DIMENSIONAMIENTO DE BANCO DE CAPACITORES POR BAJO FACTOR DE POTENCIA MAXI KING
ELABORADO POR JULIO CESAR NINA MENESES
DIMENSIONAMIENTO DE BANCO DE CAPACITORES POR BAJO FACTOR DE POTENCIA MAXI KING 1. In 1. ANTECEDENTES
1.1. Factor de potencia
El factor de potencia es un indicador del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica, su valor oscila en un intervalo de cero (0) y la unidad (1)
Por ejemplo si el factor de potencia es 0.95, indica que el total de la energía abastecida por la distribuidora el 95% de la energía es utilizada por el cliente mientras que el 5% restante es energía que se desaprovecha
La energia que se transforma en trabajo, se denomina energia activa, mietras que la utilizada por los equipos electricos para su propoio funcionamiento se denomina energia reactiva.
En caso que el factor de potencia sea inferior a 0.95 implica que los equipos electricos tienen elevados consumos de energia reactiva respecto a la energia activa, produciendose una circulacion exesiva de la corriente electrica en las instalaciones y el red de la empresa distribuidora en nuestr caso la CRE
Los efectos que provaca un bajo factor de potencia son los siguientes:
�
Provoca daños por efecto de sibrecargas saturadas
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Aumenta las perdidas por calentamiento
�
Aumenta la potencua aparente entregada por el transformador para igual potencia activa utiizada
�
Produce alteraciones en la regulacion de la calidad tecnica del suministro (variaciones de tenciones) con lo cual empeora el rendimiento y funcioanmiento de los equipoe electricos y quita caopacidad suficiente de respuesta de los equipos de proteccion
1.2. Como mejorar el factor de potencia
Optimizar el factor de potencia de una instalación eléctrica consiste en darle los medios para producir una proporción variable de la energía reactiva que consume
Hay diferentes sistemas disponibles para producir energía reactiva, particularmente adelantadores de fase y condensadores de derivación
Los condensadores es utilizado con mayor frecuencia gracias a: �
Su nulo consumo de energía activa
�
Su costo en relación a otros compensadores de energía reactiva
�
Su fácil uso
�
Su vida útil
�
Su bajo requerimiento de mantenimiento (dispositivos estáticos)
El condensador es un receptor compuesto de dos partes conductivas (electrodos) separados por un aislador. Cuando se somete a este receptor a una tensión sinusoidal, la corriente resultante (capacitiva), se adelanta en 90º, en cambio el resto el resto de los receptores (motores, transformadores, etc.) la corriente inductiva se retrasa en un ángulo de hasta 90º respecto a la tensión
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La composición vectorial (inductiva o capacitiva) de estas corrientes reactivas, da como resultado una corriente reactiva por debajo del valor existente antes de la instalación de los Condensadores.
En términos simples, se puede decir que las cargas inductivas (motores, transformadores, etc.) consumen energía reactiva, mientras que los Condensadores (receptores capacitivos) producen energía reactiva.
1.3. Ventajas de la instalación de banco de condensadores
Un buen factor de potencia es: Un � alto (cercano a la unidad) o bajo (cercano a 0)
Un buen factor de potencia posibilita la optimizacion de una instalación eléctrica
y
proporciona la s siguentes ventajas:
�
No existe multas por energia reactiva
�
Disminución en la potencia total en KVA
�
Limitación de pérdidas de energía aciva en cables gracias a la disminucion en la corriente que transmite en la instalación
�
Mejora el nivel de tension al final de la liena
�
Potencia disponible adicional en los transformadores de potencia si la compensacion se desarrolla en las bobinas secundarias
2. OBJETIVOS
�
Realizar el dimensionamiento de un banco de condensadores para obtener un factor de potencia de 0.95
�
Determinar los materiales que se utilizaran y realizar la cotización de la solución completa; previsión de materiales y montaje del banco de condensadores
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3. DESARROLLO
En función a los datos obtenidos da la factura de consumo eléctrico de la empresa distribuidora CRE (Anexo A) para la Empresa Maxi King se realiza el cálculo de la compensación de la energía reactiva en función al factor de potencia actual (0.75) y el requerido (0.99)
Dónde:
�� , ����� , ����� ����ó
∙ ∙
�/
Que puede ser determinado de la siguiente tabla:
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Del Anexo A, tenemos el factor de carga, con cual podemos determinar la potencia aparente consumida y la demanda máxima en KW.
MES
KWh
FACTOR DE CARGA FC
FACTO DE POTENCIA FP
12 – 2012
9.839
0.19
0.75
11 – 2012
10.212
0.25
0.74
10 – 2012
10.168
0.25
0.73
09 – 2012
9.642
0.25
0.70
08 – 2012
9.452
0.22
0.73
07 - 2012
9.090
0.21
0.72
06 – 2012
9.393
0.23
0.71
05 - 2012
8.250
0.21
0.75
Con los datos de la factura del factor de potencia y factor de carga, determinamos un valor medio para el cálculo correspondiente
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�
Factor de potencia actual
0.73
Factor de carga
0.23
Factor de potencia deseado
0.99
Potencia del transformador KVA
300
Potencia aparente suministrada
∙
�� �
0.23 ∙ 300 69
�
Potencia activa demandada
∙ �
69 ∙ 0.73 50.37
�
Potencia reactiva de corrección
∙ 43.11 8.11 ∙ 50.37
0.794 ∙ 50.37
39.98
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El valor � 39.98 es la potencia de compensación para la demanda máxima que tiene en este momento la industria, se debe prever futuras ampliación y que banco de condensadores también realice la compensación para dichas ampliaciones.
Se asume una demanda máxima de 125 KW, se contemplara un tablero de banco de condensadores de 6 pasos automático, que realizara la compensación en función a la carga
� 0.794 ∙ 125
.
3.1. Elección del sistema automático REGULADORES DE ENERGÍA REACTIVA LIFASA Los reguladores de energía reactiva MCE están diseñados para medir requerimientos de energía reactiva de una instalación y dar las instrucciones respectivas para conectar y desconectar condensadores para determinar un determinado factor de potencia, los reguladores están controlados por un microprocesador que asegura un envejecimiento uniforme de los condensadores y los contactares usando una secuencia de conexión circular que tiene un cuenta, cuantas veces ha sido conectado coda condensador
Se tiene disponible reguladores LIFASA para banco de capacitores de 6 y 12 pasos
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3.2. Materiales y equipos por utilizar
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4. CONCLUSIONES �
Se realizó el diseño del banco de capacitores en función al cálculo de la energía reactiva de compensación y tomando en cuenta futuras ampliaciones y el incremento de la demanda a máxima a un valor de 125KW
�
Se implementara un regulador automático LIFASA estándar para banco de capacitores de 6 pasos MCE-6-ADV, que con un banco de capacitores de los siguientes valores 4 de 20KVAR, 1 de 10 KVAR y 1 de 5 KVAR completando los seis pasos. Es muy importante la implementación de un capacitor de 5 KVAR puesto que el sistema automático busca de total del banco el capacitores de menor valor para la compensación al momento de que la planta inicie sus operaciones industriales, garantizando de este modo que la corriente sea inductiva y no así capacitiva.
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Se adjunta la cotización correspondiente de la previsión de todos los materiales y montaje del banco de capacitores.
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ANEXOS
ANEXO A FACTURA DE ENERGÍA MAXI KING
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