Foros de SóloIngeniería

- 21 Jul 2014, 09:15 #341801

Buenos días,
Nos estamos planteando la compensación del fdp de una instalación de bombeo. Cuenta con dos bombas centrífugas de 56 kW en paralelo, que no van a funcionar simultáneamente, por lo que estamos pensando en instalar una única batería de condensadores dimensionada para la compensación de una sola bomba. Para un motor de 56 kW y fdp 0,87, con una batería de 15 kVar se alcanzaría un fdp final de 0,96, suficiente para evitar la penalización por reactiva. Sin embargo, me surgen ciertas dudas con el tema de los armónicos ya que el arranque de las bombas se realiza con arrancador suave (ASTAT PLUS). Me estoy planteando dos soluciones:
-Batería con inductancia antiarmónicos. Revisando un catálogo de Lengrand las baterías tipo SAH solo están disponibles a partir de 50kVar, ¿sería suficiente con una tipo H (reforzada en tensión)?
-Modificar la instalación incorporando un contactor de bypass para cada arrancador, de tal forma que una vez arrancada la bomba se puentee el arrancador y que a continuación se conecte la batería de compensación. En este caso supongo que sería suficiente una batería estándar o una reforzada en tensión para mayor seguridad.
¿Sería correcto lo que estoy planteando?
Muchas gracias y un saludo

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- 21 Jul 2014, 10:07 #341808

Buenos días,
Nos estamos planteando la compensación del fdp de una instalación de bombeo. Cuenta con dos bombas centrífugas de 56 kW en paralelo, que no van a funcionar simultáneamente, por lo que estamos pensando en instalar una única batería de condensadores dimensionada para la compensación de una sola bomba. Para un motor de 56 kW y fdp 0,87, con una batería de 15 kVar se alcanzaría un fdp final de 0,96, suficiente para evitar la penalización por reactiva. Sin embargo, me surgen ciertas dudas con el tema de los armónicos ya que el arranque de las bombas se realiza con arrancador suave (ASTAT PLUS). Me estoy planteando dos soluciones:
-Batería con inductancia antiarmónicos. Revisando un catálogo de Lengrand las baterías tipo SAH solo están disponibles a partir de 50kVar, ¿sería suficiente con una tipo H (reforzada en tensión)?
-Modificar la instalación incorporando un contactor de bypass para cada arrancador, de tal forma que una vez arrancada la bomba se puentee el arrancador y que a continuación se conecte la batería de compensación. En este caso supongo que sería suficiente una batería estándar o una reforzada en tensión para mayor seguridad.
¿Sería correcto lo que estoy planteando?
Muchas gracias y un saludo

Buenos días:

RTR tiene baterías de poca potencia con reactancia para armónicos (entiendo que tiene que ser automática, REBT-43):

http://www.directindustry.es/prod/rtr-e ... 26929.html

Cierto que la marca, en mi opinión, no es de las punteras, pero para esa instalación parece más que suficiente.

Lo del refuerzo en tensión no sé si servirá para amortiguar los armónicos de los arrancadores... más bien creo que es para evitar que en instalaciones con generadores se puedan ir al garete si en algún periodo de tiempo hay un fdp capacitivo y la tensión se eleva antes de que la controle el alternador o este se pare...

Autocorrijo lo anterior que no me terminaba de cuadrar: el fenómeno de la elevación de tensión con carga capacitiva es cierto en los alternadores, pero creo que el refuerzo en tensión es para proteger el equipo de resonancias en serie con los armónicos que aumentarán la tensión y el refuerzo de intensidad para proteger de resonancias en paralelo con dichos armónicos que aumentarán la intensidad en la batería, ¿estáis de acuerdo? .

Si la instalación va a funcionar aislada intenta ver cuáles son las tasas de distorsión armónica de los arrancadores y la máxima que soportan las baterías... igual te vale una batería sin reactancia al traer el arrancador ya un filtro... aunque cuidado con las resonancias (hay un post al respecto).

