ni a la

desconexión. Conecta/desconecta a paso por cero.

• Si se usa en arrancadores, aumenta el par de arranque

de los motores.

• Bajo mantenimiento.

Inconvenientes

• Interruptor estático más débil que los contactores

• Pérdidas y calor. Problemas de refrigeración

COMPENSACIÓN ESTÁTICA

15

Estructura: Triangulo con L y Th interior

Configuración en triángulo con L y Th interior

REGULADORSalida Estática

cos

L1 L2

CPC3i

Mando

L3

L

C

U2 V2 W2

U1 V1 W1

U2 V2 W2

U1 V1 W1

16

Tensión en los interruptores al bloqueo

17

Estática: Tensiones y corrientes en una maniobra completa

Corrientes en el interruptor

Tensiones en bornes del interruptor

Time

40ms 60ms 80ms 100ms 120ms 140ms 160ms 180msI(C1) I(C2) I(C3)

-100A

0A

100A

SEL>>

V(A)- V(B) V(C)- V(D) V(E)- V(F)

-1.0KV

0V

1.0KV


18

Estructura: Triangulo con L y Th interior

Ventajas• Tensión máx en el

interruptor 2xVfase-fase

• Corriente en cada interruptor ILINEA / 1,73

Inconvenientes• Necesita condensadores de

6 bornes• L dentro del triángulo =3x L

fuera del triángulo

19

Estática: Tensiones y corrientes en el arranque

Corrientes de interruptor en el arranque


Time

140ms 145ms 150ms 155ms 160ms 165ms 170ms 175ms 180msI(C1) I(C2) I(C3)

-100A

0A

100A

SEL>>

V(A)- V(B) V(C)- V(D) V(E)- V(F)

-1.0KV

0V

1.0KV


20

Estática: Tensiones y corrientes en el paro



Time


-100A

0A

100A

SEL>>

V(A)- V(B) V(C)- V(D) V(E)- V(F)

-1.0KV

0V

1.0KV


21


cos

L1 L2

CPC3i

Mando

L3

L

C

U2 V2 W2

U1 V1 W1

U2 V2 W2

U1 V1 W1

Configuración en triángulo con Th interior y L exterior

Estructura: Triángulo con L fuera

22




Time

60.0ms 80.0ms 100.0ms 120.0ms 140.0ms 160.0ms 180.0ms40.3msI(C1) I(C2) I(C3)

-100A

0A

100A

SEL>>

V(A)- V(B) V(C)- V(D) V(E)- V(F)

-1.0KV

0V

1.0KV


23





Time


-100A

0A

100A

SEL>>

V(A)- V(B) V(C)- V(D) V(E)- V(F)

-1.0KV

0V

1.0KV

24





Time


-100A

0A

100A

SEL>>

V(A)- V(B) V(C)- V(D) V(E)- V(F)

-1.0KV

0V

1.0KV

25 Configuración en triángulo con Th y L exterior , 2 interruptores


cos

L1 L2 L3

C

U2 V2 W2

U1 V1 W1

CPC3i

Mando

L

U2 V2 W2

U1 V1 W1

Estructura: Triángulo con L y Th exterior, 2 interruptores

26




Configuración en triángulo con Th y L exterior , 2 interruptores

Time

60ms 80ms 100ms 120ms 140ms 160ms 180ms 200ms50msI(L4) I(L5) I(L6)

-200A

0A

200AV(A)- V(B) V(C)- V(D)

-2.0KV

-1.0KV

0V

1.0KV

SEL>>

27





Time

140ms 150ms 160ms 170ms 180ms 190ms 200msI(L4) I(L5) I(L6)

-200A

0A

200AV(A)- V(B) V(C)- V(D)

-2.0KV

-1.0KV

0V

1.0KV

SEL>>

28





Time


-200A

0A

200AV(A)- V(B) V(C)- V(D)

-2.0KV

-1.0KV

0V

1.0KV

SEL>>

29


cos

L1 L2

CPC3i

Mando

L3

L

C

U2 V2 W2

U1 V1 W1

U2 V2 W2

U1 V1 W1

Control trifásico o fase a fase. Configuración en estrella

Estructura: Estrella 3 interruptores

30


cos

L1 L2

CPC3i

Mando

L3

L

C

U2 V2 W2

U1 V1 W1

U2 V2 W2

U1 V1 W1

Control trifásico con dos interuptores para configuración estrella

Estructura: Estrella 2 interruptores

31





Time

60ms 80ms 100ms 120ms 140ms 160ms 180ms 200msI(L4) I(L5) I(L6)

