calidad de la energia ii- motores de alta eficiencia
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cálculos de motores en industriasTRANSCRIPT
Taller 1 Calidad de energa elctrica 2
Santos, Jorge, Hodwalker, [email protected], [email protected]
Santos Jorge, Hodwalker Eduardo, Taller 1 calidad de energa elctrica 2.
Resumen
El presente documento quiere dar a conocer matemticamente a los dueos de industrias los problemas que pueden estar padeciendo y darles soluciones para mejorar el funcionamiento donde este trae consigo ahorro energtico y econmico.
Palabras claves:
Eficiencia, Ahorro econmico, beneficios, energtico.I. Introduccin
La importancia de este trabajo es aprender a detectar los inconvenientes que hay en el sistema elctrico en las industrias y desde all partir a realizar el anlisis matemtico de ahorro energtico y econmico, con esto dar las posibles soluciones y escoger las que ms convenga a la empresa.
ii. TALLER AJUSTE DE EFICIENCIA Y AHORRO EN MOTORES ELECTRICOS DE INDUCCION Una empresa cementera que compra la energa elctrica a 180 $ por kWh tiene en su proceso declinkerizacin un par de ventiladores de tiro que ayudan a transportar la cal hacia los hornos de clinker. Los motores elctricos que accionan estos ventiladores son de induccin (350 HP), operan a 480 VAC y3550 RPM durante 680 horas mensuales, se caracterizan por ser motores de trabajo pesado y su curva de eficiencia en funcin del factor de carga es la siguiente:
.Se instala un analizador de redes elctricas marca DRANETZ BMI en bornes de uno de estos motoresDurante 24 horas y como potencia promedio del periodo se miden 120 kW en la entrada. Las tensionesMedidas promedio por fase fueron 456, 478 y 434 V, con base en esto calcule el desequilibrio en % y laVariacin de tensin en %. El Harmonic Voltaje Factor (HVF) medido promedio fue del 0,04 p.u El motor fue reparado una vez mediante un mtodo subestandar.
Mediante el mtodo de los factores de ajuste, calcule el motor ideal para manejar esta potencia! A la carga.Determine el potencial de ahorros energticos y la viabilidad econmica de la sustitucin. Asuma que elMotor seleccionado es de alta eficiencia y tiene la siguiente caracterstica de eficiencia contra factor de carga:
La curva de eficiencia del nuevo motor es la mostrada abajo:
Cul sera el potencial adicional de ahorros energticos por llevar el HVF al 0,02 y eliminar los Desequilibrios y las variaciones de tensin por completo de la alimentacin del motor?iii. solucin matemtica
iv. conclusin Con los clculos anteriores concluyo que las industrias se deberan someterse a clculos energticos mirar cmo funciona y como se mejora su sistema elctrico ya que la inversin que hagan la van a ver retornada y desde all en adelante todas las ganancias de ahorro energtico y econmico pueden ser muy considerables y mejora su competitividad y generando muchas ms ganancias.
Referencia
[1] Taller 1, calidad de la energa elctrica 2, F. Coll, Ed. Barranquilla, 2015.
Hoja1Curva de Eficiencia del MotorEntrada120kWFactor de Carga (%)Eficiencia (%)Energa:180$*kW.h350hp2584Motor480VAC50883550RPM7592680h.mes10091Voltajes456V478V434VHVFPromedio0.04puRA1ReparacinHVFPropuesto0.02puFactor de Cambio0.746kW/hp(Nominal o al 100% de FC)0.91Durante h.mes680h.mes
1. Factor de Carga
Factor de Carga =41.8%
2. Eficiencia (FC)(FC)=86.68%3.1 Calculo de la Eficiencia AjustadaVprom=456VV =-5%
AVV=1%
3.2 Calculo en Desequilibrio de VoltajeVpromV1456456=0DV=4.82V2478456=22V3434456=-22
Grficamente el Ajuste por Desequilibrio de VoltajeADV=0.83.3 Distorsin ArmnicaHVFPromedio0.04pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio0.98
HVFPromedio0.02pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio1
