- 04 Nov 2014, 12:53
#345499
Hola a todos,
He buscado por el foro ayuda ya publicada sobre el tema que quiero plantear, pero sinceramente nada se ajusta a la situación concreta que tengo entre manos. Por el foro e habla mucho de armónicos y reactiva, pero no desde el punto de vista que personalmente me produce la duda.
El hecho es que con motivo de una instalación solar de autoconsumo hace poco instalamos en un instituto un contador bidireccional marca ZIV, de lectura en los 4 cuadrantes. Endesa nos envió poco después un mensaje de advertencia indicándonos que se estaban obteniendo lecturas de energía reactiva en el tercer y cuarto cuadrantes, es decir, que la instalación de consumo, lejos de ser inductiva y consumir reactiva, se está comportando como un receptor capacitivo (digamos, “generando reactiva y vertiéndola a la red”), lo cual está prohibido por el reglamento de Baja Tensión (bajo el concepto de instalaciones sobrecompensadas).
La instalación es pequeñita (a penas 45 kW contratados) y no tiene mucha complejidad.
Lo anterior sucede incluso teniendo en cuenta lo siguiente:
- La instalación de producción (fotovoltaica de autoconsumo) no tiene nada que ver. Parece participar en la generación de armónicos, pero no en la generación de reactiva capacitiva.
- No existe ninguna batería de condensadores instalada. Para encontrar condensadores (los únicos que creo que podrían “generar” esa reactiva que vemos) nos tendríamos que ir a la iluminación (condesadores de 7 microfaradios), a un SAI de 3kVAs que hay instalado para el sistema de alarmas, y alguna máquina de taller de pequeña potencia. Tal vez los haya también en el aire acondicionado o en los congeladores, pero en estos momentos confieso que lo desconozco.
- El máximo valor instantáneo suele oscilar de día entre los 7'5 y 10 kVArC (capacitivos), y de noche está alrededor de los 5 kVArC.
- He llegado a pensar que podría haber alguna instalación (empresa) en las proximidades que esté demandando mucha reactiva y el instituto se la esté proporcionando de alguna manera, pero no sé si esto puede ser algo descabellado.
- He pensado que pudiera ser una alta densidad de armónicos, dada la presencia de varias clases con ordenadores y luminarias con reactancias eléctricas y electrónicas indistintamente, que provocarían resonancia y por tanto un funcionamiento sobrecargado de los condensadores de todo el instituto, pero me confunde que suceda tanto de día como de noche de forma independiente a si los ordenadores y las luces están o no en marcha.
- He considerado que la red de la zona tenga algún problema y sea por motivos externos de la compañía (Endesa) más que de la instalación interior.
- El colegio que hay justo al lado también tiene lecturas de reactiva en el 4º cuadrante, pero no tan magnificadas como en esta instalación.
- He hablado con el Colegio de Ingenieros y dicen no tener conocimiento de una situación parecida.
- He hablado con el fabricante del contador (ZIV, modelo 5CTD), y dicen no tener ni idea de lo que pueda pasar.
- He considerado la posibilidad de que haya algo mal instalado que esté excitando a toda la instalación y provocando ese comportamiento, pero soy incapaz de imaginarme qué pueda ser ni de encontrarlo.
Después de haber buscado el culpable de la generación de reactiva hemos llegado a la conclusión de que no es un culpable concreto. Parece estar "disperso" por dentro de la instalación.
Hace unos días dejamos un analizador marca HT durante una semana, y los resultados pueden ser interpretados de dos maneras: o no instalamos bien en analizador, o el análisis es demoledor (me inclino más por la segunda opción).
La instalación presenta unos armónicos elevados. El THD es casi permanentemente superior al 20%, la mayor parte del tiempo superior al 30%, muy frecuentemente superior al 40%, y muchas veces superior al 50%, llegando también en muchas ocasiones al 80% - 95%. Los armónicos a los que me refiero son en corriente. Los armónicos en tensión están por debajo del 5%, luego son valores buenos. En este punto yo supongo que los convertidores estáticos monofásicos son los que provocan dicha densidad de armónicos (iluminación, ordenadores, racks), aun siendo cada uno de muy poca potencia, ya que supongo que dará igual para un instrumento registrador en cabecera tener un generador de armónicos grande que tener muchos pequeños.
Me llamó mucho la atención una Reactiva Capacitiva casi permanente, de día y de noche. Ocasionalmente aparecía una Reactiva Inductiva coexistiendo con la Capacitiva, lo cual me deja totalmente perplejo y acaba con mis conocimientos sobre electricidad (por hacer el símil hidráulico: me da la impresión de que este hecho es como asegurar que en un mismo tramo de tubería hay dos flujos de agua, uno en un sentido y el otro en sentido contrario... es absurdo!).
He tratado de investigar y documentarme con el poco conocimiento que tengo sobre el tema, pero no consigo encontrar documentación, informes, tesis... nada que vincule de forma indiscutible a los armónicos con la reactiva generada (parece que muchos lo piensas pero nadie se atreve a decirlo abiertamente).
