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Señales de Entrada de Control del Factor de Energía
Antes de comprar el equipo de corrección del factor de energía automático, se deberían considerar las señales de entrada requeridas por el controlador de factor de potencia. Estas señales de entrada pueden obtenerse desde distintas ubicaciones en una instalación existente sin la necesidad de comprar nuevos equipos (por ejemplo, la compra de un banco de condensador o serie de filtro con un transformador potencial y la instalación de un transformador de corriente). Este boletín discute los requerimientos de las señales externas para el controlador del factor de energía (PFC) que ofrece NEPSI y algunas de las posibles ubicaciones de donde se pueden obtener las señales.
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Señales PFC
Las señales de control requeridas para el PFC son la tensión de sistema y corriente de carga o de red. Estas señales en general se obtienen desde transformadores potenciales y transformadores de energía los cuales dan pie (escala) a la tensión y corriente del sistema desde los niveles de sistema hasta la tensión de control estándar y niveles de corriente de 120VAC y 4AMP máximo. Las señales deben ser obtenidas del sistema eléctrico para que el PFC detecte un adelanto de 90º en la corriente cuando el factor de energía de la carga está en unidad. Por un adelanto de 90º en la corriente, el PT debe estar conectado desde la fase C a la fase B y el CT debe estar conectado con la Fase A. La Figura 1A ilustra las conexiones necesarias para un adelanto de 90º en las medidas de la corriente. Fíjese que la carga ha sido posicionada corriente abajo desde el CT con el banco de condensadores entre el CT y la carga. Este arreglo es necesario para la mayoría de los PFC para operar de manera adecuada. Algunos controladores nuevos tienen la habilidad de desempeñar cambios de rotación en la fase interna, pero aun es recomendable conectar esos controladores con las conexiones, tal como se muestra en la Tabla 1.
Otras conexiones de CT y PT son posibles. Algunas de estas conexiones se muestran en la tabla a la izquierda. La tabla muestra cinco otras conexiones posibles, de hecho, hay muchas otras conexiones posibles si se cambian los conductores secundarios del PT y CT. Este es un problema común asociado con la puesta en marcha de un banco de condensadores de la Corrección del Factor de Energía Automática. En general, la conexión de PT debe ser a través de cualesquiera dos fases con el CT alineado con la tercera fase. Si se logra esta condición, es posible conseguir un desplazamiento de fase apropiado en corriente a tensión al cambiar la polaridad de los conductores secundarios que están localizados en los bloques terminales del PFC.
Señales Existentes
En muchas situaciones, es posible utilizar Señales de Relé existentes y/o Midiendo los circuitos CT y PT por las señales de entrada al PFC si están ubicados cerca de la instalación del banco de condensadores propuesta, y detectar la corriente de energía correspondiente. Estas señales son ventajosas de usar ya que no necesitan costos adicionales de instalación y en muchos casos tiempo de cierre de conexiones PT y CT. Por ejemplo, un CT nuevo en un cable principal de entrada necesita que el proceso de planta sea apagado de manera momentánea para que el CT pueda ser instalado al romper la conexión de cable principal e insertar el CT sobre la cubierta del cable. En muchos casos un núcleo dividido de baja tensión de tipo CT puede ser usado si el cable está completamente aislado y expuesto. En este caso el cierre de la planta no será necesario.
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Circuitos existentes de CT y PT pueden estar disponibles para reducir los costos y prevenir el cierre de la planta, ya que puede existir uno de los siguientes circuitos:
1. Circuitos de protección de relés de sobretensión (sólo CT) son ampliamente utilizados como protección primaria o protección de apoyo para los transformadores, circuitos de unión de utilidades y portadores principales.
2. Circuitos de protección de relés diferenciales tal como un transformador diferencial (sólo CT) y conductor diferencial (sólo PT).
3. Circuito contador con indicador de demanda y circuitos vatio-hora (PT y CT). .
La figura 2 ilustra una típica unión industrial de la fuente de utilidad. Muestra protección diferencial (mecanismo 87) y sobretensión (mecanismo 50/51) e indicador de tensión, corriente y KW. En lugar de usar un CT diferente para el PFC, por ejemplo, el circuito secundario de CT del mecanismo 50/51 podría romperse y ser traído a través del PFC. Esto prevendría la necesidad de aislar la unión o el cierre de la planta para la instalación del CT y la necesidad de un nuevo CT.
El circuito de PT, también podría ser utilizado para la señal de tensión que necesita el PFC. Siempre se debería tener cuidado al utilizar estos circuitos para asegurarse que el sistema de protección o circuito indicador no sea afectado negativamente por una conexión errada. Cuando tenga dudas, NEPSI puede proporcionar orientación para una instalación apropiada. Estos circuitos indicadores y de relé pueden ser usados para la detección del factor de energía, ya que el PFC tiene una carga de entrada muy baja para las señales de tensión y corriente.
La mayoría de los circuitos indicadores de tipo CT y PT tienen clasificaciones de 1500VA, mientras que el PFC tiene una carga de 5VA para la detección del factor de energía. El PFC también necesita tensión de control para la conmutación del banco de condensadores. La VA necesaria para la conmutación varía desde las pocas VA hasta las 1000VA. Siempre se debería tener cuidado si la energía de control de conmutación se toma desde y los circuito PT existentes.
Los circuitos CT y PT, los cuales son principalmente utilizados para la protección e indicación del relé, se muestran en la figura 3 y 4. Los terminales de PFC han sido incluidos en cada circuito para mostrar cómo serían incorporados. La figura 2 muestra el PFC integrado con un sistema de protección de sobretensión de tiempo, el cual tiene un indicador de tensión. Las conexiones a los terminales del PFC para la señal de corriente se muestran en la figura como cajas en la parte superior del dibujo. Las conexiones al circuito de CT se muestran tomadas desde la corriente de la fase A.
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Figura 3 – Típico Circuito de Protección de Relé
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Recomendaciones de NEPSI
NEPSI recomienda que el mecanismo de detección de tensión sea derivado desde el banco de condensadores de NEPSI ya que la energía de control también es necesaria para los contactores de control y conmutadores para la conmutación del condensador.
La energía de control demanda que sean requeridas para los conmutadores más allá de lo que se debería tomar de cualquier circuito indicador o de protección. Si el cliente tiene energía de control auxiliar para las necesidades de conmutación del banco de condensadores, entonces las señales de tensión para el PFC que derivan al PF pueden ser obtenidas de un circuito de PT existente y la energía de control desde la energía auxiliar del cliente. Los circuitos de CT que se utilizan para la protección de sobretensión son menos complejos que los de los sistemas de protección diferencial. Si las políticas de la planta permiten el quiebre y uso del circuito de protección en conjunto con el PFC, se pueden evitar costos adicionales y de tiempo de inactividad con un sistema indicador y de protección existente.
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Figura 4 – Típico Circuito Indicador
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