-400A

0A

400A

SEL>>

V(A)- V(B) V(C)- V(D)-2.0KV

-1.0KV

0V

1.0KV

2.0KV

32





Time


-400A

0A

400A

SEL>>

V(A)- V(B) V(C)- V(D)-2.0KV

-1.0KV

0V

1.0KV

2.0KV

33

Time


-2.0KA

-1.0KA

0A

1.0KA

2.0KAV(A)- V(B) V(C)- V(D)

-2.0KV

-1.0KV

0V

1.0KV

2.0KV

SEL>>





34

PLACAS CPCPLACAS CPC

• CPC significa control a paso por cero. Se refiere a:

• Paso por cero de la tensión en el interruptor para el encendido• Paso por cero de la corriente en la carga para el apagado

Time

50ms 100ms 150ms 200ms 250ms10ms 290msI(R10)

-40A

-20A

0A

20A

40A

SEL>>

V(A) V(A)- V(B)-800V

-400V

0V

400V

35

Nuevas prestaciones de la CPC3i

• Control individual fase a fase mediante RS-485 (16

direcciones)

• Control individual fase a fase mediante 3 contactos

externos

• Entrada de alarma: Clixon de protección para cada paso

• Posibilidad de mando directo desde un TC (16 niveles de

trigger)

• Botón de test para pruebas y puesta en marcha.

• Substitución directa de las antiguas CPCb (ojo!!!

dimensiones mayores)

• Detección de cero optimizada para filtros de 7% y 14%

• Algoritmo inteligente para minimizar el stress sobre el

tiristor.

• Dos versiones: hasta 440V y hasta 690V (aislamiento

reforzado)

36

CPC3i: TIPOS

TIPOS APLICACIONES

CPC3i-4MTControl trifásico mediante un contacto (electromecánico o estático) libre

de tensión . Tensión de red hasta 440V

CPC3i-4MRSControl trifásico o fase fase mediante canal de comunicación RS-485 .

Tensión de red hasta 440V

CPC3i-4MFF

Control fase a fase mediante tres contactos (electromecánicos o

estáticos) libres de tensión . También control trifásico mediante detector

de umbral de corriente (Detección de corriente de carga mediante un CT

externo IN/5A). Tensión de red hasta 440V

CPC3i-6MTControl trifásico mediante un contacto (electromecánico o estático) libre

de tensión . Tensión de red hasta 690V

CPC3i-6MRSControl trifásico o fase fase mediante canal de comunicación RS-485 .

Tensión de red hasta 690V

CPC3i-6MFF

Control fase a fase mediante tres contactos (electromecánicos o

estáticos) libres de tensión . También control trifásico mediante detector

de umbral de corriente (Detección de corriente de carga mediante un CT

externo IN/5A). Tensión de red hasta 690V

37

CPC3i: TIPOS

SH

RS

+R

S-

AL1

CO

M

CPC3i-xMFFIndividual phase control 3contacts

Current threshold control (CT)

S1

S2

0V

230

V

400

V

2G2

2K2

2G

1

2K1

TR1

AL1

CO

MA

CT

CO

M

3G

2

3K2

3G

1

3K1

1K2

1G

2

1G

1

1K1

TP3 TP2 TP1

LEDPH3

LEDPH2

LEDPH1

JP1

LEDCPU

TEST

0

7

15

311

1

2

45

6 8 910

121

314

ADJ

JP1

LEDCPU

TEST

JP1

LEDCPU

TEST

0

7

15

311

1

2

45

6 8 910

121

314

ADJ

A B C D E F G

A B C D E F G

AC

F3

CO

MA

CF

2C

OM

AC

F1

CO

M

A B C D E F G

CPC3i-xMRS Three orindividual phase control by

RS485 channel

CPC3i-xMTThree phase control

38

Características de la CPC3i

Tensión de alimentación 230 / 400 Vc.a. (otras tensiones bajo demanda)

