Procedimiento para equilibrar las intensidades de líneas trifásicas de tres y cuatro hilos y corregir simultáneamente el factor de potencia de su carga.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para equilibrar las intensidades de líneas trifásicas de tres y cuatro hilos y corregir simultáneamente el factor de potencia de su carga, consiguiendo el mínimo de pérdidas posible.
Antecedentes de la invención
El procedimiento utilizado actualmente para disminuir las pérdidas de energía en el sistema eléctrico consiste exclusivamente en la corrección del factor de potencia de los receptores, también llamado de compensación de la energía reactiva.
Este método no asegura en todos los casos la disminución de dichas pérdidas. Efectivamente, las mínimas pérdidas se consiguen corrigiendo el factor de potencia y simultáneamente equilibrando las intensidades en las fases, aumentando el rendimiento de las instalaciones, cosa que no consigue el procedimiento de compensación de energía reactiva utilizado actualmente.
Descripción de la invención
El procedimiento de la invención sirve de una manera óptima para corregir el factor de potencia e igualar las intensidades en líneas trifásicas de tres y cuatro hilos, independientemente de la carga, minimizando las pérdidas, sin afectar al funcionamiento de los receptores y sin provocar distorsión en las ondas de tensión e intensidad en ninguna parte del sistema.
De acuerdo con la invención, el procedimiento comprende las siguientes etapas:
- obtención del valor de los fasores de las intensidades de las tres fases, ya sea mediante medición directa en cada fase o, alternativamente, midiendo estos valores en dos de las fases y obteniendo el tercer valor por medio de microprocesadores que sumen los opuestos de los valores de los dos fasores medidos.
- únicamente en caso de receptores trifásicos de cuatro hilos, obtener el valor del fasor de intensidad del neutro, ya sea mediante medición directa o, alternativamente, mediante microprocesador de cálculo de su valor, equivalente al opuesto de la suma de los fasores de las tres líneas.
- únicamente en el caso de receptores trifásicos de cuatro hilos, determinar mediante cálculo, por medio de microprocesadores, el valor de los reactancias que, conectadas entre dos fases y el neutro, anulan la intensidad por el neutro.
- determinar mediante cálculo, por medio de microprocesadores, el valor de las tres de reactancias que, conectadas en estrella, equilibran las intensidades de fase y simultáneamente corrigen el factor de potencia hasta la unidad o el valor que se desee. Alternativamente se puede calcular el valor de tres reactancias que, conectadas en triángulo a las fases, realizan el mismo efecto. La relación entre las reactancias en estos dos casos es la de transformación estrella-triángulo.
- aplicar las reactancias de valores hallados mediante su conexión por la acción de un autómata programable. Las reactancias se disponen preferentemente en baterías escalonadas para facilitar la conexión escalonada y ajustada al valor de cálculo.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra un esquema de aplicación del procedimiento de la invención para cargas trifásicas sin neutro.
La figura 2 muestra un esquema de aplicación de procedimiento de la invención para cargas trifásicas de cuatro hilos.
Descripción de una realización práctica de la invención
El procedimiento de la invención comprende las etapas de:
- medir los fasores de intensidad de las tres fases mediante aparatos 1 al efecto, consistentes en voltímetros, vatímetros y varímetros; vatímetros, amperímetros y voltímetros; varímetros, amperímetros y voltímetros; por medio de amperímetros únicamente; por medio de analizadores de red; o por cualquier método equivalente.
Si el receptor 2 es trifásico de cuatro hilos, como se ve en la figura 2, hay que medir el fasor de intensidad del neutro mediante aparatos 3 al efecto, análogamente al paso anterior.
Igualmente, si el receptor 2 es trifásico de cuatro hilos, un microprocesador 3a determina el valor, en función del valor del fasor de intensidad del neutro, de dos reactancias que, conectadas entre dos fases y el neutro, anulan la intensidad por el neutro.
A continuación, y en función de los valores de los fasores de intensidad obtenidos en el primer paso, el microprocesador 3a calcula el valor de tres reactancias que, conectadas en estrella, equilibran las tres intensidades de fase y simultáneamente ajustan el factor de potencia. O alternativamente, el valor de tres reactancias que se conectan con las fases en triángulo con el mismo fin.
A continuación, un autómata programable 4 actúa sobre una batería de reactancias 5 escalonada, aplicando entre las fases las reactancias de los valores hallados y tipo de conexión adecuado y también, en caso de carga trifásica de cuatro hilos, actúa sobre otra batería 6 de reactancias para conectar entre dos fases y neutro la reactancia de valor calculado para anular la intensidad por el neutro. En general, si las dos fases escogidas son arbitrarias, éstas dos reactancias pueden ser inductivas o capacitivas, pero si el microprocesador selecciona las fases a las que se aplican las reactancias, pueden ser sólo inductivas o sólo capacitivas.
De este modo, en ambos casos, se conseguirá alimentar la carga 2 desequilibrada compensando el factor de potencia y equilibrando la intensidad de las tres fases simultáneamente, disminuyendo las pérdidas.