Personalmente podría llegar a entender que la distorsión provocada por los armónicos provoca una peor calidad de la onda y de ahí un factor de potencia malo (la famosa diferencia entre coseno de fi y factor de potencia), provocando la aparición de una "Falsa Reactiva". Pero lo que entiendo de este razonamiento es la aparición de una Falsa Reactiva Inductiva, y no Capacitiva, como es el caso. Puede que la diferencia consiste en saber si los armónicos registrados lo son importados o exportados, pero tampoco estoy seguro de que haya una relación directa entre armónicos importados para lectura inductiva, y exportados para lectura capacitiva.
A modo de conclusión, mis sospechas son las siguientes:
La instalación genera armónicos por culpa de la suma de todos los convertidores. Dichos armónicos distorsionan la onda haciendo que el contador interprete una presencia de reactiva capacitiva, pero sin existir ésta de verdad (esto a mi modo de ver explicaría que en ocasiones, si una bomba se pone en marcha, coexistan ambos registros, capacitivos e inductivos).
Por tanto tengo dos posibles soluciones:
- instalar un filtro activo en cabecera de la instalación para atacar directamente a los armónicos, o
- instalar una reactancia de valor fija también en cabecera para compensar la capacitiva que se obtiene.
En el segundo caso (el de instalar una reactancia), instalaría la reactancia de valor fijo e inmediatamente aguasarriba instalaría una batería de condensadores escalonada. Mi idea es que la reactancia absorba toda la capacitiva que "emite" la instalación de consumo, y como es variable acabará compensándose con la batería de condensadores inmediatamente aguasarriba. Esto es como un filtro activo, pero en lugar de instalar la reactancia en serie con la batería los instalo en paralelo, con la precaución de que no entren en resonancia. No sé si os parece una locura.
Por último, en caso de instalar la reactancia, ¿conecto los 3 secundarios al neutro o a tierra?
Me da miedo no dar en el clavo e incurrir al cliente en un coste inútil. De ahí que os consulte para conocer vuestra opinión. Mis grandes dudas son:
- Que la evolución temporal (minuto a minuto) de la THD y la Capacitiva no van exactamente a la par. Alguna vez una crece y la otra no, y alguna vez se cruzan en el gráfico, lo que me hace pensar que tal vez no estén ligadas pese a mi intuición de que sí lo están.
- Que haya armónicos y generación de reactiva por la noche.
- Que haya coexistencia de inductiva y capacitiva.
Lamento la extensión de la publicación, pero no he sabido como acortarla. Os agradezco cualquier opinión, ayuda, experiencia, etc...
Gracias y saludos.
He buscado por el foro ayuda ya publicada sobre el tema que quiero plantear, pero sinceramente nada se ajusta a la situación concreta que tengo entre manos. Por el foro e habla mucho de armónicos y reactiva, pero no desde el punto de vista que personalmente me produce la duda.
El hecho es que con motivo de una instalación solar de autoconsumo hace poco instalamos en un instituto un contador bidireccional marca ZIV, de lectura en los 4 cuadrantes. Endesa nos envió poco después un mensaje de advertencia indicándonos que se estaban obteniendo lecturas de energía reactiva en el tercer y cuarto cuadrantes, es decir, que la instalación de consumo, lejos de ser inductiva y consumir reactiva, se está comportando como un receptor capacitivo (digamos, “generando reactiva y vertiéndola a la red”), lo cual está prohibido por el reglamento de Baja Tensión (bajo el concepto de instalaciones sobrecompensadas).
La instalación es pequeñita (a penas 45 kW contratados) y no tiene mucha complejidad.
Lo anterior sucede incluso teniendo en cuenta lo siguiente:
- La instalación de producción (fotovoltaica de autoconsumo) no tiene nada que ver. Parece participar en la generación de armónicos, pero no en la generación de reactiva capacitiva.
- No existe ninguna batería de condensadores instalada. Para encontrar condensadores (los únicos que creo que podrían “generar” esa reactiva que vemos) nos tendríamos que ir a la iluminación (condesadores de 7 microfaradios), a un SAI de 3kVAs que hay instalado para el sistema de alarmas, y alguna máquina de taller de pequeña potencia. Tal vez los haya también en el aire acondicionado o en los congeladores, pero en estos momentos confieso que lo desconozco.
- El máximo valor instantáneo suele oscilar de día entre los 7'5 y 10 kVArC (capacitivos), y de noche está alrededor de los 5 kVArC.
- He llegado a pensar que podría haber alguna instalación (empresa) en las proximidades que esté demandando mucha reactiva y el instituto se la esté proporcionando de alguna manera, pero no sé si esto puede ser algo descabellado.
- He pensado que pudiera ser una alta densidad de armónicos, dada la presencia de varias clases con ordenadores y luminarias con reactancias eléctricas y electrónicas indistintamente, que provocarían resonancia y por tanto un funcionamiento sobrecargado de los condensadores de todo el instituto, pero me confunde que suceda tanto de día como de noche de forma independiente a si los ordenadores y las luces están o no en marcha.
- He considerado que la red de la zona tenga algún problema y sea por motivos externos de la compañía (Endesa) más que de la instalación interior.