Espero haberte ayudado algo...

Última edición por Kyle_XY el 23 Jul 2014, 13:05, editado 2 veces en total

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- 21 Jul 2014, 17:06 #341844

Circutor tiene un catálogo técnico que es casi un manual de cálculo. http://circutor.es/es/productos/compens ... -armonicos

Seguro que hay marcas mejores, pero yo ésta la conozco muy bien y son muy series, pioneros y líderes y catalanes (¿Eso era ser español?).

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La ingeniería es la combinación del arte del copia-pega, con conocimientos básicos de física y mucho ego, pero mucho.

La arquitectura es lo mismo, pero madrugando menos, con plumas de Montblanc y más ego.

- 22 Jul 2014, 06:29 #341855

En mi opinion no necesitas que la batería lleve filtrado de armónicos, ya que un arrancador no rectifica y convierte la onda de tensión como en un variador, generando componenetes armónicas. Además la potencia reactiva capacitiva precisada no es muy grande, por lo que aunque tuvieras cargas no lineales, seguramente te bastaría con una batería reforzada.

Yo pondría una batería reforzada a 440V, que apenas hay diferencia de precio respecto a una de 400V y mas con esa potencia. Respecto al calculo realizalo a 400V, que viene a ser un 18% mas a 440V y no te quedes corto, intenta darle un poco mas de capacidad para que a medida que pierda capacidad con el paso del tiempo siga compensando por encima de 0,95.

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- 22 Jul 2014, 12:19 #341882

Muchas gracias a todos,
El manual del arrancador no indica la producción de armónicos del equipo. Las baterías que incorporan filtros suponen un coste bastante más alto y aún así el tema de la resonancia me da un poco de miedo. Revisando el manual del arrancador he encontrado dos funciones que quizás puedan reducir la polución armónica y evitar el uso de filtros. Son las siguientes:
Override: “Fija la tensión de salida en régimen permanente igual a la tensión de alimentación. Activa o desactiva la función Ahorro de energía, mantiene constante la tensión de salida después del arranque. Activando esta función el ASTAT Plus genera un menor contenido de armónicos a la red”.
By-pass: “Control directo del contactor de by-pass. Esta función permite el control de un contactor externo de by-pass, evitando las pérdidas y los armónicos de la unidad”.
En relación a la primera, indica que genera menos armónicos, ¿pero suficiente como para colocar una batería sin filtros?
Y la segunda, se elimina la producción de armónicos pero requeriría de la instalación de un contactor y perdería la protección térmica que el arrancador proporciona, por lo que tendría que incorporar un relé térmico… ¿es correcto esto que estoy planteando?
Muchas gracias

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- 22 Jul 2014, 12:32 #341885

Circutor tiene un catálogo técnico que es casi un manual de cálculo. http://circutor.es/es/productos/compens ... -armonicos

Seguro que hay marcas mejores, pero yo ésta la conozco muy bien y son muy series, pioneros y líderes y catalanes (¿Eso era ser español?).

puedo dar fe de que son buenos...

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Ingeniería: Es la profesión que combina el arte y la ciencia con el fin de crear soluciones o alternativas para mejorar una situación.

- 22 Jul 2014, 14:14 #341896

Muchas gracias a todos,
El manual del arrancador no indica la producción de armónicos del equipo. Las baterías que incorporan filtros suponen un coste bastante más alto y aún así el tema de la resonancia me da un poco de miedo. Revisando el manual del arrancador he encontrado dos funciones que quizás puedan reducir la polución armónica y evitar el uso de filtros. Son las siguientes:
Override: “Fija la tensión de salida en régimen permanente igual a la tensión de alimentación. Activa o desactiva la función Ahorro de energía, mantiene constante la tensión de salida después del arranque. Activando esta función el ASTAT Plus genera un menor contenido de armónicos a la red”.
By-pass: “Control directo del contactor de by-pass. Esta función permite el control de un contactor externo de by-pass, evitando las pérdidas y los armónicos de la unidad”.
En relación a la primera, indica que genera menos armónicos, ¿pero suficiente como para colocar una batería sin filtros?
Y la segunda, se elimina la producción de armónicos pero requeriría de la instalación de un contactor y perdería la protección térmica que el arrancador proporciona, por lo que tendría que incorporar un relé térmico… ¿es correcto esto que estoy planteando?
Muchas gracias

