Calidad de energía y compensación de reactiva: Baterías de condensadores, SVC y STATCOM

Cómo especificar y comparar baterías de condensadores, compensadores estáticos SVC y STATCOM frente a armónicos, flicker, factor de potencia y códigos de red de

1. Comience en el punto de acoplamiento común

IEC 61000-2-4:2024 proporciona niveles de compatibilidad para perturbaciones conducidas de baja frecuencia en ubicaciones industriales hasta 35 kV e incluye desviaciones de voltaje, caídas, desequilibrios, armónicos, interarmónicos, Componentes DC y sobretensiones transitorias. Mida y modele el punto de acoplamiento común (PCC) antes de elegir un banco de capacitores, SVC o STATCOM.

2. Dimensionamiento de la potencia reactiva

Para una carga que pasa del factor de potencia cosφ₁ a cosφ₂, el paso ideal de potencia reactiva de frecuencia fundamental es:

Q_c = P · (tanφ₁ - tanφ₂)

Equipos	Servicio de mejor ajuste	Principal riesgo de ingeniería
Batería de condensadores conmutada por contactor	Carga industrial limpia y que varía lentamente	Resonancia, irrupción y sobrecompensación
Batería de condensadores desafinada	Corrección del factor de potencia con armónicos	Pérdida del reactor, tolerancia de ajuste y temperatura
SVC	Control rápido de tensión y potencia reactiva	Emisión de armónicos y coordinación de filtros
STATCOM	Soporte dinámico de var, redes débiles y desequilibrio	Interacción de corriente, refrigeración y control del convertidor

3. Armónicos y Resonancia

IEC 60871-1 cubre unidades y bancos de condensadores en derivación superiores a 1 kV, incluidos circuitos de filtrado y corrección del factor de potencia. Los condensadores no deben conectarse únicamente a partir de una estimación de kWh: calcule la resistencia del cortocircuito, la distorsión de fondo, el espectro del convertidor, los transitorios de conmutación y el punto de resonancia en paralelo.

Una estimación de detección para la resonancia de un banco de capacitores es:

f_r ≈ f₁ √((S_sc) / (Q_c))

Utilice un escaneo de frecuencia y un estudio de conmutación en el dominio del tiempo para el diseño final, especialmente cuando haya VFD, rectificadores UPS, inversores PV u hornos de arco.

4. Datos de aceptación

Especifique los límites de calidad de voltaje del PCC, la respuesta escalonada, el rango de kvar o Mvar, la banda muerta de control, el desequilibrio, la corriente armónica, la frecuencia de desafinación, el tiempo de descarga, la protección y el comportamiento de derivación. Puesta en marcha con grabaciones de antes/después en el PCC y en las cargas no lineales más grandes.

*Referencia: IEC 61000-2-4:2024; IEC 60871-1:2014; IEC 61000 series; IEEE 519-2022.*