- El colegio que hay justo al lado también tiene lecturas de reactiva en el 4º cuadrante, pero no tan magnificadas como en esta instalación.
- He hablado con el Colegio de Ingenieros y dicen no tener conocimiento de una situación parecida.
- He hablado con el fabricante del contador (ZIV, modelo 5CTD), y dicen no tener ni idea de lo que pueda pasar.
- He considerado la posibilidad de que haya algo mal instalado que esté excitando a toda la instalación y provocando ese comportamiento, pero soy incapaz de imaginarme qué pueda ser ni de encontrarlo.
Después de haber buscado el culpable de la generación de reactiva hemos llegado a la conclusión de que no es un culpable concreto. Parece estar "disperso" por dentro de la instalación.
Hace unos días dejamos un analizador marca HT durante una semana, y los resultados pueden ser interpretados de dos maneras: o no instalamos bien en analizador, o el análisis es demoledor (me inclino más por la segunda opción).
La instalación presenta unos armónicos elevados. El THD es casi permanentemente superior al 20%, la mayor parte del tiempo superior al 30%, muy frecuentemente superior al 40%, y muchas veces superior al 50%, llegando también en muchas ocasiones al 80% - 95%. Los armónicos a los que me refiero son en corriente. Los armónicos en tensión están por debajo del 5%, luego son valores buenos. En este punto yo supongo que los convertidores estáticos monofásicos son los que provocan dicha densidad de armónicos (iluminación, ordenadores, racks), aun siendo cada uno de muy poca potencia, ya que supongo que dará igual para un instrumento registrador en cabecera tener un generador de armónicos grande que tener muchos pequeños.
Me llamó mucho la atención una Reactiva Capacitiva casi permanente, de día y de noche. Ocasionalmente aparecía una Reactiva Inductiva coexistiendo con la Capacitiva, lo cual me deja totalmente perplejo y acaba con mis conocimientos sobre electricidad (por hacer el símil hidráulico: me da la impresión de que este hecho es como asegurar que en un mismo tramo de tubería hay dos flujos de agua, uno en un sentido y el otro en sentido contrario... es absurdo!).
He tratado de investigar y documentarme con el poco conocimiento que tengo sobre el tema, pero no consigo encontrar documentación, informes, tesis... nada que vincule de forma indiscutible a los armónicos con la reactiva generada (parece que muchos lo piensas pero nadie se atreve a decirlo abiertamente).
Personalmente podría llegar a entender que la distorsión provocada por los armónicos provoca una peor calidad de la onda y de ahí un factor de potencia malo (la famosa diferencia entre coseno de fi y factor de potencia), provocando la aparición de una "Falsa Reactiva". Pero lo que entiendo de este razonamiento es la aparición de una Falsa Reactiva Inductiva, y no Capacitiva, como es el caso. Puede que la diferencia consiste en saber si los armónicos registrados lo son importados o exportados, pero tampoco estoy seguro de que haya una relación directa entre armónicos importados para lectura inductiva, y exportados para lectura capacitiva.
A modo de conclusión, mis sospechas son las siguientes:
La instalación genera armónicos por culpa de la suma de todos los convertidores. Dichos armónicos distorsionan la onda haciendo que el contador interprete una presencia de reactiva capacitiva, pero sin existir ésta de verdad (esto a mi modo de ver explicaría que en ocasiones, si una bomba se pone en marcha, coexistan ambos registros, capacitivos e inductivos).
Por tanto tengo dos posibles soluciones:
- instalar un filtro activo en cabecera de la instalación para atacar directamente a los armónicos, o
- instalar una reactancia de valor fija también en cabecera para compensar la capacitiva que se obtiene.
En el segundo caso (el de instalar una reactancia), instalaría la reactancia de valor fijo e inmediatamente aguasarriba instalaría una batería de condensadores escalonada. Mi idea es que la reactancia absorba toda la capacitiva que "emite" la instalación de consumo, y como es variable acabará compensándose con la batería de condensadores inmediatamente aguasarriba. Esto es como un filtro activo, pero en lugar de instalar la reactancia en serie con la batería los instalo en paralelo, con la precaución de que no entren en resonancia. No sé si os parece una locura.
Por último, en caso de instalar la reactancia, ¿conecto los 3 secundarios al neutro o a tierra?
Me da miedo no dar en el clavo e incurrir al cliente en un coste inútil. De ahí que os consulte para conocer vuestra opinión. Mis grandes dudas son:
- Que la evolución temporal (minuto a minuto) de la THD y la Capacitiva no van exactamente a la par. Alguna vez una crece y la otra no, y alguna vez se cruzan en el gráfico, lo que me hace pensar que tal vez no estén ligadas pese a mi intuición de que sí lo están.
- Que haya armónicos y generación de reactiva por la noche.
- Que haya coexistencia de inductiva y capacitiva.
Lamento la extensión de la publicación, pero no he sabido como acortarla. Os agradezco cualquier opinión, ayuda, experiencia, etc...
Gracias y saludos.
No hay mejor reloj ni campana que comer cuando hay gana
