SISTEMA DE COMPENSACIÓN DE POTENCIA REACTIVA, DE ESPECIAL APLICACIÓN EN VIVIENDAS.

Sistema de compensación de potencia reactiva, de especial aplicación en viviendas.

Permite tener un control de la potencia reactiva total consumida en una vivienda o local con suministro eléctrico de baja potencia contratada (generalmente menor de 15 kW), ocupando un mínimo espacio en el interior del local y destacando fundamentalmente porque el dispositivo compensador (20) de potencia reactiva es totalmente portátil y "enchufable" a cualquier toma de corriente eléctrica compatible (monofásica o trifásica) CA del local, de manera que en función del valor de potencia reactiva que tengamos en un determinado momento, es posible actuar en consecuencia compensando y reduciendo su valor, y por tanto, mejorando el factor de potencia (cos φ).

Sistema de compensación de potencia reactiva, de especial aplicación en viviendas

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al sector de la producción, conversión y distribución de la energía eléctrica, y más concretamente a la regulación del factor de potencia, y disposiciones para ajustar, eliminar o compensar la potencia reactiva.

El objeto principal de la presente invención es un sistema de compensación de potencia reactiva, de especial aplicación en suministros eléctricos de baja potencia, tales como viviendas o pequeños comercios, mediante el cual es posible controlar y reducir el consumo de potencia reactiva del local, traduciéndose todo ello en una reducción considerable en la factura eléctrica de aquellos usuarios que actualmente pagan recargo por este concepto.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente es sabido que la energía reactiva supone un desfase entre la tensión y la corriente debida a equipos inductivos (bobinas) que se encuentran en los aparatos o dispositivos utilizados en las instalaciones eléctricas. El equipo inductivo más habitual es el motor eléctrico, que se encuentra en los compresores de las neveras, en lavadoras, ventiladores, ascensores, máquinas eléctricas de trabajo, etc. Además, existen otros equipos inductivos igualmente muy presentes en los locales, tales como transformadores (para el alumbrado) , reactancias (tubos fluorescentes) , etc.

Dicho desfase supone que, para suministrar la misma potencia útil (o potencia activa) es necesaria una mayor corriente, teniendo todo ello una serie de inconvenientes:

• Esa corriente excesiva sobrecarga las redes eléctricas, tanto del usuario como de la compañía distribuidora, haciendo que tengan menos capacidad útil.

• Se aumentan las pérdidas debidas al “efecto Joule”, ya que el cable tiene una resistencia, y a mayor corriente, mayores pérdidas por calentamiento.

• Por lo indicado en el punto anterior, se produce una caída de tensión que puede hacer que a diversos aparatos de la instalación le llegue menos tensión de la deseada.

• Menor potencia disponible: Actualmente los locales con suministros de potencia contratada de hasta 15kW tienen controlada la potencia máxima disponible por un ICP (Interruptor de Control de Potencia) . Este dispositivo limita por corriente, no por potencia, de modo que al haber más corriente circulando en la instalación, dicho ICP se dispara antes, salta antes.

Más concretamente es conocido que en las naves industriales y fábricas existen una serie de cargas de tipo inductivo (motores eléctricos, bobinados de transformadores, etc.) que consumen una energía improductiva que disminuye la potencia que le es realmente útil al usuario, y por la que, a cambio de un precio, tiene adquirido un compromiso de suministro por parte de la compañía eléctrica distribuidora. Esto obliga a la compañía eléctrica a tener que producir una intensidad de corriente en exceso capaz de proporcionar al usuario la potencia útil contratada, a la vez que éste, en virtud de dicho contrato, ha de asumir una penalización económica que compense a la compañía eléctrica. Esta pérdida de eficiencia en el suministro se manifiesta a través de una desviación del factor de potencia alejándose del valor ideal (cos < " 1) .

En la actualidad, una técnica empleada para compensar la potencia reactiva inductiva consiste en producir potencia reactiva capacitiva mediante la instalación de una “batería de condensadores”. Las capacidades de dichas baterías de condensadores dependerá de la capacidad nominal de cada condensador y del número de condensadores de que dispongan, para el rango de variación de potencia inductiva que tengamos instalada; no obstante cuantos más condensadores existan mayor será el coste.

El problema técnico que aquí se plantea es que actualmente las técnicas de compensación de potencia reactiva están principalmente orientadas a grandes locales, fábricas o naves industriales con un suministro eléctrico de elevada potencia contratada (generalmente >15kW) , basándose siempre dichas compensaciones en el empleo de grandes baterías de condensadores, las cuales ocupan un espacio útil importante, presentan una instalación totalmente fija y situada siempre al lado del cuadro principal del local en cuestión, y están destinadas únicamente a instalaciones de corriente trifásica.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Mediante la presente invención se solucionan los inconvenientes anteriormente citados, proporcionando un sistema de compensación de potencia reactiva, de especial aplicación en viviendas, talleres, pequeños comercios, o locales varios que dispongan de un suministro eléctrico de baja potencia contratada (generalmente menos de 15 kW) mediante el cual es posible tener un control de la potencia reactiva total consumida en un local, ocupando un mínimo espacio en el interior del mismo, y cuyo elemento compensador de potencia reactiva es totalmente portátil y “enchufable” a cualquier toma de corriente eléctrica compatible del local, (refiriéndose el término compatible a corrientes monofásicas o trifásicas) , de manera que dicho elemento compensador de reactiva puede ser ubicado en distintos lugares del local donde se disponga de espacio, y donde no suponga ninguna molestia para los usuarios.

