Un banco de condensadores en una subestación eléctrica es un conjunto de capacitores conectados en serie o en paralelo, diseñado para mejorar la eficiencia y el rendimiento del sistema eléctrico mediante la compensación de potencia reactiva. Su función principal es mejorar el factor de potencia, reducir las pérdidas de energía y estabilizar el voltaje del sistema.
Importancia de las Pruebas
Las pruebas y el mantenimiento de los bancos de condensadores son cruciales para:
- Garantizar la Operación Segura: Detectar problemas antes de que causen fallos mayores.
- Asegurar la Eficiencia del Sistema: Mantener el rendimiento óptimo del sistema eléctrico.
- Prolongar la Vida Útil del Equipo: Prevenir daños y reducir la necesidad de reemplazos frecuentes.
- Cumplimiento Normativo: Asegurar que el equipo cumpla con las normativas y estándares aplicables.
Procedimientos de Prueba
Comprobaciones Mecánicas Generales e Inspección Visual
| Paso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Verificar el ensamblaje mecánico | Asegúrate de que todas las unidades de condensadores estén correctamente ensambladas y que las distancias de separación cumplan con el código eléctrico. | Garantizar la integridad estructural y el cumplimiento normativo. |
| Inspeccionar conexiones eléctricas | Asegúrate de que todas las conexiones eléctricas estén bien instaladas y apretadas. Verifica también las conexiones de los fusibles individuales. | Prevenir fallos eléctricos debido a conexiones sueltas. |
| Limpieza de componentes | Limpia todos los aisladores, fusibles y boquillas para evitar posibles riesgos de arco eléctrico debido a superficies sucias. | Mantener la funcionalidad y seguridad del equipo. |
| Revisión de daños físicos | Inspecciona los condensadores en busca de daños físicos, fugas de aceite, hinchazones o deformaciones. | Detectar y reparar daños antes de que causen fallos operativos. |
Prueba de Resistencia de Aislamiento
| Paso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Utilizar un megóhmetro | Mide la resistencia de aislamiento entre los terminales y la carcasa del condensador. | Evaluar la integridad del aislamiento y prevenir descargas eléctricas. |
| Conexión | Realiza las mediciones en las fases R, S y T. | Asegurar la correcta distribución de la medición en todas las fases. |
| Interpretación de resultados | La resistencia de aislamiento debe cumplir con los valores mínimos especificados por el fabricante. | Garantizar la seguridad y el correcto funcionamiento del condensador. |
Medición de Inductancia para el Reactor de Sintonización
¿Qué es un Reactor de Sintonización?
Un reactor de sintonización es una bobina de inductancia conectada en serie con un banco de capacitores para formar un circuito resonante. Se utiliza para filtrar armónicos, mejorar el factor de potencia y proteger los equipos eléctricos contra sobretensiones y corrientes armónicas no deseadas.
| Paso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Utilizar un medidor de inductancia | Verifica los valores del reactor de sintonización. | Asegurar que el reactor funcione dentro de los parámetros especificados. |
| Conexión | Realiza las mediciones en las fases R, S y T. | Evaluar el rendimiento en todas las fases. |
| Repetición | Repite la medición para las fases S y T. | Confirmar la consistencia de los resultados. |
Medición del Factor de Disipación (tan δ)
| Paso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Utilizar un medidor de factor de disipación | Mide las pérdidas dieléctricas del condensador. | Evaluar la eficiencia del dieléctrico y la condición del aislamiento. |
| Conexión | Realiza las mediciones en las fases R, S y T. | Garantizar una evaluación completa de todas las fases. |
| Repetición | Repite la medición para las fases S y T. | Verificar la precisión de las mediciones. |
Medición de Resistencia Interna y Capacitancia
| Paso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Utilizar un medidor de capacitancia | Mide la capacitancia y resistencia interna de cada condensador y del banco de condensadores completo. | Determinar la capacidad de almacenamiento y la resistencia interna del banco. |
| Conexión | Realiza las mediciones en las fases R, S y T. | Asegurar la precisión de la medición en todas las fases. |
| Medición de resistores externos | Si es aplicable, mide los resistores externos para cada banco de condensadores. | Confirmar la funcionalidad y el estado de los resistores externos. |
Medición del Desequilibrio del Neutro durante la Prueba en Carga
| Paso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Medir el desequilibrio del neutro | Mide mientras el banco de condensadores está en carga. | Identificar desequilibrios y asegurar la estabilidad del sistema. |
| Conexión | Realiza las mediciones en las fases R, S y T. | Evaluar el rendimiento en todas las fases. |
