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SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE –SENA REGIONAL BOYACÁ - SOGAMOSO CENTRO INDUSTRIAL DE MANTENIMIENTO Y MANUFACTURA

Aprendiz: Cesar Ricardo Caro Sánchez c.c 1057581462 [email protected] Ficha: 1576727 Instructor: Lic. Esp. HÉCTOR RAMIRO ESPINEL CAMARGO

TECNÓLOGO EN ELECTRICIDAD INDUSTRIAL 1576727 CIMM SOGAMOSO 2018.

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE –SENA REGIONAL BOYACÁ - SOGAMOSO CENTRO INDUSTRIAL DE MANTENIMIENTO Y MANUFACTURA

Informe: GT19 - COMPENSACIÓN DE ENERGÍA

Aprendiz: Cesar Ricardo Caro Sánchez c.c 1057581462 [email protected] Ficha: 1576727 Instructor: Lic. Esp. HÉCTOR RAMIRO ESPINEL CAMARGO

TECNÓLOGO EN ELECTRICIDAD INDUSTRIAL 1576727 CIMM SOGAMOSO 2018.

INTRODUCCION.

La energía reactiva es una demanda de energía que necesitan los equipos de carácter inductivo (como motores, transformadores, fluorescentes, etc.), con la finalidad de establecer campos magnéticos para su normal funcionamiento. Cuando hablamos de factor de potencia, nos referimos a la relación entre la potencia activa y aparente, y en general, coincide con el coseno del ángulo, formado por el desfase entre la corriente y la tensión aplicada. En general, mientras mayor sea la demanda de energía reactiva, mayor será el ángulo de desfase entre tensión y corriente, la que provocará diversas anormalidades en los sistemas eléctricos como, sobrecalentamiento de los conductores y líneas eléctricas, caídas de tensión y consumo de energía suplementaria la que no es aprovechada directamente por las cargas. Por tanto, es de vital importancia mantener un control y medición constante del factor de potencia, como así también suministrar una energía reactiva de manera paralela a la red eléctrica, para así mejorar la calidad de la energía y no sufrir de las mencionadas perturbaciones eléctricas, las que podrían afectar el normal funcionamiento y reducir la vida útil de los equipos eléctricos. La compensación de energía reactiva se logra principalmente, con la utilización de condensadores de potencia individuales o agrupados (más conocidos como bancos de condensadores). Estos se conectan en paralelo con las cargas. Los condensadores suministran corrientes reactivas de signo contrario a las corrientes consumidas por las cargas inductivas, logrando que el factor de potencia se aproxime a la unidad, provocando la eliminación parcial o total de la energía reactiva consumida en una acometida eléctrica, logrando aumentar la vida útil de las instalaciones y equipos eléctricos, reducir las pérdidas por Efecto Joule, controlar las caídas de tensión, evitar el complemento de energía reactiva de la red, y el recargo en la factura eléctrica.

OBJETIVOS.

  

Comprender los conceptos de calidad de energía eléctrica. Determinar la potencia reactiva necesaria para un sistema de distribución. Seleccionar una solución de compensación de la energía reactiva a partir de los consumos registrados por el proveedor.

FORMALIZACIÓN DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE: Con ayuda de EXCEL y para los consumos de energía mensuales del usuario… • Determinar la tangente φ1 de la instalación (tg φ1 = Wr/Wa). ¿Cuántos meses presentan un consumo de energía reactiva Wr superior a 31% de la energía activa Wa consumida por el usuario? • Determinar la energía reactiva Wc = Wa x (tg φ1 - tg φ2) a suministrar para mantener un consumo de energía reactiva de 31% (tg φ2 = 0,31) de la energía activa Wa consumida por el usuario. • Determinar los costos mensuales correspondientes al consumo de energía activa Wa y al exceso de energía reactiva consumida por la instalación (Sanción por exceso de reactivo). ¿Cuál es entonces el presupuesto perdido anualmente por consumo excesivo de reactivo?, ¿Cuál es el porcentaje correspondiente al sobrecosto ocasionado? • ¿Cuál es el valor de la energía reactiva máxima Wc a considerar conforme al consumo anual?, ¿En qué mes del año se produce el pico de energía reactiva? • Calcular la potencia reactiva mínima Qc de la batería de condensador a instalar en el sistema de distribución para el número de horas de funcionamiento mensual correspondiente. • Determinar la potencia reactiva mínima Qc necesaria mensualmente y el promedio anual correspondiente.

