Diseño de un sistema de compensación de energía reactiva para el mejoramiento del factor de potencia en el PCC de un sistema eléctrico industrial con armónicos (2023)
En esta investigación se diseñó un sistema de compensación de energía reactiva para mejorar el factor de potencia en el Punto de Conexión Común (PCC) de un sistema eléctrico industrial (SEI) con armónicos. Este sistema de compensación se caracteriza por mitigar armónicos y reducir las pérdidas eléctricas con el menor Período de Recuperación de la Inversión (PRI). El SEI objeto de estudio presentó problemas de bajo factor de potencia, variación de tensión y armónicos por la presencia de motores operando a baja carga alimentados con variadores de velocidad. Para el diseño del sistema se propuso una metodología que incluyó la evaluación de cuatro soluciones: compensación concentrada en el PCC y distribuida en los nodos con bancos de condensadores (S1 y S2 respectivamente), así como la compensación concentrada y distribuida con filtros de armónicos (S3 y S4 respectivamente). Como resultado del estudio se pudo evidenciar que, aunque el costo de inversión de la compensación concentrada es menor que la distribuida, con la compensación distribuida se obtiene mayor reducción de pérdidas eléctricas y menor PRI. En el estudio se observó además que, aunque con S2 se obtuvo el menor PRI (0.4 años) no se recomienda en presencia de armónicos porque la vida útil de los bancos de condensadores se reduce significativamente por los efectos de los armónicos de corriente, por esta razón, se propuso como mejor solución a S4 con filtro de armónicos con un PRI de (0,6 años). Estos resultados deben de considerarse en las consultorías dirigidas a la compensación del factor de potencia en SEI con armónicos, pues generalmente se propone la compensación concentrada de banco de condensadores en el PCC por el menor costo de inversión y mayor facilidad de instalación. Sin embargo, no se evalúan las ventajas de la compensación distribuida con filtros de armónicos.