Mediante el sistema de compensación de la presente invención se consigue mejorar el factor de potencia, reduciendo las pérdidas anteriormente citadas, tanto para el cliente como para el sistema eléctrico, reduciendo la factura eléctrica de los usuarios en caso de que se facturen los excesos de reactiva, reduciéndose además los costes de instalación, reparación y mantenimiento dado su carácter “enchufable”.

Más concretamente, el sistema de compensación de potencia reactiva comprende:

- un dispositivo medidor eléctrico de corriente y tensión, conectado a un punto común del local (por el que pase toda la energía) , preferentemente el cuadro eléctrico principal, mediante el cual es posible conocer en todo momento la cantidad total de potencia reactiva consumida en todo el local, y en función de dicha cantidad obtener el valor del factor de potencia "cos <" existente,

- un dispositivo compensador portátil de reducidas dimensiones, asociado al dispositivo medidor de corriente, destinado a enchufarse en una toma eléctrica de corriente alterna cualquiera del local, y en cuyo interior dispone de un circuito eléctrico comprendido a su vez por al menos un contactor (o interruptor) y al menos un condensador, estando dicho circuito eléctrico adaptado para realizar la compensación de potencia reactiva tras recibir una orden de activación por parte del dispositivo medidor de corriente, cuando éste último detecta que el valor del factor de potencia ha descendido por debajo de un determinado umbral, por ejemplo 0, 92, preestablecido por un profesional cualificado, en función de los parámetros de cada local, generalmente teniendo en cuenta los valores de energía activa, energía reactiva, potencia máxima disponible del local, y capacidad del propio condensador.

- unos medios de conexión emisor/receptor entre el dispositivo medidor y el dispositivo compensador que permiten la comunicación entre ambos, siendo preferentemente unos medios de comunicación inalámbricos por radiofrecuencia RF.

Así, el dispositivo medidor está constantemente tomando medidas de corriente y tensión, calculando el desfase entre ellos, obteniendo la potencia reactiva y el factor de potencia "cos <" resultante, de modo que en cuanto no sea necesaria la compensación (porque el factor de potencia se ha recuperado y ha subido a un valor aceptable) , envía una orden al dispositivo compensador para que se desconecte abriendo su contactor.

De acuerdo con una realización preferente de la invención, dicho dispositivo medidor se encuentra instalado en el cuadro eléctrico principal del local, tratándose preferentemente de un elemento con formato similar a “carril DIN” para facilitar su integración en el cuadro eléctrico, si hay espacio disponible, si bien podría tratarse también de una pinza amperimétrica con toma de tensión.

Por otra parte, se ha previsto que los medios de conexión entre el dispositivo medidor y el dispositivo compensador puedan consistir en comunicaciones PLC (Power Line Communications) , aprovechando así el propio cable de la instalación eléctrica; o bien puedan consistir en conexión directa mediante un cable adicional “dedicado”, para aquellos casos en los que fuese necesario o adecuado que los dispositivos medidor y compensador estuviesen instalados...

1. Sistema de compensación (1) de potencia reactiva, de especial aplicación en viviendas, caracterizado porque comprende:

-un dispositivo medidor (10) eléctrico de corriente y tensión, conectado en un punto común de la instalación eléctrica del local, mediante el cual es posible conocer en todo momento la cantidad total de potencia reactiva consumida en el local, y en función de dicha cantidad obtener el valor del factor de potencia "cos <" existente,

- un dispositivo compensador (20) portátil, asociado al dispositivo medidor (10) , destinado a enchufarse en una toma eléctrica de corriente alterna, y en cuyo interior dispone de un circuito eléctrico (21) comprendido a su vez por al menos un contactor (22) y al menos un condensador (23) , estando adaptado dicho circuito eléctrico (21) para realizar la compensación y reducción de la potencia reactiva consumida, tras recibir una orden de activación por parte del dispositivo medidor (10) de corriente, cuando éste último detecta que el valor del factor de potencia ha descendido por debajo de un determinado umbral preestablecido, y

-unos medios de conexión (30) emisor/receptor entre el dispositivo medidor (10) y el dispositivo compensador (20) que permiten la comunicación entre ambos.

2. Sistema de compensación (1) de potencia reactiva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de conexión (30) entre el dispositivo medidor (10) y el dispositivo compensador (20) , comprenden unos medios de comunicación inalámbrica por radiofrecuencia RF.

3. Sistema de compensación (1) de potencia reactiva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de conexión (30) comprenden comunicaciones por cable eléctrico PLC, “Power Line Communications”.

4. Sistema de compensación (1) de potencia reactiva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo medidor (10) es un elemento con formato similar a “carril DIN” para facilitar su integración en el cuadro eléctrico principal del local.

5. Sistema de compensación (1) de potencia reactiva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo medidor (10) es una pinza amperimétrica con toma de tensión.