estudio de caso para corrección de factor de potencia
DESCRIPTION
Presentación de propuesta para corrección de Factor de Potencia. Caso EspecíficoTRANSCRIPT
DIAGNOSTICO ENERGÉTICO
CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIA
SITUACIÓN ACTUAL
• Actualmente se cuenta con 80 kVAr fijos que, debido al aumento de la carga no compensan el F.P.
• El promedio anual del F.P. es de 87%• Debido a que el banco es fijo los fines de
semana que los kVAr capacitivos generan bajo F.P.
SITUACIÓN ACTUALCOMPORTAMIENTO ACTUAL DEL SISTEMA
Medición del 26/Sept/07 al 03/Oct/07
KVAr 3f Actuales
56.94
505.76
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
01:1
0:0
0 p
.m.
09:3
0:0
0 p
.m.
05:5
0:0
0 a
.m.
02:1
0:0
0 p
.m.
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0 p
.m.
06:5
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.m.
03:1
0:0
0 p
.m.
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0:0
0 p
.m.
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.m.
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0 p
.m.
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.m.
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.m.
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0:0
0 p
.m.
01:3
0:0
0 a
.m.
09:5
0:0
0 a
.m.
06:1
0:0
0 p
.m.
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0:0
0 a
.m.
10:5
0:0
0 a
.m.
07:1
0:0
0 p
.m.
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0:0
0 a
.m.
11:5
0:0
0 a
.m.
Hrs
kV
Ar
KVA 3f Actuales
931.07
82.520.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
900.00
1,000.00
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0 p
.m.
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0 p
.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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0 a
.m.
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.m.
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0 a
.m.
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0:0
0 p
.m.
11:4
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0 p
.m.
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.m.
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0:0
0 p
.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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.m.
03:5
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.m.
01:0
0:0
0 a
.m.
10:1
0:0
0 a
.m.
Hrs
kV
A
FP 3f Actuales
0.58
0.97
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
01:1
0:0
0 p
.m.
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0:0
0 p
.m.
02:3
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0 a
.m.
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0 a
.m.
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0 p
.m.
10:3
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0 p
.m.
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.m.
11:5
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0 a
.m.
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.m.
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0 a
.m.
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0 a
.m.
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0:0
0 p
.m.
09:1
0:0
0 p
.m.
03:5
0:0
0 a
.m.
10:3
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0 a
.m.
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0 p
.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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0 a
.m.
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.m.
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.m.
05:1
0:0
0 a
.m.
11:5
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0 a
.m.
Hrs
%F
.P.
FP 3f Integrado Actual
0.84
0.85
0.86
0.87
0.88
0.89
0.90
0.91
01:1
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0 p
.m.
09:1
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.m.
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0 a
.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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.m.
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.m.
10:0
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0 p
.m.
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.m.
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.m.
10:1
5:0
0 p
.m.
06:2
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.m.
02:2
5:0
0 p
.m.
10:3
0:0
0 p
.m.
06:3
5:0
0 a
.m.
02:4
0:0
0 p
.m.
10:4
5:0
0 p
.m.
06:5
0:0
0 a
.m.
02:5
5:0
0 p
.m.
Hrs
% F
.P.
PROPUESTA
• Se propone un banco de capacitores automático de marca SECOMAT2 de 157.5 kVAr automáticos suministrados en 15 paso de 10.5 kVAr cada uno.
• Los fines de semana se tendrá un F.P. mas elevado.
• El banco ayudará a compensar el F.P. desde un 94 hasta un 96%
PROPUESTA
CARACTERISTICAS BANCO DE 157.5 kVAr SECOMAT-2
• Tensión nominal: 240 Vca y 480 Vca 60 Hz.• Nivel de aislamiento: 0.69 kV.• Rango de temperatura: -5 a 40ºC.• Ventilación:• -natural, tamaño: T2, T3,• -forzada tamaño: A1, A2.• Gabinete tipo Nema1 (Nema 3R bajo pedido,• Únicamente en autosoportado).• Color Gris ANSI 49.• Normas: Capacitores Varplus IEC831-1-2, UL810.• Tipo de montaje: pared o autosoportado según la potencia.• Acometida: Superior e inferior.
SIMULACIÓN
• El F.P. promedio aumento en 10% con respecto al promedio actual.
• La demanda de kVAr disminuyo de 258 a 135.7 en promedio.
