El control del Factor de Potencia y sus adecuaciones

Entre las disposiciones de cumplimiento obligatorio inscritas en el Código de Red (CR) se encuentra la relativa a uno de los parámetros asociados al aprovechamiento adecuado de energía eléctrica: el Factor de Potencia (FP).

El FP se mide en porcentajes, así que un 100 por ciento reflejará que toda la energía consumida se ha convertido en trabajo útil y no se ha desperdiciado en sostener el campo electromagnético de las máquinas inductivas conectadas por el Centro de Carga (CC) o por la Central Eléctrica (CE) generadora.

El Código de Red establece que el FP debe ser, al menos, del 95 por ciento sostenido durante el 95 por ciento del tiempo, con mediciones realizadas cada cinco minutos. Entonces, ¿cuál es la diferencia de este requisito con respecto al recargo que se aplica, desde 1991, en los recibos de energía eléctrica por un FP inferior al 90 por ciento? ¿Quiénes deben cumplir la disposición de tener un FP sostenido de 95 por ciento?

Aunque pudieran dar la impresión de que su naturaleza es simple, estas preguntas han sido planteadas en los diferentes foros en los que se ha tratado este tema.

Por ello apuntaremos lo siguiente:

La disposición del Código de Red para un Factor de Potencia de 95 por ciento sostenido aplica a todos los centros de carga y a centrales eléctricas con una demanda o generación mayor a 1,000 kW conectadas al Sistema Eléctrico Nacional por arriba de los 69,000 V (aunque se prevé que en un futuro se aplique a tensiones inferiores al nivel mencionado).

En cambio, el requerimiento de mantener un FP mayor a 90 por ciento para evitar recargos en el monto de la factura eléctrica aplica a los usuarios o centros de carga conectados a un voltaje de suministro mayor a 1,000 V (usualmente 13 mil 200, 23 mil o 34 mil 500 V).

Un detalle técnico: si la carga presenta variaciones continuas, rápidas y de corta duración (menores a unos seis u ocho segundos), propias de los procesos automatizados, entonces habrá que tomar previsiones para controlar adecuadamente los bancos de capacitores que compensarán la energía inductiva desperdiciada.

En las prestaciones de la mayoría de los bancos automáticos de capacitores, el tiempo para que el controlador digital envíe la señal de conexión o desconexión de uno de los pasos que conforman el equipo es normalmente de 30 segundos.

Además, si un paso es desconectado, para su reconexión se requiere que los capacitores estén completamente descargados y el tiempo para su descarga completa normalmente es de 60 a 300 segundos. De no ser así, se producirá un sobrevoltaje en los capacitores con el consecuente (o inminente) riesgo de dañarlos.

Para que la corrección del FP sea continua y se cumpla con el requerimiento del 95 por ciento sostenido, se deberán instrumentar ciertas adecuaciones: el controlador digital de potencia reactiva debe comandar en tiempo real la potencia capacitiva que requiere la red eléctrica.

También deberán adecuarse los mecanismos de conexión y desconexión de los capacitores para incorporar tarjetas electrónicas tiristorizadas que efectúen dichas maniobras en tiempo real, de forma que los descarguen prácticamente en forma inmediata y estén en posibilidad de reconectarse a la velocidad de los procesos automáticos. Colateralmente, habrá que revisar los mecanismos de disipación de calor.

Por otra parte, habrá que revisar el nivel de aceptación de voltaje de los capacitores y se deberá tomar en cuenta el nivel de armónicos para definir si necesitan reactores de rechazo para proteger a los capacitores y evitar la amplificación de la distorsión armónica de la red.
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Víctor M. Rodríguez Reyna
Ingeniero Mecánico Electricista por la UNAM. Socio fundador y CEO de Capacitores Alpes Technologies México. Diplomado en Administración Pública y diversos diplomados en el sector eléctrico. Especialista en calidad y ahorro de energía eléctrica. Escribe en revistas especializadas del sector eléctrico y HVAC. Miembro de IEEE Capítulo México, ASHRAE y AMERIC.

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