“Análisis de las perturbaciones armónicas en la compensación reactiva proyectada para determinar el diseño óptimo de los componentes del banco de condensadores para el alimentador A1611 de 22.9kV de la SET Paita Industrial”

Abstract

Esta investigación evalúa las perturbaciones armónicas originadas por la compensación reactiva proyectada en el alimentador A1611 de 22.9 kV de la Subestación Eléctrica Paita Industrial, operada por Enosa en la región Piura. El objetivo principal fue determinar el diseño óptimo de los componentes del banco de condensadores (6 MVAR, 22.9 kV), garantizando eficiencia operativa, seguridad eléctrica y cumplimiento normativo según IEEE Std. 519-1992.

El crecimiento de cargas no lineales en el entorno industrial genera armónicos que distorsionan la onda eléctrica, degradando la calidad de energía y ocasionando pérdidas. En este contexto, se realizaron estudios de flujo de carga armónica, cortocircuito, evaluación de impedancia y simulaciones en DIgSILENT Power Factory. Se identificó que, sin tratamiento, el banco de condensadores podría inducir resonancia y amplificación de armónicos dominantes (5.o y 7.o).

Para mitigar este riesgo, se diseñó un filtro de armónicos desintonizado. Las simulaciones validaron su eficacia, asegurando el cumplimiento de límites de distorsión armónica total (THD) y por orden individual, y confirmando su compatibilidad con la red de distribución.

Se recomienda implementar monitoreo armónico permanente y replicar esta metodología en otras instalaciones con alta presencia de cargas electrónicas.

This research evaluates the harmonic disturbances caused by the projected reactive power compensation in the A1611 feeder (22.9 kV) of the Paita Industrial Electrical Substation, operated by Enosa in the Piura region. The main objective was to determine the optimal design of the capacitor bank components (6 MVAR, 22.9 kV), ensuring operational efficiency, electrical safety, and regulatory compliance with IEEE Std. 519-1992.

The growing presence of nonlinear loads in industrial environments generates harmonics that distort voltage and current waveforms, degrading power quality

and increasing energy losses. In this context, harmonic load flow studies, short- circuit analysis, impedance evaluation, and simulations using DIgSILENT

Power Factory were conducted. It was identified that, without proper treatment, the installation of the capacitor bank could lead to resonance and amplification of dominant harmonics (5th and 7th).

To mitigate this, a detuned harmonic filter was designed. Simulations validated its effectiveness, confirming compliance with limits for total harmonic distortion (THD) and individual harmonic orders, and ensuring compatibility with the 22.9 kV distribution grid.

It is recommended to implement permanent harmonic monitoring and to replicate this methodology in other facilities with a high presence of nonlinear electronic loads.