DEPARTAMENTO DE OPERACIONES. SISTEMA DE MONITOREO PARA LA CALIDAD DE LA ENERGÍA
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- José Ramón Castro Murillo
- hace 6 años
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1 Reporte de monitoreo El siguiente reporte muestra el resultado del monitoreo en tiempo real que se llevo a cabo en la fecha del 03 al 09 de Junio de 2013 en el transformador de la subestación No.1. La medición se realizo con periodos de integración cada 15 minutos capturando a su vez todo evento anormal de variacion en tension y corriente con respecto a los datos nominales de operaciónen la distribucion electrica. CARACATERISTICAS DE LOS EQUIPOS MEDIDOS. Transformador con designación TR-01, una capacidad de 1500 KVA en /254V y con No. de serie H516W. El equipo de medición se conecto en las lineas de baja tensión que llegan al interruptor principal. El estudio se realizo con el Analizador de Calidad de la Energía PQA824 marca HTInstruments y el analisis mediante el programa Topview. ANTECEDENTES: Actualmente se consume energía eléctrica en la palnta con un bajo factor de potencia, lo cual esta generando un recargo en la facturación con CFE. El monitoreo se requiere para determinar el valor del factor de potencia con el que se consume energía electrica en cada subestación de la planta, para posteriormente relizar las acciones coreectivas necesarias para evitar recargos y aprovechar eficientemente la energía. OBJETIVO: El presente informe tiene por objeto proporcionar los resultados del monitoreo y el registro de los parámetros eléctricos de la calidad de la energía eléctrica. Todas las magnitudes registradas están evaluadas en intervalos de medición. Estas mediciones están presentadas en este documento.
2 METODOLOGÍA PARA MONITOREO El período de medición fue de horas continuas en este transformador, tomado muestras cada 15 minutos. Esto representa un muestreo total de 577 muestras para cada parámetro eléctrico registrado. Estas de registran y se almacenan en memoria, para posteriormente procesarlas y obtener los perfiles de operación de cada parámetro eléctrico. De estos parámetros eléctricos se obtienen los valores máximos, mínimos y promedios y son comparados con lo que recomiendan los estándares internacionales. Además se programó el equipo para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones del 10% de tensión, esto con la finalidad de evaluar si los arranques de cargas internas impactan en el voltaje de suministro, o en su defecto registrar los eventos que son generados externamente y son reflejados hacia este nodo. PARAMETROS MEDIDOS DURANTE EL MONITOREO. DETALLES DE LA MEDICIÓN. Start: 03/06/201310:43 hrs. End: 09/06/201310:58hrs. Time: 6d 00:15hrs Config: 3Ø WYE Freq: 60 Hz Vnom: 440 Limits: STD IEEE STD IEEE 1159 CFE L
3 Figura 1.- Forma de onda de tensión. En la figura 1, se observa una forma de onda de tensión típica de un sistema trifásico balanceado. No se detectan anomalías, ya que cumple su periodo sin que exista ninguna perturbación del sistema. Esto significa que la tensión en su empresa es constante y efectiva. Desbalance Tensión medida % de Promedio Limite Std IEEE-1159 de tensión 18/03/13-12:32:00 desbalance Va-b % Si cumple Vb-c % 2.0% Si cumple Vc-a % Si cumple
4 Figura 2.- Comportamiento de la tensión (valores promedio RMS). En la figura 8, la tensión mantiene una magnitud dentro del ± 10% de la nominal. No se presentan anomalías en la señal de tensión. Durante el monitoreo no se registraron picos o huecos de tensión que puedan afectar el sistema. Valores de tensión % de Variación Tensión Máximo Promedio Mínimo Máximo Mínimo Va-b % 5.52% Vb-c % 5.68% Vc-a % 4.84% Nominal: 440 Std. IEEE Si cumple Si cumple Si cumple
5 Figura 3.-Forma de onda de la corriente. En la figura 3, se observa la forma de onda de corriente del circuito con ligera distorsión de armónicas. La magnitud y desfasamiento corresponde al de un sistema trifásico normal. Más adelante se evaluarán las armónicas de manera individual para conocer su efecto en el sistema.
