pfc-setiembre 2015 - pfc
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7/24/2019 PFC-Setiembre 2015 - PFC
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El Especialista global en gestin energtica
Make the most of your energy
P r e s e n t a
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Soluciones para la Compensacin
de energa reactiva en redescontaminadas con armnicos
Jhames Jaco T.Setiembre 2015
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CONTENIDO
INTRODUCCIN
COMPENSACION FIJA Y AUTOMATICA
CALCULO DE LA ENERGIA REACTIVA
EJEMPLOS PRACTICOS
Clculo prctico de potencias reactivas
Ventajas de la compensacin de la energa reactiva. Dnde compensar?
Tipos de compensacin
CONCLUSIONES
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INTRODUCCIN
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Aparicin de las primeras
mquinas elctricasCorrientecontinua
Invencin del transformador
y el motor de induccinCorriente Alterna
Siglo XIX
Alumbrado pblico
Edison y J.P. Morgan Tesla y Westinghouse
Transmisin a grandesdistancias
Transformadores
Aparicin de la Potencia
Reactiva
Origen de la EnergaElctrica
Las cargas necesitan para su funcionamiento.No genera trabajo.Disminucin del rendimiento de la distribucin.Genera perdida Joule.
Banco de capacitores para
compensacin de energa reactiva
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Una Pregunta Bsica
Por qu se espera obtener de la compaa
de suministro y dentro de la planta, unaforma de onda senoidal de amplitud yfrecuencia fijas?
En general, define el funcionamiento adecuado del equipamientoaparatos y dispositivos en el Sistema adems permite el mximo
aprovechamiento de la energia.
Respuesta:
Porque la onda estndar define:
El diseo de los equipos y dispositivos(industriales, residenciales y sus controles.
Las perdidas, aislamiento y calentamientos.Los niveles de interferencia .
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Pregunta:
Por qu la energa reactiva no se consume?
Cargo por Energa Reactivaque exceda el 30% del total de la Energa Activa (ctm. S/./kVar.h)
Pliego Tarifario Mximo del Servicio Pblico de Electricidad
Fuente: OSINERGMIN-GART
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Porque compensar Energa
reactiva?
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Naturaleza de la Energa Reactiva
Energa activa
Todas las mquinas elctricas alimentadas encorriente alterna convierten la energa elctricasuministrada en trabajo mecnico y calor.Esta energa se mide en kWh y se denominaenerga activa.Los receptores que absorben nicamente estetipo de energa se denominan resistivos.
Este trasiego de energa entre los receptores y la fuente, provoca prdidas en losconductores, cadas de tensin en los mismos, y un consumo de energa suplementario
que no es aprovechable directamente por los receptores.
Energa reactivaCiertos receptores necesitan camposmagnticos para su funcionamiento (motores,transformadores...) y consumen otro tipo deenerga denominada energa reactiva.El motivo es que este tipo de cargas(denominadas inductivas) absorben energa
de la red durante la creacin de los camposmagnticos que necesitan para sufuncionamiento y la entregan durante ladestruccin de los mismos.
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Flujo de potencias en una instalacin
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El factor de potencia
El cos como representacin del rendimiento
elctrico de una instalacin
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Factor de potencia de los receptores ms
usuales
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CALCULO DE LA
ENERGIA REACTIVA
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Clculo de la energa reactiva
Clculo prctico de potencias reactivas
Ventajas de la compensacin de la energa reactiva.
Dnde compensar?
Tipos de compensacin
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Clculo prctico de potencias reactivas
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Ventajas de la compensacin de la energa
reactiva.
Aumento de la potencia disponible
Mediante la reduccin de laintensidad eficaz, se mejora elrendimiento elctrico de la
instalacin, y permite aumentarla potencia disponible en elsecundario de un transformadorMT/BT. En la siguiente tabla semuestra el aumento de potenciadisponible en funcin del cosinicial si se corrige hasta uncos= 1.
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Ventajas de la compensacin de la energa
reactiva.
Reduccin de la seccin de los conductores
Permite la reduccin de laseccin de los conductores anivel de proyecto, porque para
una misma potencia activa laintensidad resultante de lainstalacin compensada esmenor.En la siguiente tabla se observael coeficiente multiplicador dela seccin del conductor enfuncin del cos de lainstalacin.
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Ventajas de la compensacin de la energa
reactiva.