• Los kVA promedios disminuyeron de 566 a 522, liberando al Transformador en un 8%.
MÍNIMO PROMEDIO MÁXIMO-100.00
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
258.17135.67
kVAr actuales requeridoskVAr requeridos con banco de capacitores
MÍNIMO PROMEDIO MÁXIMO0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.000.87 0.96
FP ACTUALFP SIMULADO CON BANCO DE CAPACITORES
SIMULACIÓNCOMPORTAMIENTO SIMULADO DEL SISTEMA
01
:15
:00
PM
07
:05
:00
PM
12
:55
:00
AM
06
:45
:00
AM
12
:35
:00
PM
06
:25
:00
PM
12
:15
:00
AM
06
:05
:00
AM
11
:55
:00
AM
05
:45
:00
PM
11
:35
:00
PM
05
:25
:00
AM
11
:15
:00
AM
05
:05
:00
PM
10
:55
:00
PM
04
:45
:00
AM
10
:35
:00
AM
04
:25
:00
PM
10
:15
:00
PM
04
:05
:00
AM
09
:55
:00
AM
03
:45
:00
PM
09
:35
:00
PM
03
:25
:00
AM
09
:15
:00
AM
03
:05
:00
PM
08
:55
:00
PM
02
:45
:00
AM
08
:35
:00
AM
02
:25
:00
PM
0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1000.00
kVA Nuevos 3f (Con Banco de capacitores Hi-brido de 120 kVAr fijos y 180 kVAr automaticos de 5X30 +
2X15)
Hrs
kV
A
01:1
5:00
PM
06:1
5:00
PM
11:1
5:00
PM
04:1
5:00
AM
09:1
5:00
AM
02:1
5:00
PM
07:1
5:00
PM
12:1
5:00
AM
05:1
5:00
AM
10:1
5:00
AM
03:1
5:00
PM
08:1
5:00
PM
01:1
5:00
AM
06:1
5:00
AM
11:1
5:00
AM
04:1
5:00
PM
09:1
5:00
PM
02:1
5:00
AM
07:1
5:00
AM
12:1
5:00
PM
05:1
5:00
PM
10:1
5:00
PM
03:1
5:00
AM
08:1
5:00
AM
01:1
5:00
PM
06:1
5:00
PM
11:1
5:00
PM
04:1
5:00
AM
09:1
5:00
AM
02:1
5:00
PM
07:1
5:00
PM
12:1
5:00
AM
05:1
5:00
AM
10:1
5:00
AM
0.00
75.00
150.00
225.00
300.00
375.00
450.00
kVAr Nuevos Inductivos 3f (Con un Banco Hibrido de 120 kVAr fijos y 180 kVAr au-
tomaticos de 5X30 + 2X15)
Hrs
kVA
r
01
:15
:00
PM
06
:15
:00
PM
11
:15
:00
PM
04
:15
:00
AM
09
:15
:00
AM
02
:15
:00
PM
07
:15
:00
PM
12
:15
:00
AM
05
:15
:00
AM
10
:15
:00
AM
03
:15
:00
PM
08
:15
:00
PM
01
:15
:00
AM
06
:15
:00
AM
11
:15
:00
AM
04
:15
:00
PM
09
:15
:00
PM
02
:15
:00
AM
07
:15
:00
AM
12
:15
:00
PM
05
:15
:00
PM
10
:15
:00
PM
03
:15
:00
AM
08
:15
:00
AM
01
:15
:00
PM
06
:15
:00
PM
11
:15
:00
PM
04
:15
:00
AM
09
:15
:00
AM
02
:15
:00
PM
07
:15
:00
PM
12
:15
:00
AM
05
:15
:00
AM
10
:15
:00
AM
0.000.200.400.600.801.001.20
F.P. Nuevo Instantáneo 3f(Con un banco de capacitores Hibrido de de 120 kVAr
fijos y 180 kVAr automaticos de 5 X 30 + 2 X 15)
Hrs
% F
.P.
