Conocimiento Técnico Catálogo 2013

Transcripción

1 Conocimiento Técnico

2 Qué es el Factor de Potencia? Comúnmente, el factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo. El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energía consumida por los equipos inductivos ha sido transformada en trabajo. Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil.

3 Qué dice CFE? El usuario procurará mantener un factor de potencia (FP) tan aproximado a 100% (cien por ciento) como le sea posible, pero en el caso de que su factor de potencia durante cualquier periodo de facturación tenga un promedio menor de 90% (noventa por ciento) atrasado, determinado por los métodos establecidos en las Normas Oficiales Mexicanas correspondientes, el suministrador tendrá derecho a cobrar al usuario la cantidad que resulte de aplicar al monto de la facturación el porcentaje de recargo que se determine según la fórmula que se señala. En el caso de que el factor de potencia tenga un valor igual o superior de 90% (noventa por ciento), el suministrador tendrá la obligación de bonificar al usuario la cantidad que resulte de aplicar a la factura el porcentaje de bonificación según la formula que también se señala. Fórmula de Recargo: Fórmula de Bonificación: 3 90 % Multa 5 FP 1 90 % Bonif 1 4 FP Donde FP es el Factor de Potencia expresado en por ciento. Los valores resultantes de la aplicación de estas fórmulas se redondearán a un solo decimal, según sea o no menor que 5 (cinco) el segundo decimal. En ningún caso se aplicarán porcentajes de recargo superiores a 120% (ciento veinte por ciento), ni porcentajes de bonificación superiores a 2.5% (dos punto cinco por ciento).

4 Ejemplo de un bajo Factor de Potencia

5 Ejemplo de un buen Factor de Potencia

6 Curva de porcentaje de Bonificación o Penalización

7 Teoría básica del CFP El factor de potencia se define como el cociente de la relación de la potencia activa entre la potencia aparente; esto es: FP cos P(kW) S(kVA) 1 Comúnmente, el factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo. El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energía consumida por los equipos inductivos ha sido transformada en trabajo. Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil. Qué es la POTENCIA ACTIVA? Es la parte de la potencia de entrada que se convierte en potencia de salida y se indica con la letra P. La Potencia Activa se define por la siguiente fórmula. P 3 UIcos W Lo ideal, sería que toda la potencia de entrada se convirtiera en potencia de salida útil. Por ejemplo: El calentamiento de un horno, movimiento de un motor, luz de una lámpara, etc..

8 Teoría básica del CFP Qué es la POTENCIA REACTIVA? Las máquinas eléctricas trabajan basadas en el principio de conversión de energía electromagnética como los motores, transformadores, etc. Una parte de la energía de entrada se consume para crear y mantener el campo magnético. Otra parte de la energía de entrada no puede ser convertida en energía activa y es retornada a la red eléctrica al removerse el campo magnético. Esta potencia se conoce como Potencia Reactiva y se denomina con la letra Q, y se define del siguiente modo: P 3 UIsen kvar Qué es la POTENCIA APARENTE? Las aplicaciones de los equipos eléctricos se basan en convertir la energía eléctrica en alguna otra forma de energía. La potencia eléctrica tomada por un equipo desde un suministro se conoce como la Potencia Aparente, se denomina con la letra S y está formada por la potencia activa y la reactiva. La corriente medida con una pinza amperométrica nos va a indicar la potencia aparente. Se define como: P 3 UI kva

9 Principio de la CFP Q= S 2 P 2 S= P 2 + Q 2 S 1 Q C Q S P Q 2 = Q1 - Qc Q 2 = P= S 2 Q 2 FP cos P(300kW) S(306kVA) P(W) Q(VAr) S(VA).9803 Potencia Activa 300 kw Potencia Reactiva 61 kvar Potencia Aparente 306 kva -23.5%

10 Ventajas y requerimientos para la CFP Por qué mejorar el Factor de Potencia? Reducción del costo de energía (Amortización: 6-8 meses) Reducir la generación, transporte y distribución. Aprovechar la capacidad de distribución interna. Reducir perdidas eléctricas. Evitar multas por bajo Factor de Potencia. Mejorar la calidad de energía. Cómo mejorar el Factor de Potencia? Capacitores de CFP. Reducir la cantidad de carga inductiva. Con medidores de Energía Activa y Reactiva. Con análisis del costo Energético. Con estudios de calidad de energía. Qué se requiere para Corregir el Factor de Potencia? Conocimiento técnico especializado. Análisis de la red y la carga. Diseño de Aplicación. Selección de Equipo. Diseño de panel.