Yo pondría el contactor de by-pass siempre, pero no por los armónicos, sino para prolongar la vida util del arrancador. No tendrías que añadir ninguna protección mas, ya que el contactor estaría aguas abajo de la misma protección que el arrancador.

Por otro lado, entiendo que el arrancador pueda generar armónicos en el arranque, pero una vez realizado el ciclo de arranque la electrónica es un cable.

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- 23 Jul 2014, 12:35 #341960

Muchas gracias a todos,
El manual del arrancador no indica la producción de armónicos del equipo. Las baterías que incorporan filtros suponen un coste bastante más alto y aún así el tema de la resonancia me da un poco de miedo. Revisando el manual del arrancador he encontrado dos funciones que quizás puedan reducir la polución armónica y evitar el uso de filtros. Son las siguientes:
Override: “Fija la tensión de salida en régimen permanente igual a la tensión de alimentación. Activa o desactiva la función Ahorro de energía, mantiene constante la tensión de salida después del arranque. Activando esta función el ASTAT Plus genera un menor contenido de armónicos a la red”.
By-pass: “Control directo del contactor de by-pass. Esta función permite el control de un contactor externo de by-pass, evitando las pérdidas y los armónicos de la unidad”.
En relación a la primera, indica que genera menos armónicos, ¿pero suficiente como para colocar una batería sin filtros?
Y la segunda, se elimina la producción de armónicos pero requeriría de la instalación de un contactor y perdería la protección térmica que el arrancador proporciona, por lo que tendría que incorporar un relé térmico… ¿es correcto esto que estoy planteando?
Muchas gracias

Normalmente todos los arrancadores estáticos llevan integrado el contactor de bypass en el propio equipo (ver: altistart de schneider, SMC de rockwell, etc) y cuando terminan la rampa de arranque los armonicos que producen son cero. Se convierten en un cable como dice Xabielec.

Por tanto para calcular los armonicos en una instalacion los arrancadores no se tienen nunca en cuenta, no son fuente de armonicos salvo en el arranque, como el arranque dura segundos no pasa nada.

Dicho esto:

Este modelo "astat plus" no tiene bypass. Esto no es lo habitual. Cuando finaliza el arranque la corriente sigue pasando por los tiristores, disipando calor, etc. En mi humilde opinión es un diseño sin sentido. Lo unico que se me ocurre es que lo hayan quitado para ahorrar costes, o por si alguien quiere poder quitar la electronica pero seguir arrancando el motor en directo con el bypass.

Segun el manual, este arrancador tiene ademas la funcion de "ahorro de energia" que (copio) "ajusta el voltaje del motor al factor de potencia". Interpreto que significa que, a diferencia de un arrancador normal, este puede quedarse de forma permanente cortando la tensión (y generando armonicos)

Muy mal por parte del fabricante no explicar mas en el manual esta función de "ahorro de energía", ni de indicar el THD que producirá si se activa. Y tambien muy mal el decir que en regimen permanente "genera contenido de armonicos" y no dar el THD.

Esta funcion viene explicada en la pagina 19 del brochure que esta aqui:
http://www.eliranga.lt/senas/Katalogai/ ... STPlus.pdf

De los graficos de esa pagina parece ser que al activar esta funcion, el arrancador pasa a ajustar la tension de salida para que el cos(fi) del motor sea siempre el de plena carga.