3.4 Calculo en por ReparacinRA13.5 Eficiencia de operacin(operacin)=66.174. Potencia Entregada en el Eje (hp)Pout (hp)=106.44760474095. Potencia Optima (hp)P optimo (hp)=141.9301396546=150hp
Curva de Eficiencia del MotorFC =71.0%Factor de Carga (%)Eficiencia (%)
2587Eficiencia (FC) =93.6686870217%50917596.3(optimo-ajustado)=92.67%10096
6. Calculo de ahorro EnergticoE =7251.297279324kW.h/mes$ =4,930,882mes$ =59,170,586ao
7. Calculo de Beneficio Neto y VPNK112,000,000K221,000,000Depresiacion Anual6,600,000TAX35%D14%BN($)=40,770,881VPN=(23,406,655)31,371,86927,519,18324,139,63421,175,118VPN=80,799,149
Hoja2
Hoja3
Hoja1Curva de Eficiencia del MotorEntrada120kWFactor de Carga (%)Eficiencia (%)Energa:180$*kW.h350hp2584Motor480VAC50883550RPM7592680h.mes10091Voltajes456V478V434VHVFPromedio0.04puRA1ReparacinHVFPropuesto0.02puFactor de Cambio0.746kW/hp(Nominal o al 100% de FC)0.91Durante h.mes680h.mes
1. Factor de Carga
Factor de Carga =41.8%
2. Eficiencia (FC)(FC)=86.68%3.1 Calculo de la Eficiencia AjustadaVprom=456VV =-5%
AVV=1%
3.2 Calculo en Desequilibrio de VoltajeVpromV1456456=0DV=4.82V2478456=22V3434456=-22
Grficamente el Ajuste por Desequilibrio de VoltajeADV=0.83.3 Distorsin ArmnicaHVFPromedio0.04pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio0.98
HVFPromedio0.02pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio1
3.4 Calculo en por ReparacinRA13.5 Eficiencia de operacin(operacin)=66.174. Potencia Entregada en el Eje (hp)Pout (hp)=106.44760474095. Potencia Optima (hp)P optimo (hp)=141.9301396546=150hp
Curva de Eficiencia del MotorFC =71.0%Factor de Carga (%)Eficiencia (%)
2587Eficiencia (FC) =93.6686870217%50917596.3(optimo-ajustado)=92.67%10096
6. Calculo de ahorro EnergticoE =7251.297279324kW.h/mes$ =4,930,882mes$ =59,170,586ao
7. Calculo de Beneficio Neto y VPNK112,000,000K221,000,000Depresiacion Anual6,600,000TAX35%D14%BN($)=40,770,881VPN=(23,406,655)31,371,86927,519,18324,139,63421,175,118VPN=80,799,149
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Hoja1Curva de Eficiencia del MotorEntrada120kWFactor de Carga (%)Eficiencia (%)Energa:180$*kW.h350hp2584Motor480VAC50883550RPM7592680h.mes10091Voltajes456V478V434VHVFPromedio0.04puRA1ReparacinHVFPropuesto0.02puFactor de Cambio0.746kW/hp(Nominal o al 100% de FC)0.91Durante h.mes680h.mes
1. Factor de Carga
Factor de Carga =41.8%
2. Eficiencia (FC)(FC)=86.68%3.1 Calculo de la Eficiencia AjustadaVprom=456VV =-5%
AVV=1%
3.2 Calculo en Desequilibrio de VoltajeVpromV1456456=0DV=4.82V2478456=22V3434456=-22
Grficamente el Ajuste por Desequilibrio de VoltajeADV=0.83.3 Distorsin ArmnicaHVFPromedio0.04pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio0.98
HVFPromedio0.02pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio1
3.4 Calculo en por ReparacinRA13.5 Eficiencia de operacin(operacin)=66.174. Potencia Entregada en el Eje (hp)Pout (hp)=106.44760474095. Potencia Optima (hp)P optimo (hp)=141.9301396546=150hp
Curva de Eficiencia del MotorFC =71.0%Factor de Carga (%)Eficiencia (%)
2587Eficiencia (FC) =93.6686870217%50917596.3(optimo-ajustado)=92.67%10096
6. Calculo de ahorro EnergticoE =7251.297279324kW.h/mes$ =4,930,882mes$ =59,170,586ao
7. Calculo de Beneficio Neto y VPNK112,000,000K221,000,000Depresiacion Anual6,600,000TAX35%D14%BN($)=40,770,881VPN=(23,406,655)31,371,86927,519,18324,139,63421,175,118VPN=80,799,149
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Hoja1Curva de Eficiencia del MotorEntrada120kWFactor de Carga (%)Eficiencia (%)Energa:180$*kW.h350hp2584Motor480VAC50883550RPM7592680h.mes10091Voltajes456V478V434VHVFPromedio0.04puRA1ReparacinHVFPropuesto0.02puFactor de Cambio0.746kW/hp(Nominal o al 100% de FC)0.91Durante h.mes680h.mes
1. Factor de Carga
Factor de Carga =41.8%
2. Eficiencia (FC)(FC)=86.68%3.1 Calculo de la Eficiencia AjustadaVprom=456VV =-5%
AVV=1%