11 Principales Componentes para realizar una correcta solución 1. Capacitores Los Capacitores para CFP producen la energía reactiva capacitiva necesaria para compensar la energía reactiva inductiva. Los Capacitores de CFP debe ser capaces de soportar las altas corrientes de inserción causadas por las distorsiones de armónicos existentes en la red (>100 *IR). Si el Capacitor está conectado en paralelo es decir, como banco, la corriente de inserción aumentará (>150*IR) porque la corriente de carga viene de la red así como de los Capacitores conectados en paralelo. 2. Reactor Las redes de distribución de energía están sujetas cada vez más a la contaminación de armónicos producidos por los dispositivos electrónicos modernos, llamados también, cargas no lineales, como son los Drives, Fuentes de Poder, PCs etc., y que conectados en un circuito para corregir el Factor de Potencia es peligroso, especialmente si en el circuito existe espectro de armónicos. La conexión en serie del reactor y del capacitor ayuda a desintonizar las frecuencias resonantes de la serie y también previene daños severos al capacitor. Los bancos desintonizados también ayudan a reducir el nivel de la distorsión de armónicos y a limpiar la red. 3. Contactores para Capacitores Los Contactores son elementos electromecánicos de conmutación usados para cambiar a los Capacitores en estado pasivo a activo. 4. Fusible Un fusible de acción rápida actúa como dispositivo de seguridad para protección de un cortocircuito y no de sobrecarga. El fusible debe estar sobre dimensionado 1.6 veces sobre la corriente nominal (In) 5. Regulador de Energía Reactiva Los reguladores modernos de CFP son microprocesadores. El microprocesador analiza la señal de un transformador de corriente y produce comandos de conmutación para controlar a los Contactores los cuales entran o salen en diferentes etapas donde se requiera corregir el Factor de Potencia. El control microprocesado de los reguladores para CFP asegura una utilización uniforme de los pasos de un Banco de Capacitores, por lo tanto reduce al mínimo el número de operaciones de conmutación y optimiza el ciclo de vida de un Banco de Capacitores Fusibles Contactor Reactor Capacitor

12 Factores para calculo de I y U Corriente Nominal Potencia Efectiva con respecto a otras Tensiones

13 Formulario Q Q 3 UIsin 3 U I cos VAr W Q 3 U I VA cos sen tan Qc P P S Q S P Q tan 1 tan 2 kvar 1000 In 3 Un kvar 1000 Ic Un NOMENCLATURA n= Corriente Nominal Ic= Corriente Capacitiva Un= Tensión Nominal Uc= Tensión Capacitiva P= Potencia Activa Q= Potencia Reactiva S= Potencia Aparente Qc= Carga Capacitva C= Capacitancia Xc= Impedancia Capacitiva w= 2pf 1mf= 1x10-6 kvar kvar necesarios efecticvos Uc Un Un Uc 2 2 kvar kvar placa placa C Qc Uc ω 2 Qc 2 Uc C 1 Xc C

14 Tabla para definir la Potencia Reactiva del Capacitor (Qc) FP Factor de Potencia Deseado ACTUAL

15 Nota Importante La carga más poderosa de toda su instalación eléctrica es el Banco de Capacitores, por lo tanto merece el mayor cuidado especializado. La Corrección del Factor de Potencia es una especialidad dentro de la Ingeniería Eléctrica.

16 Nuestros SERVICIOS Análisis de Redes Eléctricas Mantenimiento a Bancos de Capacitores Diagnostico y Solución Asesoría sobre la Corrección del Factor de Potencia

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