SUSTENTACIÓN DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE: GT19 COMPENSACIÓN DE ENERGIA PUESTA EN SITUACIÓN.

¿Cómo seleccionar una solución de compensación de la energía reactiva a partir de los consumos registrados por el proveedor? No.

Mes

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Promedios

Energia Energia No. De dias Energia Reactiva activa WA Reactiva Wr Tangente Fi1 facturados kVArh (-31%) (Kwh) (kVArh) 30 180.000 126.000 0,70 70.200 32 176.000 136.000 0,77 81.440 28 104.000 88.000 0,85 55.760 31 128.000 96.000 0,75 56.320 31 88.000 84.000 0,95 56.720 31 136.000 112.000 0,82 69.840 29 88.000 80.000 0,91 52.720 31 76.000 76.000 1,00 52.440 31 140.000 180.000 1,29 136.600 29 104.000 40.000 0,38 7.760 32 128.000 112.000 0,88 72.320 30 180.000 148.000 0,82 92.200 127.333 106.500 0,84 67.027

Precio de la potencia Precio de la Porcentaje de Sobrecostos activa potencia reactiva perdidas $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

55.134.000 53.908.800 31.855.200 39.206.400 26.954.400 41.656.800 26.954.400 23.278.800 42.882.000 31.855.200 39.206.400 55.134.000 468.026.400

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

7.253.626 8.415.032 5.761.569 5.819.433 5.860.764 7.216.428 5.447.452 5.418.520 14.114.605 801.825 7.472.681 9.526.842 83.108.777

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

760 641 553 674 460 577 495 430 304 3.973 525 579 563

39% 46% 54% 44% 64% 51% 60% 69% 98% 7% 57% 51% 53%

Qc 168,8 181,8 145,2 130,4 131,3 161,7 131,8 121,4 316,2 19,4 161,4 221,6 157,6

Potencia Porcentaje de Tipo de Aparente Sa Calculada Gh/Sn compensación equipamiento (kVA) 630.000 219.718 20% 17% (Tipo H 19% (Tipo H 630.000 222.423 22% Compensación Compensación 630.000 136.235 14% Automatica) Automatica) 630.000 160.000 15% 630.000 121.655 13% 217,2KVAR 242,8KVAR 630.000 176.182 18% Armoire A2 Armoire A2 630.000 118.929 13% 65521n 65523n 630.000 107.480 12% 65520n 65522n 630.000 228.035 29% 630.000 111.427 6% 630.000 170.082 18% 630.000 233.032 23% 630.000 167.100 17%

Energia Activa Energia Reactiva

306,3

kWh(COP)

103,328

kWh(COP)

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.



  

La compensación de reactiva evita el sobredimensionamiento de muchos componentes de la instalación reducción de la sección de los cables, debido a la reducción de las pérdidas por sobrecalentamientos. Reducción de las caídas de tensión en toda la instalación y mayor potencia disponible en el transformador. La Potencia Aparente de la instalación se acerca a su potencia nominal en kW, por lo que el transformador de potencia puede entregar más kW. Tras compensar la energía reactiva, se reducirá o se eliminará la penalización por consumo de energía, con el consecuente ahorro en la factura de electricidad.

Bibliografía e infografía: FUNDAMENTO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE MEDIANA Y ALTA TENSIÓN. Gilberto Enriquez Harper. Limusa.NOM-OO1-SEDE-1999 Utilización. Anexos relacionados con EXPEDIENTE TÉCNICO donde se encuentran los documentos técnicos de consulta. Autor (es) Héctor Ramiro Espinel Camargo y otros instructores del área. Instructor Electricidad