01
:15
:00
PM
06
:40
:00
PM
12
:05
:00
AM
05
:30
:00
AM
10
:55
:00
AM
04
:20
:00
PM
09
:45
:00
PM
03
:10
:00
AM
08
:35
:00
AM
02
:00
:00
PM
07
:25
:00
PM
12
:50
:00
AM
06
:15
:00
AM
11
:40
:00
AM
05
:05
:00
PM
10
:30
:00
PM
03
:55
:00
AM
09
:20
:00
AM
02
:45
:00
PM
08
:10
:00
PM
01
:35
:00
AM
07
:00
:00
AM
12
:25
:00
PM
05
:50
:00
PM
11
:15
:00
PM
04
:40
:00
AM
10
:05
:00
AM
03
:30
:00
PM
08
:55
:00
PM
02
:20
:00
AM
07
:45
:00
AM
01
:10
:00
PM
0.900
0.910
0.920
0.930
0.940
0.950
0.960
0.970
0.980
F.P. Nuevos Integrado 3f(Con un Banco de capacitores Hibrido de 120 kVAr fijos y 180
kVAr automaticos de 5X30 + 2X15)
Hrs
% F
.P.
PREVISIONES
CORRIENTES ARMÓNICAS Y RESONANCIA
• El sistema al estar programado para corregir al 96% el FP resuena de manera permanente al armónico 13.11.
• Los fines de semana el sistema oscila entre el armónico 13.11 al 20.72, teniendo como promedio el 13.95.
• Es necesario considerar la opción de agregar un reactor de rechazo l banco en caso de que la impedancia del sistema amplifique las corrientes de 13ava y 15ava armónica en el bus de los capacitores.
01:20:00 PM05:15:00 PM09:10:00 PM01:05:00 AM05:00:00 AM08:55:00 AM12:50:00 PM
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
Resonáncia Armónica
Horas
hr
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
%
01:10:00.000 p.m .26/09/2007
03:15:00.000 p.m .03/10/2007
1 Day s /Div7:02:05:00 (D:H:M :S)
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
%
01:10:00.000 p.m .26/09/2007
03:15:00.000 p.m .03/10/2007
1 Day s /Div7:02:05:00 (D:H:M :S)
0.000
5.000
10.00
15.00
20.00
%
01:10:00.000 p.m .26/09/2007
03:15:00.000 p.m .03/10/2007
1 Day s /Div7:02:05:00 (D:H:M :S)
0.000
5.000
10.00
15.00
20.00
%
01:10:00.000 p.m .26/09/2007
03:15:00.000 p.m .03/10/2007
1 Day s /Div7:02:05:00 (D:H:M :S)
PREVISIONES
Valores límites para el capacitor estándar 18
IEEE.
DATOS DEL BANCO DE CAPACITORES
Datos
kVAr nominales: 157.5 kVAr
Voltaje Nominal: 480.0 V(3f)
Voltaje de Operación: 440.0 V(3f)
Compensación Alimentada: kVAr
Corriente Fundamental nominal:
225.45
A
Frecuencia Nominal: 60.0 Hz
Reactancia del capacitor: 1,229.2W
CALCULADO (%)
LÍMITE (%)SE
EXCEDE EL LÍMITE
102.0%120.0% NO
Voltaje Pico:
91.8% 110.0% NO Voltaje rms:
103.9%180.0% NO
Corriente rms:
113.6% 135.0% NO kVAr:
EVALUACIÓN ECONÓMICA
• Tabla Índices económicos VPN y TIRAHORRO ELÉCTRICO
EN CARGA INSTALADA = 0.00 kW
EN DEMANDA MÁXIMA = 0.00 kW al mes
EN CONSUMO = 2,404.80 kWh/mes (Considerando 1% pérdidas del transf)
AHORRO ECONÓMICO
MONTO = $11,541.54 $/mes
INVERSIÓN
MONTO =
$149,781.82 $ (INCUYE M.O., MATERIALES E IVA)
VIDA DEL PROYECTO = 24.00 meses
TASA REAL DE DESCUENTO = 10.00% anual
EVAVLUACÓN ECONÓMICA
VALOR PRESENTE = $100,333 $
TASA INTERNA DE RETORNO = 59.24% anual
BENEFICIO/COSTO = 1.67
RESULTADOS
AHORRO A VALOR PRESENTE = $138,498 $/año
TIEMPO DE RECUPERACIÓN = 17 meses
EVALUACIÓN ECONÓMICA
• Tiempo de recuperación y Ahorro final
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
22.00
23.00
24.00
-$150,000
-$100,000
-$50,000
$0
$50,000
$100,000
$150,000
$100,333.263
TIEMPO DE RECUPERACIÓN Y GANACIA AL FINAL DEL PROYECTO
MESES
RE
CU
PE
RA
CIÓ
N D
E L
A IN
VE
RS
IÓN