Banco de Capcitores en las Industrias

Los bancos de capacitores son agrupamientos de unidades montadas sobre bastidores metálicos, que se instalan en un punto de la red de MT(en subestaciones o en alimentadores de distribución) con el objeto de suministrar potencia reactiva y regular la tensión del sistema.

El diseño de los bancos de los bancos debe atender a los siguientes criterios:

• Lograr la potencia reactiva deseada en un punto del sistema, dividiendo este valor en una determinada cantidad de capacitares monofásicos de una potencia unitaria normalizada.
• Conectar las unidades en una conexión definida generalmente en estrella o doble estrella con neutro flotante. De este modo normalmente los capacitares tienen una tensión nominal igual a la tensión final de fase del sistema.
• Efectuar el conexionado de modo tal que permita el uso de un esquema de protección seguro, sencillo y económico.
• Si fuera conveniente, dividir la potencia total del banco en escalones, de modo de insertarlos progresivamente en función de las necesidades de potencia reactiva del sistema en cada momento.
• Instalar el banco en un sitio que satisfaga condiciones de seguridad, comodidad, facilidad para su operación, control y mantenimiento y que este protegido contra intervenciones no autorizadas o vandalismo.

Además de las unidades capacitivas (con o sin fusibles internos), los bancos pueden incluir elementos de protección, maniobra y control tales como seccionadores fusibles, llaves de maniobra en vacío o en aceite, sistemas de protección por desequilibrio, controladores automáticos, reactancias de inserción, etc.

Los bancos de capacitores se pueden clasificar en:

Bancos de capacitores para montaje a nivel

Son bancos para instalación al nivel del piso y se emplean principalmente en redes de distribución, aunque también tienen aplicación en la compensación de Estaciones Transformadoras de mediana potencia. Esta forma constructiva permite tanto el empleo de capacitores con fusibles internos como unidades convencionales con fusibles externos del tipo de expulsión.

Como el montaje se ejecuta a nivel del piso, es necesario colocar un cerco perimetral en el recinto donde se encuentra el banco o bien disponer de una estructura de elevacion, de modo que las partes vivas queden a mas de 2.50m de altura.

Para la industria petrolera estos bancos pueden suministrarse sobre patines (bancos tipo trineo).

Bancos de capacitores para montaje a nivel "Box"

Son bancos compactos, que aprovechan las ventajas de los capacitores con fusibles interiores, formando configuraciones en doble estrella con neutro flotante, que permiten el empleo de un sistema de protección por desequilibrio de corriente. Esta forma constructiva también es posible mediante el empleo de capacitores convencionales con fusible de expulsión externo.

Se emplean en Estaciones transformadoras (ET) de rebaje de AT a MT estando generalmente conectados a las barras principales de salida de la ET, las cuales por poseer una potencia de cortocircuito considerable, requiere que los bancos y sus dispositivos de maniobra estén dimensionados para poder soportar las corrientes de falla en ese punto.

Como el montaje se ejecuta a nivel del piso, es necesario colocar un cerco perimetral en el recinto donde se encuentra el banco o bien disponer de una estructura de elevación, de modo que las partes vivas queden a mas de 2.50m de altura.

Las potencias de estos bancos arranca aproximadamente desde los 2000 kVAr y no tienen un limite superior definido, pudiéndose por ejemplo agrupar sin inconveniente 36 o mas capacitores de 400 kVAr formando de este modo bancos de 14.4 MVAr o aun mayores, en tensiones que van desde los 2.3 hasta los 36kV.

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Bancos de capacitores en Torre para Alta Tensión.

Son bancos formados en cada fase por grupos de capacitores en paralelo y estos a su vez conectados en serie hasta lograr la tensión de fase deseada, formando configuraciones en doble estrella con neutro flotante, simple estrella con neutro rígido, o estrella con conexión puente en cada fase que permiten el empleo de sistemas de protección por desequilibrio de corrientes de distintos tipos. Esta forma constructiva también es posible mediante el empleo de capacitores convencionales con fusible de expulsión externo, o capacitores con fusibles interiores.