3.2 Calculo en Desequilibrio de VoltajeVpromV1456456=0DV=4.82V2478456=22V3434456=-22
Grficamente el Ajuste por Desequilibrio de VoltajeADV=0.83.3 Distorsin ArmnicaHVFPromedio0.04pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio0.98
HVFPromedio0.02pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio1
3.4 Calculo en por ReparacinRA13.5 Eficiencia de operacin(operacin)=66.174. Potencia Entregada en el Eje (hp)Pout (hp)=106.44760474095. Potencia Optima (hp)P optimo (hp)=141.9301396546=150hp
Curva de Eficiencia del MotorFC =71.0%Factor de Carga (%)Eficiencia (%)
2587Eficiencia (FC) =93.6686870217%50917596.3(optimo-ajustado)=92.67%10096
6. Calculo de ahorro EnergticoE =7251.297279324kW.h/mes$ =4,930,882mes$ =59,170,586ao
7. Calculo de Beneficio Neto y VPNK112,000,000K221,000,000Depresiacion Anual6,600,000TAX35%D14%BN($)=40,770,881VPN=(23,406,655)31,371,86927,519,18324,139,63421,175,118VPN=80,799,149
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Hoja1Curva de Eficiencia del MotorEntrada120kWFactor de Carga (%)Eficiencia (%)Energa:180$*kW.h350hp2584Motor480VAC50883550RPM7592680h.mes10091Voltajes456V478V434VHVFPromedio0.04puRA1ReparacinHVFPropuesto0.02puFactor de Cambio0.746kW/hp(Nominal o al 100% de FC)0.91Durante h.mes680h.mes
1. Factor de Carga
Factor de Carga =41.8%
2. Eficiencia (FC)(FC)=86.68%3.1 Calculo de la Eficiencia AjustadaVprom=456VV =-5%
AVV=1%
3.2 Calculo en Desequilibrio de VoltajeVpromV1456456=0DV=4.82V2478456=22V3434456=-22
Grficamente el Ajuste por Desequilibrio de VoltajeADV=0.83.3 Distorsin ArmnicaHVFPromedio0.04pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio0.98
HVFPromedio0.02pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio1
3.4 Calculo en por ReparacinRA13.5 Eficiencia de operacin(operacin)=66.174. Potencia Entregada en el Eje (hp)Pout (hp)=106.44760474095. Potencia Optima (hp)P optimo (hp)=141.9301396546=150hp
Curva de Eficiencia del MotorFC =71.0%Factor de Carga (%)Eficiencia (%)
2587Eficiencia (FC) =93.6686870217%50917596.3(optimo-ajustado)=92.67%10096
6. Calculo de ahorro EnergticoE =7251.297279324kW.h/mes$ =4,930,882mes$ =59,170,586ao
7. Calculo de Beneficio Neto y VPNK112,000,000K221,000,000Depresiacion Anual6,600,000TAX35%D14%BN($)=40,770,881VPN=(23,406,655)31,371,86927,519,18324,139,63421,175,118VPN=80,799,149
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Hoja1Curva de Eficiencia del MotorEntrada120kWFactor de Carga (%)Eficiencia (%)Energa:180$*kW.h350hp2584Motor480VAC50883550RPM7592680h.mes10091Voltajes456V478V434VHVFPromedio0.04puRA1ReparacinHVFPropuesto0.02puFactor de Cambio0.746kW/hp(Nominal o al 100% de FC)0.91Durante h.mes680h.mes
1. Factor de Carga
Factor de Carga =41.8%
2. Eficiencia (FC)(FC)=86.68%3.1 Calculo de la Eficiencia AjustadaVprom=456VV =-5%
AVV=1%
3.2 Calculo en Desequilibrio de VoltajeVpromV1456456=0DV=4.82V2478456=22V3434456=-22
Grficamente el Ajuste por Desequilibrio de VoltajeADV=0.83.3 Distorsin ArmnicaHVFPromedio0.04pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio0.98
HVFPromedio0.02pu Grficamente el Ajuste por Distorsin ArmnicaAHVFPromedio1
3.4 Calculo en por ReparacinRA13.5 Eficiencia de operacin(operacin)=66.174. Potencia Entregada en el Eje (hp)Pout (hp)=106.44760474095. Potencia Optima (hp)P optimo (hp)=141.9301396546=150hp
Curva de Eficiencia del MotorFC =71.0%Factor de Carga (%)Eficiencia (%)
2587Eficiencia (FC) =93.6686870217%50917596.3(optimo-ajustado)=92.67%10096
6. Calculo de ahorro EnergticoE =7251.297279324kW.h/mes$ =4,930,882mes$ =59,170,586ao
7. Calculo de Beneficio Neto y VPNK112,000,000K221,000,000Depresiacion Anual6,600,000TAX35%D14%BN($)=40,770,881VPN=(23,406,655)31,371,86927,519,18324,139,63421,175,118VPN=80,799,149
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