6 Figura 4.- Comportamiento de la corriente (valores promedio RMS). En la figura 4, se observa la magnitud de corriente está dentro de la capacidad del transformador y el tablero. Valores de corriente Amp. Capacidad del % de Ocupación Corriente Máximo Promedio Mínimo circuito Amp. Máximo Mínimo A % 8.3% B % 8.0% C % 8.5%
7 Figura 5.- Comportamiento de las potencias demandadas por la carga instalada. En la figura 5, la potencia máxima demandada no rebasa la capacidad nominal del transformador de 1500kVA. Se recomienda no demandar más del 80% de su capacidad. Valores de potencias Capacidad del % de Ocupación Potencia Máximo Promedio Mínimo transformador Máximo Mínimo Aparente (kva) % 14.2% Real (kw) Reactiva (kvar)
8 Figura 6.- Comportamiento del factor de potencia. En la figura 6, se muestra el comportamiento del factor de potencia. Este presenta un valor promedio por debajo del permitido por CFE (0.9). Lo cual genera recargos en la facturación y no se aprovecha eficientemente la energía eléctrica. Inductivo/ % de % de Factor de potencia promedio Capacitivo Bonificación Recargo Inductivo 0.0% 9.8% *El recargo es proporcional a la carga de esta subestación, para el recargo generado en el recibo de CFE se debe considerar el total de las subestaciones.
9 Figura 7.- Espectro armónico de tensión. En la figura 7, se muestra el espectro armónico de tensión. La magnitud individual de las armónicas de tensión se encuentran dentro del límite de la especificación IEEE para este punto de acoplamiento común. Principales armonicas presentes en el sistema % max % max % max Armonica Va-b Vb-c Vc-a Limite Max IEEE % 0.60% 0.75% Si Cumple % 0.24% 0.31% 3% Si Cumple % 0.27% 0.26% Si Cumple
10 Figura 8.- Comportamiento de la distorsión armónica total de tensión (THD). En la figura 8, se muestra la distorsión armónica total. La magnitud de THD V se mantiene dentro de los límites de la especificación IEEE para este punto de acoplamiento común. Las armónicas de tensión dentro del sistema no son suficientes para afectar la instalación y equipos eléctricos. Fase THD V Limite Maximo Max. Std. IEEE A-B 1.2% Si cumple B-C 0.8% 5% Si cumple C-A 0.9% Si cumple
11 Figura 9.- Espectro armónico de corriente. En la figura 9, se muestra el espectro armónico de corriente. La magnitud individual de las armónicas de corriente se encuentran dentro del límite de la especificación IEEE para este punto de acoplamiento común. Principales armonicas presentes en el sistema Armonica % max A % max B % max C Limite Max H<11 Std. IEEE % 0.56% 0.75% Si Cumple % 1.63% 2.25% 7% Si Cumple % 0.80% 1.06% Si Cumple
12 Figura 10.- Comportamiento de la distorsión demandada total (TDD). En la figura 10, se muestra la distorsión demandada total. La magnitud de TDD I se mantiene dentro de los límites de la especificación IEEE para este punto de acoplamiento común. Las armónicas de corriente dentro del sistema no son suficientes para afectar la instalación y equipos eléctricos. Fase TDD Limite Maximo Max. Std. IEEE A 3.27% Si cumple B 2.54% 8% Si cumple C 2.65% Si cumple
13 INFORME FINAL Tensión: El equipo medido se encuentra de los de los estandares marcados, el desvalance de las fases no supera el 2% recomendado, por lo que su funcionamiento es optimo. Le regulacion de voltaje en este caso tiene el mismo efecto esta dentro de los estandares que se evaluaron, es no exceder el +/-10 %. Corriente: Los valores maximo o minimos de corriente tanto como como su promedio se encuentran dentro de la capacidad del circuito. No se detectaron picos de corriente que pudieran disparar la protecciones eléctricas, o que causen un desbalance de fases que puedan afectar a los equipos eléctricos. Potencia: Los valores maximos de potencia se encuentran dentro del 80% de la capacidad del transformador por lo que su capacidad aun se encuentra dentro de su operación normal. Se puede aumentar la carga a este transformador revisando los ajustes de la protecciones eléctricas y las capacidades de los conductores. Factor de potencia: El factor de potencia como se muestra en las mediciones es mucho mas bajo que los estandares marcados por CFE (<0.9), por que la carga de esta subestación sumada con la de las demas subestciones genera un recargo en su facturacion. Armónicos: Dentro del monitoreo realizado los resultados muestran que en la instalación a pesar de tenemos armónicos en el sistema, no se ve afectada por estos, ya que cumplen con los valores dentro de las recomendaciones de los estandares mostrados anteriormente. Estos armònicos son producidos por el tipo de maquinaria con la que cuenta las cuales son cargas denominadas no líneales.
14 Recomendaciones Para corregir el factor de potencia en esta subestación se recomienda un banco de capacitores de 300kVAR el cual corrige el factor de potencia por encima del Se recominda que este banco sea automatico, con el objetivo de no sobrecompensar reactivos y tener problemas de tensión. Esta acción además de corregir el factor de potencia liberará un promedio de 102kVA del transformador, con lo cual se reducen perdidas en los conductores y calentamientos en el transformador.
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