Frecuencia 50 … 60 Hz

Máx. temperatura de trabajo 40 ºC

Humedad relativa 95% , sin condensación

Temperatura de almacenaje -10ºC a 75ºC

Características de alimentación y ambientales

Habilitación mediante contacto o contactos libres de tensión

TIPOS TERMINALES DE

HABILITACIÓN

ESTADO CONTA

CTO

ACTION TENSIÓN A CIRCUITO ABIERTO

CORRIENTE CIRCUITO CERRADO

CPC3i-xMT ACT - COM Cerrado Conexión de las 3 fases Max. 20V Max. 7mA

CPC3i-xMFF ACF1 – COMACF2 – COMACF3 - COM

CerradoCerradoCerrado

Conexión de la fase 1Conexión de la fase 2Conexión de la fase 3

Max. 20V Max. 7mA

39

Características de la CPC3i

Habilitación a través de canal RS-485

TIPOS TERMINALES ESTADO ACCIÓN AJUSTE UMBRAL MÁRGEN DE AJUSTE

CPC3i-xMFF S1 – S2 I > Umbral Conexión de tres fases

Interruptor rotatorio de 16 posiciones

3% to 48% of IN insteps of 3%

TIPOS ENABLE TERMINALS

ESTADO ACCIÓN DIRECCIÓN DE LA PCB

PROTOCOLO

CPC3i-xMRS RS+, RS-, SH Orden Modbus

Conexión de tres fases o fase a fase individual

Interruptor rotatorio de 16 posiciones

Ver tabla

Habilitación mediante detección de umbral de corriente

40

CPC3i , Trama de comunicaciones

Slave Nr1 byte

Funct1 byte

1st bit addr.2 bytes

Nr of bits2 bytes

Nr Oct1 byte

DataCRC

2 bytes

00 0F 00 - 64 00 - 40 08 DD0 A DD7 XX - XX

Broad,to all

Funct15

64 bits 8octetos

Data8 bytes

CRC2 bytes

address

Habilitación mediante canal RS-485 • La trama de comunicación consiste en un mensaje de difusión a todos MODBUS (dirigido a todas las CPC3i en la red)• El mensaje consiste en una funció 15 MODBUS(escritura en memoria)• Los datos transmitidos se agrupan en 8 bytes con el significado dado en la próxima tabla

41

CPC3i , Código de datos

Byte Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0

DD0 - thy3_np2 thy2_np2 thy1_np2 - thy3_np1 thy2_np1 thy1_np1








thyn_npx significa tiristor n en la placa esclavo número significa tiristor n en la placa esclavo número x (La dirección de esclavo, x , es distinta para x (La dirección de esclavo, x , es distinta para

cada CPC3i y se fija por el interruptor rotatorio. Se pueden direccionar hasta 16 placas controlables en modo cada CPC3i y se fija por el interruptor rotatorio. Se pueden direccionar hasta 16 placas controlables en modo

trifásico o fase a fasetrifásico o fase a fase

42

CONTROL TRIFÁSICO CON CPC3i +FastComp

L1

L2

L3

N

400V AC SUPPLY

Fast Comp 12rt

COM

AL1

L

C

1G1

1K1

1G2

1K2

2G1

2K1

2G2

2K2

3G1

3K1

3G2

3K2

Bloque de PotenciaCPC3i-xMT

Mando Trifásico

TE

ST

0V

230V

400V

2G2

2K2

2G1

2K1

3G2

3K2

3G1

3K1

1K2

1G2

1G1

1K1

AL1COMACTCOM

COM

Cn

DEFG

CO

M

C1

C2

C3

43

CONTROL FASE FASE CON CPC3i +3FastComp

COM

AL1

L

C

1G1

1K1

1G2

1K2

2G1

2K1

2G2

2K2

3G1

3K1

3G2

3K2

Bloque de Potencia

COM

AL1

L

C

1G1

1K1

1G2

1K2

2G1

2K1

2G2

2K2

3G1

3K1

3G2

3K2

Bloque de Potencia

COM

AL1

L

C

1G1

1K1

1G2

1K2

2G1

2K1

2G2

2K2

3G1

3K1

3G2

3K2

Bloque de Potencia

400V AC SUPPLY

Fast Comp 12rt

CO

M

C1 C1 C1

Fast Comp 12rt

CO

M

C1 C1 C1

Fast Comp 12rt

CO

M

C1

C1

C1

FASE L1 FASE L2 FASE L3

2G2

2K2

2G1

2K1

3G2

3K2

3G1

3K1

1K2

1G2

1G1

1K1

CPC3i-xMTMando

Trifásico

0V

230V

400V

TE

ST

ACF1COMACF2COMACF3COM

BCDEFG

2G2

2K2

2G1

2K1

3G2

3K2

3G1

3K1

1K2

1G2

1G1

1K1

CPC3i-xMTMando

Trifásico

0V

230V

400V

TE

ST


2G2

2K2

2G1

2K1

3G2

3K2

3G1

3K1

1K2

1G2

1G1

1K1

CPC3i-xMTMando

Trifásico

0V

230V

400V

TE

ST


BCDEFG

BCDEFG

44

CONTROL FASE FASE CON CPC3i + COMPUTER+

L1

L2

L3

400V AC SUPPLY

COM

AL1

L

C

1G1

1K1

1G2

1K2

2G1

2K1

2G2

2K2

3G1

3K1

3G2

3K2

Bloque de PotenciaCPC3i-xRS

0V

230V

400V

2G2

2K2

2G1

2K1

3G2

3K2

3G1

3K1

1K2

1G2

1G1

1K1

AL1COM

SH

RS-

SH

RS+RS-

RS+ABCDE

ADJ

COMPUTER+

V1 230 I1 150 kW1 80 kvar1 60V2 230 I2 150 kW2 80 kvar3 60V3 230 I3 150 kW2 80 kvar3 60