Se emplean en las grandes Estaciones transformadoras (ET) de AT estando generalmente conectados a las barras principales de la menor de las tensiones de AT, donde el principal objetivo es la inyección de una gran cantidad de potencia reactiva. En general el lugar de instalación, posee una alta potencia de cortocircuito, requiriendo que los bancos y sus dispositivos de maniobra estén dimensionados para poder soportar las corrientes de falla en ese punto.

Como el montaje se ejecuta a nivel del piso, es necesario colocar un cerco perimetral en el recinto donde se encuentra el banco o bien disponer de una estructura de elevación, de modo que las partes vivas queden a mas de 2.50mts. de altura.

Las potencias de estos bancos no tienen un limite superior definido, y generalmente son objeto de un diseño especial de acuerdo al los requerimientos particulares., en tensiones que van desde los 33 hasta los 138kV o 220kV.

Bancos de capacitores para montaje a nivel

Es el banco mas empleado en redes de distribución secundarias y compensación individual en la industria petrolera a la intemperie, en interior, y en general cuando se desee recurrir a una construcción simple y económica, que a la vez evite el uso de aparatosos gabinetes o extensos cercos perimetrales. Son sumamente fáciles de instalar ya que su montaje es a nivel, y no presentan partes vivas expuestas lo que los hace sumamente seguros.

Estos bancos de MT pueden armarse por agrupamiento de una a cuatro unidades trifásicas hasta 3x2.3kV, y en disposición estrella con neutro flotante, de capacitores monofásicos de MT diseñados para la tensión de fase del sistema, hasta tensiones de 3x6.6kV, y con potencias unitarias normalizadas de 33.3, 50, 83.3, 100, 167, 200, 250, 300 y 400 kVAr, lo que permite construir bancos trifásicos de 100, 150, 250, 300, 500, 600, 750, 900 y 1200 kVAr. En general se prefiere el empleo de capacitores con fusibles interiores lo que evita la adición de costosos fusibles HHC, que por otro lado encarecerían la forma contructiva, de modo que en el mismo banco compacto quedan sintetizadas las funciones de compensación y protección.

La acometida se realiza a través de un buje prensacables apto para intemperie, siendo que el gabinete superior existe espacio suficiente para los terminales del cable de MT, con todos sus accesorios.

Bancos de capacitores en Celdas.

Estos bancos pueden ser fijos o automáticos y ejecutarse para uso interior o intemperie con el grado de protección que la instalación requiera.

Bancos Fijos: Generalmente disponen de protección externa por medio de fusibles de alta capacidad de ruptura.

Pueden emplearse para compensación individual de grandes motores de MT, o compensación fija de barras empleando fusibles divididos en varias secciones.
Bancos automáticos: En este caso se emplean generalmente para compensación centralizada de barras de MT, disponiendo de uno o varios pasos que pueden ser de potencias diferentes, que mediante una adecuada combinación, permiten distintos escalonamientos de potencia reactiva disponible. Cada paso está compuesto por los siguientes elementos:

• Fusibles de alta capacidad de ruptura, separados o incorporados en el propio equilibrio de maniobra.
• Contactores de vacío (o llaves Versavac para tensiones mayores a 7.2kV)
• Reactores de inserción (para más de un paso de compensación)
• Capacitares o banco de capacitares de MT.

Teclado Capacitivo

Los teclados mas comunes son los llamados "teclados membrana" estos estan construidos por una membrana de plastico semi rigido que cubre todo el teclado, debajo de esta hay un pedazo de carbon o algun metal, cuando una tecla es presionada, esta pieza baja y entra en contacto con un circuito impreso, lo que activa un flujo de corriente en este que luego es detectado por un microprocesador que le dice a la computadora que una tecla ha sido presionada, sin embargo una desventaje es el ser un sistema mecanico y con el paso del tiempo se desgasta eventualmente.