| Interpretación de resultados | La corriente de desequilibrio del neutro debe ser igual a cero. | Asegurar un funcionamiento equilibrado del banco de condensadores. |
Prueba de Corriente de Desequilibrio del Neutro
| Paso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Utilizar relés de protección | Mide la corriente de desequilibrio del neutro. | Proteger el sistema contra desequilibrios peligrosos. |
| Conexión del relé de protección | Relé de Protección de Corriente Desequilibrada y Relé de Voltaje Residual. | Detectar y reaccionar ante desequilibrios. |
| Requisitos | El voltaje residual en las unidades de condensadores antes de energizar no debe exceder el 10% del voltaje nominal. | Asegurar la seguridad durante la prueba en carga. |
| Resultados esperados | La corriente de desequilibrio del neutro debe ser igual a cero. | Confirmar la estabilidad operativa del banco de condensadores. |
Precauciones de Seguridad
| Paso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| Aislar el área | Usa cinta de advertencia de seguridad para delimitar el área de trabajo. | Proteger a los trabajadores y al equipo de posibles peligros. |
| Implementar etiquetado de seguridad | Coloca etiquetas de advertencia en el equipo y las áreas circundantes. | Informar y alertar sobre los riesgos presentes. |
| Mantener una distancia segura | Asegura que todos los trabajadores mantengan una distancia segura del dispositivo que se está probando. | Prevenir accidentes y exposiciones peligrosas. |
| Uso de EPP | Asegúrate de que todos los trabajadores utilicen el equipo de protección personal adecuado. | Minimizar el riesgo de lesiones y exposiciones. |
| Conexión a tierra adecuada | Implementa una correcta conexión a tierra del equipo y el banco de condensadores. | Evitar descargas eléctricas y estabilizar el sistema durante las pruebas. |
Tipos de Compensación
| Tipo de Compensación | Descripción | Beneficios |
|---|---|---|
| Compensación Serie | Inserción de elementos de potencia reactiva en líneas de transmisión. | Aumento de la capacidad de transmisión, reducción del ángulo de transmisión. |
| Capacitor Serie Fijo (FSC) | Bancos de capacitores con arrestadores paralelos (varistores de óxido de metal, MOVs), espacios de chispa y un interruptor de derivación para fines de aislamiento. | |
| Compensación Paralela | Compensación de potencia reactiva empleando unidades conmutadas o controladas conectadas en paralelo a la red de transmisión. | |
| Capacitores/Reactores Conmutados Mecánicamente (MSC/MSR) | Dispositivos económicos para el control de voltaje y la estabilización de la red bajo condiciones de carga pesada. |
Diferencias en las Pruebas entre Conexión en Serie y Paralelo
| Tipo de Conexión | Características Principales | Procedimientos de Prueba Específicos |
|---|---|---|
| Serie | – Compartición del voltaje total. | – Medición de resistencia de aislamiento entre terminales de condensadores adyacentes. – Evaluación de pérdidas dieléctricas para evitar sobrecargas. – Medición de capacitancia total menor que la capacitancia individual más pequeña. – Verificación de corriente de desequilibrio para asegurar un funcionamiento equilibrado. |
| Paralelo | – Todos los condensadores operan al mismo voltaje. -Suma de capacitancias individuales. | – Medición de resistencia de aislamiento uniforme. – Evaluación de pérdidas dieléctricas uniformes. – Medición de capacitancia total como suma de capacitancias individuales. – Verificación de corriente de desequilibrio igual a cero. |
Normatividad Aplicable
| Estándar | Descripción |
|---|---|
| IEEE Std 18-2012 | Estándar para capacitores de potencia en sistemas de energía eléctrica. |
| IEEE Std 1036-2010 | Guía para la aplicación de capacitores de potencia shunt en sistemas de energía. |
| IEC 60871 | Capacitores shunt para sistemas de energía de CA por encima de 1000 V. |
| IEC 60831 | Capacitores shunt para sistemas de baja tensión. |
| NEMA CP 1-2015 | Estándar para capacitores de potencia en sistemas de energía eléctrica de CA. |
| ANSI/IEEE C37.99 | Guía para la protección de capacitores de potencia shunt. |
| NFPA 70 (National Electrical Code) | Requisitos para la instalación segura de equipos eléctricos. |
| OSHA 29 CFR 1910 Subpart S | Normas de seguridad para instalaciones eléctricas en el lugar de trabajo. |
Conclusión
El tipo de conexión (serie o paralelo) de un banco de condensadores determina cómo se deben realizar las pruebas y qué aspectos deben ser evaluados. Comprender estas diferencias es crucial para llevar a cabo pruebas precisas y garantizar la operación segura y eficiente del sistema eléctrico. El seguimiento de las instrucciones de trabajo y procedimientos de prueba asegura la correcta instalación, operación y mantenimiento de los bancos de condensadores en subestaciones eléctricas.
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