Cos = 0.8

SH

RS

+

RS

-

45

TÉCNICAS AVANZADAS DE TÉCNICAS AVANZADAS DE COMPENSACIÓN DEL FP :COMPENSACIÓN DEL FP :

COMPUTER +COMPUTER +

TÉCNICAS AVANZADAS DE TÉCNICAS AVANZADAS DE COMPENSACIÓN DEL FP :COMPENSACIÓN DEL FP :

COMPUTER +COMPUTER +

46

Nuevas prestaciones del COMPUTER +

• Posibilidad de medida en monofásico o medida en

trifásico (verdadero cálculo del FP)

• Posibilidad de control fase a fase mediante RS-485

(Puede controlar hasta 16 CPC3i)

• Autoajuste Inteligent Plug&Play basada en un potente

DSP

• Alarmas: Sobretensión, baja tensión, temperatura

ambiente, fugas a tierra, condensadores defectuosos (C+

CDI) , etc.

• Entrada para transformador diferencial

• Comunicaciones Modbus. Puede ser integrado en el Power

Studio

• Posibilidad de vigilancia de condensadores (C+ CDI)

• Algoritmos optimizados para control fase a fase tanto en

estrella como en triángulo (óptimo en triángulo)

47

COMPUTER + , New features

TIPO Características Básicas

COMPUTER+ RM-CD 8 Medida monofásica, 8 relés + Com + Medida de fugas

COMPUTER+ RM-CD 14 Medida monofásica, 14 relés + Com + Medida de fugas

COMPUTER+ RT-CD 8 Medida trifásica, 8 relés + 2Com + Medida de fugas

COMPUTER+ RT-CD 14 Medida trifásica , 14 relés + 2Com + Medida de fugas

COMPUTER+ RT-CDI 8 Medida trifásica, 8 relés + 2Com + Medida de fugas + Medida de corriente en los condensadores

COMPUTER+ RT-CDI 14 Medida trifásica, 14 relés + 2Com + Medida de fugas + Medida de corriente en los condensadores

COMPUTER+ RTF-CD Medida trifásica, RS-485 fast control + Com + Medida de fugas

COMPUTER+ RTF-CDI Medida trifásica, RS-485 fast control + Com + Medida de fugas + Medida de corriente en los condensadores

48

Aplicaciones del COMPUTER +

TI

L1

L2

L3

N

SINGLE PHASE MEASUREMENT

EARTHLEAKAGE

LOAD

COMPUTER+


Cos = 0.8

C Bank

L

C

49

Aplicaciones del COMPUTER +TI

L1

L2

L3

N

THREE PHASE MEASUREMENT

EARTHLEAKAGE

LOAD

C Bank

L

C

COMPUTER+


Cos = 0.8

TEMPERATUREALARM

50

Aplicaciones del COMPUTER +TI

L1

L2

L3

N

THREE PHASE MEASUREMENTSTAR 3 ph CONTROLDELTA 3ph CONTROL

EARTHLEAKAGE

LOAD

COMPUTER+


Cos = 0.8

TEMPERATUREALARM

C Bank

L

C

RS485

Filtro activo: Compensador de Q, D y desequilibrio

CARGASQUE GENERAN

DISTORSIÓN

RED

IRED ICARGA

IFILTRO

FILTRO ACTIVOPARALELO

TIRED

TRANSFORMADORESDE CONTROL

TRANSFORMADORESDE MEDIDA

TICARGA

Principio de funcionamiento de un filtro activo paralelo

53

FILTROS ACTIVOSFILTROS ACTIVOSFILTROS ACTIVOSFILTROS ACTIVOS

RS-232COM x

MODULOOBC104A

Filtro activo: Compensador de D, Q y desequilibrio

R1

EMI

L1

N1

PE

L2

N2

PE

OUT1

S2

S1

S4

S3

C1

InversorSEMIKRON

PE

OUT2

C2

PlacaControl

1

2

3

4

F3

35m m 2

35m m 2

6m m 2 6m m 2

1,5

mm

2

1,5

mm

2

L

U V

U1 V1

PE

BF1 F1 F2

35m m 2

SW 1

FILTRO ACTIVO MONOFÁSICO

56Corriente de red sin filtro

FILTRO ACTIVO MONOFÁSICO

Corriente de red con filtro

30%

60%

2%

4%

57

SVC y STATCOMSVC y STATCOMSVC y STATCOMSVC y STATCOM

58

SVC: STATIC VAR COMPENSATOR

L Regulator

C Step C Step C Step

59

STATCOM

60

STATCOM

TÉCNICAS AVANZADAS DE COMPENSACIÓN DEL FP :

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