Pero el teclado capacitivo está construido sobre una tarjeta de circuito impreso grabada, de forma que cuando se pulsa una tecla, ésta hace presión sobre un condensador que produce una señal eléctrica que es detectada e interpretada por el chip procesador del teclado. Cada tecla está provista de un muelle, que asegura el retorno a su posición original tras una pulsación. Bajo la superficie de cada tecla se halla una pequeña placa metálica y bajo a ésta a su vez, se halla otra nueva placa metálica. Gracias a esto el desgaste queda obsoleto.

Sensor Capacitivo

Un sensor capactivo es basicamente un capacitor que puede variar los parámetros de un capacitor común y corriente: área efectiva, distancia entre placas y permitividad del dieléctrico. Al colocar un objeto frente al sensor, varía el dieléctrico del capacitor, y como resultado su capacidad varía.

Un sensor capacitivo es adecuado para el caso de querer detectar un objeto no metálico. Para objetos metálicos es más adecuado escoger un sensor inductivo.

Aplicaciones típicas
Detección de prácticamente cualquier material
Control y verificación de nivel, depósitos, tanques, cubetas
Medida de distancia
Control del bucle de entrada-salida de máquinas
Control de tensado-destensado, dilatación

Alessandro Volta y el Volt

En el año 1774, es nombrado profesor de física de la Escuela Real de Como. Justamente, un año después Volta realiza su primer invento de un aparato relacionado con la electricidad. Con dos discos metálicos, separados por un conductor húmedo, pero unidos con un circuito exterior logra, por primera vez, producir corriente eléctrica continua, se inventa el electróforo perpetuo, un dispositivo que una vez que se encuentra cargado puede transferir electricidad a otros objetos. Entre los años 1776 y 1778 se dedica a la química y descubre y aísla el gas de metano. Un año más tarde, en 1779, es nombrado profesor titular de la cátedra de física experimental en la Universidad de Pavia.

La pila voltaica consiste de treinta discos de metal, separados por paños humedecidos con agua salada.

Alessandro Volta comunica su descubrimiento de la pila a la Royal Socity londinense el 20 de Marzo de 1800. La correspondiente carta fue leída en audiencia del 29 de Junio del mismo año, y tras varias reproducciones del invento, efectuadas por los miembros de la sociedad, se le otorgó a Volta el correspondiente crédito.

En el año 1816, en el mes de septiembre, viaja a París aceptando una invitación del propio Napoleón Bonaparte, para que exponga las características de su invento, en el Instituto de Francia. El propio Bonaparte, participó con entusiasmo en las correspondientes sesiones, y exposiciones, y recomendó para Volta los máximos honores. El 2 de noviembre del mismo año, la comisión de científicos distinguidos por del Instituto de Francia para evaluar el invento de Volta emitió el informe correspondiente aseverando su validez, y recomendando para Volta la más alta distinción de la institución, la medalla de oro al mérito científico.

El 1 de mayo de 1806, Volta es elegido Caballero de la Corona de Hierro del reino de Lombardía. En 1809 es designado senador de la corte y, en 1810, se le otorga el título nobiliario de conde. Volt, la unidad de potencial eléctrico, se denomina así en honor a este portento de las ciencias. El emperador de Austria, por su parte, lo designó director de la facultad de Filosofía de la Universidad de Padua en 1815. Sus trabajos fueron publicados en cinco volúmenes en el año 1816, en Florencia. Sus últimos años de vida, los pasó en su hacienda en Camnago, cerca de Como, donde fallece el 5 de marzo de 1827.

La unidad de fuerza electromotriz del Sistema Internacional lleva el nombre de voltio en su honor desde el año 1881.

¿Como funciona una bataria para auto?