Disminucin de las prdidas
Se reducen las prdidas porefecto Joule (calentamiento) en
los conductores ytransformadores. Estas
prdidas son contabilizadascomo energa consumida(kWh) en el contador, son
proporcionales a la intensidadelevada al cuadrado.
Estas prdidas se pueden
determinar segn la siguientefrmula:
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Reduciendo las emisiones de C02
Cada kvar instalado, equivale a una reduccin de 150 grde emisiones de C02
Cuidando el medio ambiente
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Dnde compensar?
La instalacin de los Banco de Capacitores en una red elctrica
depender de los siguientes criterios:
Objetivo deseado: Supresin de penalizaciones, descarga de las
lneas, aumento de la capacidad de los transformadores, aumento
de la tensin.
Se pueden dar los siguientes tipos de compensacin de energa
reactiva:
BC AT en red de distribucion AT
BC MT, regulada o fija, para abonado MT
BC BT, regulada o fija, para abonado BTCompensacin fija para motor MT
Compensacin fija para motor BT
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Compensacin global
Ventajas:Suprime las penalizaciones por un
consumo excesivo de energa reactiva.
Ajusta la potencia aparente (S en kVA)
a la necesidad real de la instalacin.
Descarga el centro de transformacin(potencia disponible en kW).
Observaciones:La corriente reactiva (Ir) est presente
en la instalacin desde el nivel 1 hasta
los receptores.
Las prdidas por efecto Joule en los
cables no quedan disminuidas.
en las salidas BT
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Compensacin Parcial
Ventajas:Suprime las penalizaciones por un
consumo excesivo de energa reactiva.
Optimiza una parte de la instalacin, la
corriente reactiva no se transporta entre
los niveles 1 y 2.Descarga el centro de transformacin
(potencia disponible en kW).
Observaciones:La corriente reactiva (Ir) est presente
en la instalacin desde el nivel 2 hasta
los receptores.
c Las prdidas por efecto Joule en los
cables se disminuyen.
a la entrada de cada taller
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Compensacin Individual
Ventajas:Suprime las penalizaciones por un
consumo excesivo de energa reactiva.
Optimiza toda la instalacin elctrica.
La corriente reactiva Ir se abastece en el
mismo lugar de su consumo.Descarga el centro de transformacin
(potencia disponible en kW).
Observaciones:
La corriente reactiva no est presenteen los cables de la instalacin.
Las prdidas por efecto Joule en los
cables se suprimen totalmente.
en los bornes de cada receptor de tipo inductivo
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Ejemplos prcticos
Calculo de la potencia requerida.
Calculo a partir de recibos.
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Compensacin del factor de potencia
Q = Potencia reactiva inicialQc = Potencia capacitiva
Qf = Potencia reactiva finalS = Potencia aparente inicial
Sf = Potencia aparente finalP = Potencia activa
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Ejercicio N1
Se tiene una planta industrial que tiene una carga en potencia real de
600 kW. En la factura aparece un cargo "por bajo factor de potencia",e indica que ste es de 80 % atrasado promedio. Se desea instalar unbanco de capacitores para compensarlo, por algn otro motivo, hastaun valor de 97 %
Carga industrial
capacitor
Instalacin
P=600kw fp=0.8(-)
Qc=?
Fdp=0.97
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Ejercicio N2
Para mejorar El factor de potencia de una carga industrial, se
conecta en paralelo un equipo que absorbe 50kVar y seconsigue un f.d.p. de 0.96 inductivo. La potencia aparentetotal es de 350kVa.Determine el triangulo de Potencias de lacarga industrial
Carga industrial
capacitor
Instalacin
P=? Q=? S=?
