Flujo de cargas del sistema eléctrico del CCM

Las características de la demanda y el factor de potencia de las cargas del sistema eléctrico fueron tomados de la medición realizada durante 7 días aproximadamente, la medición en el CCM se realizó entre los días 21/11/2012 y 26/11/2012 con un tiempo de muestreo de 5 segundos. Adicionalmente en el anexo 1: Tabla de recolección de datos, se encuentran los datos recolectados para el desarrollo del cálculo del banco de condensadores.

34

Después de realizar un estudios de los perfiles de carga en distintos puntos de la red con la ayuda del instrumento de medición conocido como FLUKE, se permitió evaluar el comportamiento de la demanda y el factor de potencia durante los siete días aproximadamente, dando como resultado la data real que permitirá estimar el banco de capacitores. Para desarrollar el cálculo del banco de capacitores, fueron considerados los datos arrojados de la medición de los siete días realizada en el sistema, la cual se describen a continuación.

2.2.4.1 Análisis de contaminación armónica.

La IEEE Std 519-1992, recomienda un límite máximo de distorsión de armónicos total de tensión (THD) del 5,0% para sistema de energía. Los capacitores no generan armónicos, pero pueden influir en las magnitudes de voltajes y corrientes armónicas que se producen en el sistema, averiando los capacitores, llevándolos a recalentamientos y envejecimiento prematuro. El sistema eléctrico de la instalación que se analiza es de alta polución de armónicos generada por equipos que requieren electrónica de potencia (UPS, Lámparas Fluorescentes, PLC, Computadores, entre otros equipos con resistencia no lineal.), ellos son responsables de la circulación de corrientes armónicas en el sistema. (519-1992, 1992)

El análisis del nivel de contaminación armónica presente en el sistema eléctrico es basado en la relación entre la potencia demandada por las cargas no lineales del sistema y la potencia de los alimentadores. Este procedimiento es recomendado en la selección de compensaciones reactivas con el fin de evitar resonancias entre los condensadores y los armónicos presentes en el sistema.

Las mediciones del día 04/07/2014 al 30/07/2014, obtenidas con el equipo de registro de perfil de carga de la marca FLUKE con un tiempo de muestreo de 60seg, conectado a los CT del circuito primario de entrada de la planta del equipo de medición, dieron como resultado una tabla de resumen de la distorsión de armónicos, la cual se indica a continuación :

Tabla 2-2. Resumen de la distorsión armónica

Con base en los resultados obtenidos en la Tabla 2-2, la relación entre la potencia de las cargas no lineales y la potencia nominal del sistema es menor al 15% (Gh/Sn = THDU<15%)), relación de la que se puede afirmar que el sistema eléctrico es mayoritariamente lineal, por lo tanto no se requieren análisis de

35

resonancias armónicas y/o modelado adicional de las características armónicas de la cargas, de acuerdo al grado de interferencia de la Figura 2-10 se recomienda el uso de un condensador estándar.

Debido a que el modelado no incluye los componentes reactivos del transformador del sistema eléctrico, el banco de condensador debe ser incrementado cerca del 5%. (519-1992, 1992)

2.2.4.2 Medición del flujo de carga en el sistema eléctrico del CCM

La medición realizada entre los días 21/11/2014 al 26/11/2014, fue lograda con el equipo de registro de carga o analizador de redes, el tiempo de muestreo fue 5 segundos, y el analizador fue conectado en el lado de baja tensión del transformador que alimenta el CCM.

De los seis días en los que se realizó la medición fue analizado el día 4, los días 1, 2, 3, 5 y 6 se encuentran en el anexo 13.

2.2.4.2.1 Análisis del día 4: 24/11/2014.

Potencia Activa (W), Potencia Aparente (VA), Potencia Reactiva Necesaria para un Factor de Potencia FP=0.9 (VAR).

Gráfica 2-1Potencias del sistema. Día 4: 24/11/2014.

(Gráfica 1 W): Potencia real-útil consumida por el sistema

(Gráfica 2 VA): Potencia aparente que está siendo utilizada por el sistema, potencia nominal que tiene el sistema.

(Gráfica 3 VAR): Potencia reactiva que está siendo utilizada por el sistema, potencia reactiva de tipo inductivo, potencia traducida en pérdidas o ineficiencia del sistema.

36

(Gráfica 4 VAR=0.9): Potencia reactiva necesaria para compensar el sistema, potencia reactiva de tipo capacitivo con un valor de compensación del 0.9.

(Gráfica 5 VA=0.9): Potencia aparente que está siendo utilizada por el sistema, potencia compensada a un factor de potencia del 0.9.

El FP se ve aplicado entre la (Gráfica 2 VA) y (Gráfica 5 VA=0.9), (Gráfica 3 VAR) y (Gráfica 4 VAR=0.9), (Gráfica 1 W y (Gráfica 5 VA=0.9) de la gráfica 2-1, el consumo de potencia activa (W) no varía, este FP hace más eficiente al sistema representándose en la (Gráfica 5 VA=0.9), en representación gráfica se ve como la gráficas compensadas tienden a estar más cerca de la gráfica de la potencia activa, traduciendo esto en menos pérdidas y mayor eficiencia.

 Las pérdidas durante el día 4 se pueden visualizar entre la (1) Gráfica W y la (2) Gráfica VA.  La potencia reactiva consumida en el día 4 se representa en la (3) Gráfica VAR.

 La potencia reactiva de tipo capacitivo necesaria para compensar las pérdidas del día 4 para un factor de potencia del (0.9) se representa en la (4) Gráfica VAR=0.9.

 La potencia aparente utilizada por el sistema con una compensación reactiva para un factor de potencia de 0.9 se representa en la (5) Gráfica VA=0.9.

Se observa que el flujo de carga para el día 4, no corresponde a cargas de tipo instantáneo como cargas de soldaduras o corriente de arranque motor, los picos de consumo vistos no afectan el análisis del comportamiento del flujo de carga para este día, sin embargo en los picos y caídas se puede observar que las demás variables de potencia tienen un comportamiento similar.

Factor de Potencia (FP).

37

Tabla 2-3. Valores mínimos y máximos. Día 4: 24/11/2014.

Los valores obtenidos de los registro del día 24-11-14, son los siguientes:

- Variación de la potencia activa sin compensación con mínimos de 586,3 kW a máximos de 984,8 kW. - Variación de la potencia aparente sin compensación con mínimos de 860,6 kVA a máximos de 1375,8 kVA. - Variación del factor de potencia sin compensación con mínimos de 0,61 a máximos de 0,73.

Basados en estos valores, se pudo calcular la curva de potencia reactiva requerida para mantener un factor de potencia igual o superior a 0,9 de esta gráfica se obtuvo lo siguiente:

- Variación de requerimiento de potencia reactiva capacitiva mínima es de 314,19 kVAR a máximos de 553,83 kVAR.