Cuando una batería está descargada está teniendo lugar un cambio electroquímico del material activo en ambos electrodos. En términos sencillos el material en el electrodo negativo se oxida y se liberan electrones por lo que se convierte en más negativo (reacción canódica). Al mismo tiempo el material en el electrodo positivo se reduce y el electrodo se convierte en más positivo (reacción catodica). Los electrones viajan entre los electrodos por un circuito exterior el cual conecta el polo positivo con el negativo. El proceso produce sulfato de plomo tanto en la placa positiva como en la negativa.
El electrolíto despide oxígeno e hidrogeno en estado gaseoso los cuales salen de la batería como deshecho liberado durante las reacciones producidas. Las reacciones dentro de una batería de plomo ácido, se pueden describir utilizando las ecuaciones siguientes. La reacción del polo positivo se muestra en la ecuación 1, la del polo negativo en la ecuación 2 y la reacción del total de la celda, en la ecuación 3: 1) ELECTRODO POSITIVO; PbO2 +3H++HSO4- + 2e- * 2H2O + PbSO4 2) ELECTRODO NEGATIVO; Pb + H2SO4 * 2PbSO4 + 2H+ + 2e- 3) REACCIÓN COMPLETA DE LA CELDA; PbO2 + Pb + H2SO4 * 2PbSO4 + 2H2O + energía El material permanece estable hasta que los electrodos son conectados eléctricamente. Cuando son conectados, los electrones fluyen del polo positivo al negativo y se da la reacción.
El voltaje generado entre los electrodos de 2V. La batería puede ser cargada con un voltaje exterior de 2.2-2,4V. Todas las ecuaciones son reversibles, pueden ir de izquierda a derecha como de derecha a izquierda. El proceso químico en las baterías OPTIMA es el mismo que el de una batería convencional de plomo ácido. Como se verá más tarde es en el diseño de la batería en lo que Óptima se diferencia. De todos modos después, cuando se comparen los dos diseños podremos ver los diferentes tipos de baterías de plomo ácido que existen.
GLOSARIO QUÍMICO: - Pb = Plomo esponjoso - PbO2=Óxido de plomo - H2SO4=Ácido sulfúrico - H=HidrógenoO=Oxígeno	- H2O=Agua - e=Electrones - PbSO4=Sulfato de plomo

Cubeta de Hielo de Faraday

Este experimento fue llevado a cabo por Michael Faraday, lo hizo con una cubeta de hielo de metal. El experimento consiste en introducir una esfera de metal al reciìente de metal, por la carga se origina la inducciòn en el recipiente, a las paredes internas se mueven las cargas opuestas a la esfera por atracciòn y hacia los bordes externos se mueven las cargas similares por repulsiòn.

Faraday comprobó con este experimento que las lineas de campo eléctrico atraviesan una superficie y que el flujo electrico de una carga dentro de un recipiente cerrado permanece constante.

Al hacer contacto la esfera con el interior con la carga de la esfera se neutraliza con la carga del borde interior del recipient

Experimento de la gota de aceite de Millikan

Millikan obtuvo la carga del electrón observando como una gota de aceite cargada caia en presencia y en ausencia de un campo eléctrico.

Millikan tomó un roseador en spray para producir pequeñas gotas de aceite dentro de la parte superior de una recámara. Algunas de las gotas pasaron a la parte inferior de la recámara atraves de un pequeño agujero donde él seguía el movimiento de una gota con un microscopio. Algunas de estas gotas tomaron uno o más electrones como resultado de la fricción del reseador y se convirtieron en cargas negativas. Una gota negativamente cargada será atraida hacia arriba cuando Millikan le añadia corriente a los platos o placas eléctricos(as).

Para ser más gráfica, la recámara del experimento estaba dividida en dos, la placa que la dividía por la mitad, que era la que contenía el agujero, estaba cargada positivamente mientras que el fondo de la recámara contaba con una placa eléctrica cargada negativamente.

Los resultados obtenidos por Millikan fueron:
La carga del electrón que es 1.602 x 10^-19 coulombs(C, unidad de carga eléctrica)

Si utilizas esta carga con el más reciente valor de masa-a-carga ratio del electrón, obtienes que la masa de un electrón es de 9.109 x 10^-31 kg; lo que claramente muestra que el electrón es una partícula subatómica.