Qc=-50kvar
Fdp=0.96 350kva
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Calculo de la potencia compensar
1. Determinar el cos la instalacin
A partir del recibo de compaa
Sumaremos todos los consumosde potencia activa (kWh)
Sumaremos todos los consumosde potencia reactiva (kVArh)
3. Aplicar la frmula general
2. Determinar la potencia activa media
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Ejemplo de compensacin de energa reactiva
Potencia Activa HP Potencia Activa FP Potencia Reactiva Potencia Activa TOTAL
KWH KWH KVARH KWH
enero 240 500.00 1 062 300.00 510 560.00 1 302 800.00
febrero 225 679.00 1 109 800.00 523 980.00 1 335 479.00
marzo 223 061.00 1 100 620.00 499 098.00 1 323 681.00
abril 235 690.00 1 030 790.00 498 069.00 1 266 480.00
mayo 230 640.00 1 041 640.00 470 760.00 1 272 280.00
junio 233 980.00 1 110 570.00 511 850.00 1 344 550.00
Para realizar un anlisis de compensacin se requiere los 6 ltimos recibos de la empresa.Total Numero de horas Potencia Reactiva Potencia Activa TOTAL Factor de Potencia Factor de Potencia Potencia Reactiva
dias H KVAR KW cos cos objetivo KVAR
31 24 686.24 1 751.08 0.9311 0.98 330.67
28 24 779.73 1 987.32 0.9309 0.98 376.19
31 24 670.83 1 779.14 0.9357 0.98 309.56
30 24 691.76 1 759.00 0.9306 0.98 334.58
31 24 632.74 1 710.05 0.9379 0.98 285.50
30 24 710.90 1 867.43 0.9346 0.98 331.70
PROMEDIO 0.93 0.98 328.03
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ANALISIS ECONOMICO
Pago por concepto de consumo de energia reactiva Importe
Consumo Precio Unitario S/.
enero 119 720.00 0.0350 4 190.20
febrero 123 336.30 0.0352 4 341.44
marzo 101 993.70 0.0364 3 712.57
abril 118 125.00 0.0360 4 252.50
mayo 89 076.00 0.0361 3 215.64
junio 108 485.00 0.0357 3 872.91
PROMEDIO 110 122.67 0.04 3 930.88
Precio por KVAr instalado $ 70.00
Potencia del Banco de Capacitores KVAr 330.00
Costo del Banco de Capacitores $ 23 100.00
Costo del Banco de Capacitores S/. 64 449.00
Importe promedio mensual 3 930.88
Retorno de la INVERSION (meses) 16.40
Expectativa de vida de un banco de
capacitores
15-20 aos
Existe un pagopor consumode potencia
reactiva
NTCSE queestablece quese realiza el
pago porpotencia
reactiva si se
sobrepasa el30% de la
potencia activade un cliente
regulado.
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Compensacin fija de motores asncronos ytransformadores
1. Motores asncronos
Fenmeno de autoexcitacin Clculos
En la prctica se puede aproximarcomo:
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Compensacin de motores asncronos ytransformadores
1. Transformadores de Potencia
La compensacin de energa reactiva de los transformadores debe ser lanecesaria para corregir la reactiva que aparece en su funcionamiento en vaco,que es una cantidad fija (Q0), y la reactiva que absorbe cuando se encuentra
en carga (Qcarga
).
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Compensacin de motores asncronos ytransformadores
1. Transformadores de Potencia
Formula:
En la prctica se puede aproximar
como:
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Compensacin Automtica
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Conclusiones
Favorece la eficiencia Amplia la capacidad Optimiza el diseo
Aumenta la durabilidad Mejora la calidad Ahorro econmico
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Diseo de banco de capacitores
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Consigueel mximode tu energa
Gracias!Schneider Electric Per SA
Servicio de Atencin al Cliente:LIMA : (511) 618 - 4411
PROVINCIA : 0801- 00 - 091e-mail: [email protected]
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Jhames Jaco T.Servicios Avanzados
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Soluciones para la Compensacin
de energa reactiva en redescontaminadas con armnicos
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Sesin II
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DIMENSIONAMIENTO
Banco de Capacitores
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1. Banco de Capacitores Convencional
Eleccin del capacitor acorde al nivel de tensin de la instalacin.
Acorde a la potencia por paso de regulacin.
Tensin nominal del capacitor
Potencia del capacitor
La potencia entregada por el capacitor
vara con relacin a la tensin deoperacin !!!!
a. Capacitor
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b. Contactor
El ingreso y salida de los pasos en los bancos de capacitores por actuacin de loscontactores producen corrientes transitorias de elevada intensidad.
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c. Interruptor Termomagntico
Dispositivo de maniobra mediante el cual se realiza la energizacin de las
cargas.
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d. Regulador de Factor de Potencia
Censa la corriente de carga a travs de un CT y realiza el clculo del factor de potenciay lo compara con el valor seteado; as es como decide el ingreso o la salida de lospasos.
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NOTA : PIRMIDE DE CALIDAD DE ENERGA
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