Ahora bien, si activas esta función, ya no podrás hacer compensación fija de fdp, porque energía reactiva que consume el motor ya no es fija; pasa a depender de la carga, ya que el arrancador meterá menos tensión a menos carga. Si metes botes fijos de condensadores calculados para plena carga, y las bombas no estan todo el rato al 100%, terminarás con una instalación capacitiva. Debes ir a compensación automática.
Para 55 kW, es matar moscas a cañonazos.

En mi opinión esa opcion de ahorro de energía debería quedar desactivada siempre (con el override) La unica energia que se ahorra es el pequeñisimo extra que se disipa en el cable desde el arrancador al motor... y a cambio, generas armónicos, generas calor en el arrancador, y pierdes la opcion de hacer compensacion fija.

El contenido de armonicos con el override activado, lo mas normal es que sea despreciable, pero como el fabricante no nos lo dice, no se puede saber.

Si tienes la instalación en marcha y no tienes otras fuentes de armonicos, para quedarte tranquilo podrias probar tú mismo a medir el THD. Si es menos del 1-2% olvidate de hacer nada mas. Muy probablemente con la funcion de override activada el contenido de armonicos sea cercano a cero.

Yo personalmente quitaria el "ahorro de energia", asumiría que no hay armonicos y me olvidaría de filtros en esta instalación.

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- 24 Jul 2014, 21:30 #342028

La verdad que los datos que el fabricante proporciona son más bien escasos y no explica con mucho detalle las funciones que incorpora. Por si tenéis curiosidad os dejo el enlace del manual:
http://www.gepowercontrols.com/es/resou ... n_V2005.pd
Tenéis toda la razón en cuanto a que el contenido en armónicos una vez transcurrida la fase de arranque no puede ser muy elevado, al menos desactivando la función “ahorro de energía”. De qué cuantía es el ahorro obtenido es una incógnita, no contiene esta información el manual (o al menos no la he encontrado), y de lo que sí estoy seguro es que genera armónicos al realizar ese ajuste de tensión al que hacen referencia.
Podría activar la función “override”. En este caso podría asimilarse a un cable y por lo tanto creo que libre de armónicos al no actuar sobre la forma de la onda de tensión, aunque como bien habéis indicado tendría unas pérdidas en el arrancador y una posible reducción de su vida útil. Además, ¿Cuándo se activa la función override? Lo ideal sería que la batería de condensadores entrase cuando esta función se encontrase activa. El manual no indica el momento de activación de la misma asique, supongo que lo esté cuando el motor trabaje en régimen permanente, fuera de las etapas de arranque y paro, pero esto no deja de ser una suposición y además si no me equivoco no tendría forma de asociar una salida del arrancador a esta función y emplearla para el control de la batería de condensadores....
Para curarme en salud, casi que optaría por activar la función “bypass”. Supuestamente estaría activa cuando el motor trabaje en régimen permanente y, en este caso, sí que le podría asociar una salida del arrancador cuya misión sería la de controlar un contactor de bypass (ahora sí que con toda seguridad desparecerían los armónicos). La batería de condensadores permanecería conectada exclusivamente cuando lo esté el contactor de bypass. En este caso con una batería estándar sería suficiente, aunque una reforzada en tensión tampoco supone un coste mucho mayor.
Quizás lo esté liando todo un poco…. ¿qué pensáis vosotros?
Muchas gracias

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- 25 Jul 2014, 09:28 #342043

Algo sencillo puede ser un temporizador a la conexión. Dado que conoces la rampa de arranque que vas a fijar en el arrancador sabes en que momento la bomba estará trabajando en régimen, por lo que puedes fijar en el temporizador ese margen y activar, con él, la batería de condensadores.

Con las señales de marcha y paro del arrancador tendrás el gobierno del temporizador

De todas formas creo que una batería automática ajustará los escalones a la potencia reactiva, por lo que no te haría falta el temporizador, cuando generes la reactiva la propia batería ajustará.



Un saludo.

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No es que esté gordito ... es que tengo los huesos densos
No bailo mal ... soy el precursor del baile abstracto