Las cargas inductivas en un sistema de potencia requieren para magnetizarse, corriente reactiva, tomándola de forma directa del sistema, estas cargas por lo general son motores y transformadores.
Cuando ello ocurre el sistema pierde capacidad de transmitir potencia activa. Por esta razón para compensar este efecto se colocan unidades de compensación reactiva en diferentes puntos del sistema. Teniendo compensación individual, local o global.
Un sistema de compensación reactiva, reduce la facturación, mejora el perfil de tensiones, incrementa la disponibilidad de la potencia en los transformadores y provee la potencia reactiva demandada por las carga en el sistema eléctrico.
Sin embargo la existencia de cargas generadoras de armónicos hace que las unidades de compensación reactiva tengan en su vida útil dos riesgos de importancia: El fenómeno de amplificación armónica y el fenómeno de resonancia.
El fenómeno de amplificación armónica
Esto se da cuando existe interacción entre los órdenes armónicos presentes y las unidades de capacitores. Debido a la naturaleza de la impedancia del capacitor, que disminuye a medida que se incrementa el orden armónico que pasa por él. Su efecto sobre el sistema de compensación reactiva es el deterioro prematuro de las unidades de capacitivas. (El sistema de compensación reactiva podría presentar fallas al tercer mes de operación).
El fenómeno de resonancia
Esto se da cuando la reactancia capacitiva (representada por el banco de compensación reactiva) y la reactancia inductiva (representada por el transformador en cuyo lado de BT se encuentra el banco de compensación reactiva) se igualan para un determinado valor de frecuencia (llamada frecuencia de resonancia). Este fenómeno es altamente destructivo, pudiendo en operación e incluso durante la energización producirse. Esto no afectaría solo a las unidades de compensación sino también a la subestación completa.
El diseño adecuado de un sistema de compensación reactiva involucra un nivel de análisis que permita tener un sistema confiable, seguro y efectivo.
En tal sentido deben contemplarse diferentes aspectos como son: el nivel de contaminación armónica del sistema, la probabilidad de resonancia, su respuesta frente a las variaciones de tensión, niveles de ventilación y el dimensionamiento adecuado de sus componentes.
En un sistema proyectado
En un sistema proyectado, deben modelarse las cargas con los parámetros indicados en las fichas técnicas de los equipos, para lo cual se utiliza un software de simulación de sistemas de potencia. El análisis consiste en la determinación de los pasos y dimensionamiento de las reactancias antiresonantes de acuerdo a los escenarios de funcionamiento del sistema.
En un sistema existente
Se debe realizar mediciones en el punto donde se instalará el sistema de compensación, obteniendo la magnitud de los armónicos, las variaciones de tensión y el diagrama de carga del sistema. Con esta información se define la cantidad de pasos, el dimensionamiento de las reactancias y los componentes.
En ambos casos es importante conocer el valor de la potencia de cortocircuito en el punto de diseño del sistema.
