Salida de KvarReal Contra Kvar para Filtros de Armónicas Instalados

Introducción

Cuando se especifica, compra o evalúa series de filtros de armónicas, es importante entender la diferencia entre la salida real de kvar desde una perspectiva de serie de filtro de armónicas contra su kvar instalado. Estas notas técnicas proporcionan información de antecedentes a los ingenieros para ayudar en la evaluación y diseño de las series de filtro de armónicas.

Background

Los condensadores utilizados en series de filtro de armónicas tienen que aumentar sus clasificaciones de tensión más allá de los niveles normales de tensión de sistema debido a las siguientes razones:

• El reactor de filtro de armónica causa un aumento fundamental de tensión (por ejemplo, Un aumento de tensión de 60 Hertz en un sistema de 60 Hertz) en los condensadores. El aumento de tensión de 60 Hertz se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

V_rise=N²/(N²-1)

V_rise = Aumento Fundamental de la Tensión Debido al Reactor de Filtro.

N = Punto de Sintonización de la Serie de Filtro

Para un típico 5º filtro de armónicas el aumento de tensión de 60 Hertz es de alrededor de un 4,1%. El aumento de tensión aumentará a medida que el punto de sintonización disminuye. Este aumento inherente de tensión en los condensadores requiere que los condensadores utilizados en la serie de filtros de armónicas sean clasificados más altos que la tensión del sistema nominal. Aunque los condensadores tienen una capacidad de sobretensión por el 18 Estándar de NEPSI, esta capacidad o margen de tensión permitido no se debería usar como parte del criterio de diseño de la serie de filtro armónicas, ya que estos márgenes son para variaciones de tensión debido a la regulación del sistema

• El aumento armónico de tensión en los condensadores debido al flujo de corrientes armónicas hacia la serie de filtro de armónicas.

Ya que la salida de kvar de un condensador varía con el cuadrado de la tensión aplicada, y la tensión aplicada en el condensador del filtro es menor que la clasificación que indica la placa de inscripción (debido a las razones que se indican a continuación), la salida de kvar de la serie de filtro será menor que el total kvar instalado en el banco. Para la mayoría de las 5ª series de filtro de armónicas, el kvar instalado puede ser tan alto como un 25% hasta un 40% más que la salida real de kvar de la serie de filtro. Por esta razón, es importante entender la diferencia entre el kvar instalado y la salida real de kvar de una serie de filtro. En muchas especificaciones los siguientes términos son normalmente utilizados:

Kvar Efectivo - Este valor se define como una salida de kvar fundamental de la serie de filtro armónico en una tensión clasificada del sistema. Este valor siempre debería ser especificado cuando se evalúan o especifican las series de filtro armónico.

Kvar Real/Instalado – Este valor está definido como el kvar real instalado en la serie de filtro en la tensión clasificada de los condensadores. Normalmente este valor puede que no esté especificado ya que se puede dejar a manos del fabricante del filtro. Sin embargo, la clasificación de tensión y kvar del condensador es muy importante al momento de determinar la capacidad máxima de filtración del filtro perspectivo y debería ser considerado cuando se evalúe las ofertas de la competencia.

Cálculo de Kvar Efectivo

El kvar efectivo de la serie de filtro puede ser calculado utilizando la siguiente fórmula:

Kvar_out=N²V²_syskvar_cap/[(N²-1)V²_cap]

            Donde - 

            Kvar_out = La salida de kvar (kvar efectivo) de la serie de filtro a una tensión de sistema clasificada.

            N = El punto de sintonización de la serie de filtro armónico.
            kvar_cap = El kvar de la placa de inscripción instalado (todas las tres fases) de la serie de filtro.
            V_cap = La Clasificación de Tensión de la Placa Bifásica de los Condensadores.

Para los filtros de conexión en Y, Vcap equivaldría al producto de 1,73 y la clasificación de tensión de la placa del condensador.

El siguiente ejemplo muestra cómo un requerimiento kvar de filtro de armónicas puede ser mal interpretado y puede llevar a una falta de una salida de kvar deseada.

Un cliente que desea 3.000 kvar en 13,8kV emite una especificación afirmando que se necesita una 4,7ª serie de filtro armónico de 3.000 kvar. Una cotización perspectiva de un vendedor declara que una 4,7ª serie de filtro de armónicas está siendo reemplazada y que consiste de 3.000 kvar (como se pide en un RFQ). Para la futura evaluación de la cotización, el cliente pide la clasificación de tensión y de kvar de los condensadores instalados en la serie de filtro. El vendedor informa al cliente que la serie consiste de 15 condensadores de doble aislador de 9,96kV de 200 kvar conectados en una configuración aislada en Y (Cinco condensadores de 200 kvar por etapa). El cliente calcula la tensión utilizando la fórmula indicada anteriormente y determina la salida de kvar de la serie de filtro en 13,8kV sólo sería 2.015 kvar, un valor que es mucho menor de lo que el cliente necesita para corregir su factor de energía.

El ejemplo anterior muestra la importancia de distinguir entre el kvar efectivo y el instalado. Para lograr un kvar efectivo de 3.000 kvar, el vendedor necesitaría instalar 4.465 kvar en 9,96kV en la serie de filtro.

Conclusión

Cuando se especifiquen o evalúen los filtros de armónicas, es importante distinguir entre el kvar efectivo (salida de kvar de la serie de filtro) y el kvar instalado. Para comparar de manera total las cotizaciones de la serie de filtro de la competencia, las siguientes preguntas claves se deberían responder y confirmar: