P: ¿Cómo se define, calcula y optimiza Q para las pruebas de campo?
A: Q=X_L / R=energía almacenada/energía disipada × 2π. Determina la amplificación de voltaje y el ahorro de energía de entrada.
Componentes de la resistencia total R:
• Cobre del reactor: 40–60%. Pérdidas básicas: 15-25%. Resistencia del plomo: 5–10%.
• Carga dieléctrica (tanδ): 10–25%. Corona/PD: 0-5%.
Valores Q típicos por carga:
|
Tipo de carga |
Capacidad |
Q típica |
|
Transformador de potencia |
5–20 nF |
30–60 |
|
SIG/subestación |
1–50 nF |
40–100 |
|
Cable de media tensión (< 1 km) |
0.1–0.5 μF |
30–50 |
|
HV cable (>5 kilómetros) |
1–5 μF |
15–30 |
|
Estator del generador |
0.5–5 μF |
20–50 |
|
banco de condensadores |
10–100 μF |
10–20 |
Q frente a potencia de entrada (para salida de 500 kVA):
Q=10 → 50 kW (diésel grande)|Q=30 → 16,7 kW (generación media)
Q=50 → 10 kW (generación pequeña)|Q=80 → 6,25 kW (red)|Q=100 → 5 kW (red)
Factores que afectan a Q:
• Reactor: mayor espacio de aire → menor Q. Utilice acero de grano-orientado. Hilo Litz > 200 Hz.
• Frecuencia: mayor f → menor Q (efecto piel).
• Carga: mayor C → menor Q. Tensión: mayor V → menor Q (pérdida de corona).
Estimación de campo: Q_est ≈ 1/(tanδ_specimen + tanδ_reactor).
Si tanδ_specimen=0.005 y tanδ_reactor=0.02 → Q ≈ 40.
⚠ Siempre suponga Q 20% menor que el nominal para el tamaño del generador.