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ANÁLISIS DE LA MEJOR OPCIÓN TARIFARIA. CON PROYECTO. Proyectos relacionados con la optimización de la calificación tarifaria. Desarrollo de caso real: aplica a grandes consumidores de distribución (comerciales e industriales) Cálculo de los cargos tarifarios. Evaluación técnica del proyecto de mejora: grupo electrógeno y banco de condensadores. Determinación del monto de la inversión de los proyectos de mejora. Cálculo de los nuevos cargos tarifarios Determinación de la mejor opción tarifaria y estimación del ahorro. Conclusiones. Desarrollo de caso real: evaluación económica del proyecto de inversión. Proyectos de Inversión Privados Flujo de caja de un proyecto de inversión. ingresos y egresos. Análisis del VAN, TIR, Ratio Benef/Cost, PRI (Periodo de recuperación). Conclusiones.

Análisis de la mejor opción tarifaria. Con Proyecto Proyectos relacionados con la optimización de la calificación tarifaria. Con Inversión.

Principalmente son 2 los puntos de análisis en la optimización del costo de la tarifa, y cada una requiere de sus proyectos de mejora: Cancelación del pago por penalidad por energía reactiva Mejora de Calificación Tarifaria CT < 0.5 (Peak Shaving)

Mediante

Proyecto de Compensación Reactiva con Bancos de Condensadores

Mediante

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores Una demanda de energía reactiva es causada por algunos equipos que crean campos magnéticos para funcionar, como alumbrado, climatización, ascensores, etc y los que utilicen motores electricos.

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. ¿Porqué Compensar?

KVA

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. ¿Porqué Compensar? Las perdidas económicas de un consumo excesivo de energía reactiva se dan por:  Penalización variable en todas las opciones tarifarias (“bajo cos δ”), en función de su consumo.  Pérdidas en forma de calor en el conductor (IR2). La corriente I tiene dos componentes que generan la P_activa y la Q_reactiva.  Obliga a sobrecostos por requerir un cables mas gruesos evitando se genere sobrecarga y las caídas de tensión.  Cambiar el transformador por uno de mayor transformador se especifica en KVA no en KW.

potencia.

El

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Tipos de Compensación. 4.1. Compensación Global

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Tipos de Compensación.

Proyecto de Compensación Reactiva con Bancos de Condensadores. Tipos de Compensación.

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Compensación fija o automática.

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación fija Queremos compensar un pequeño taller en el que la potencia reactiva a compensar tiene una pequeña oscilación. La demanda de potencia reactiva es:

• Demanda mínima de 13 kVAr día • Demanda máxima de 17kVAr día • Demanda media de 15 kVAr día

Lo que nos interesa al realizar la compensación es tener la instalación compensada al máximo, sin incurrir en una sobrecompensación. Con la sobrecompensación durante todo el día no logramos ninguna ventaja adicional, y podríamos sobrecargar la línea de la compañía suministradora.

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación fija

Tabla de Cálculo FPo->FP1

Tabla de Cálculo FPo->FP1 Diagrama esquemático de compensación Qc = Pa (tg Ø - tg Ø´´’) Donde: Q = poder reactivo U = voltage de red Q = U2 x C x 𝝎 C = capacidad 𝝎= 2𝝅𝒇 f = frecuencia de la red Ejemplo: Cálculo de la potencia en kW de la instalación 500 kW. Cosϕ = 0,75 -> 0,93: Q Reactiva requerida: Qc = 500 x 0,487 Qc = 240 kVAr Cosϕ = 0,75 -> 0,95: Qc = 277 kVAr Cosϕ = 0,75 -> 0,97: Qc = 315 kVAr Cosϕ = 0,75 -> 0,99: Qc = 370 kVAr

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Compensación fija o automática.

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación automática

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación automática

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación automática

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación automática

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación automática

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación automática

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación automática

Proyecto de Compensación Reactiva con Banco de Condensadores. Ejemplo de Compensación automática

Distorción Armónica (1) La distorsión armónica en la red de corriente alterna puede ocasionar: • Exceso de corriente en capacitores y bancos de capacitores.

• Disparo intempestivo de interruptores y otros equipos de protección. • Actuación indebida de fusibles. • Aumento de las pérdidas, y mal aprovechamiento de la instalación.

• Sobrecalentamiento de motores y trasformadores, y componentes de circuito en general. • Mal funcionamiento de computadoras y otros equipos electrónicos de control y/o cargas sensibles.

Distorción Armónica (2) • Interferencia con circuitos de iluminación y telefónicos.

• Resonancia con otros componentes del sistema. Oscilación mecánica en máquinas. • Errores en equipos de medición, especialmente los de estado sólido. Error en exceso en los medidores de energía • Operación inestable en el disparo de circuitos que trabajan por cruce por cero de tensión. • Disminución del factor de potencia. • Fallas en la aislación.

FILTROS PARA ARMÓNICOS

Configuración de un filtro de rechazo

Filtros pasivos de absorción Los filtros pasivos de absorción, pretenden derivar la mayor parte de la corriente de armónicos generada por una determinada carga hacia el filtro de forma que esta no vaya hacia la red ni hacia otras cargas vecinas.

Habitualmente se colocan en el lado de B.T. o en cualquier caso lo más próximo posible a las cargas que generan gran cantidad de armónicos. Constructivamente son similares a los de rechazo. Están formados por varias ramas L – C, cada una de las cuales está dedicada a filtrar un determinado armónico. Los valores de L y C están dimensionados según la corriente armónica que deban absorber. Dependiendo de la corriente armónica total a filtrar, puede emplearse más de una rama L – C para filtrar cada uno de los armónicos. IMPORTANTE: Los filtros de absorción no pueden conectarse y desconectarse parcialmente y aportan una compensación permanente de energía reactiva de signo positivo.

Filtro de absorción separado del resto de cargas por una reactancia de choque

Filtro de absorción separado del resto de cargas por un transformador

Características tipo de un filtro de absorción

 Se pueden componer de varios grupos denominados escalones (destinados c/u a filtrar un armónico)  Cada escalón se caracteriza por dos parámetros: o Orden del armónico a filtrar o Corriente máxima de armónico que es capaz de admitir

 Los escalones pueden estar compuestos de varios grupos L-C en paralelo, llamados pasos, para poder alcanzar corrientes de filtrado elevadas.  Los pasos normalizados están formados por condensadores en estrella para tener un margen suficiente de seguridad en cuanto a corriente que este podrá absorber.

Filtros antiresonantes fijos

Filtros sintonizados

Filtros antirresonantes automáticos

Aplicación:

Los equipos de filtrado, empleados en las instalaciones industriales, permiten obtener las siguientes mejoras: • Compensación de la potencia reactiva a la frecuencia fundamental para un factor de potencia especificado. • Disminuyen el porcentaje de distorsión armónica total (THD). • Evitan fenómenos de resonancia, que surgirían al conectar capacitores sin protección contra armónicas. • Disminución de pérdidas activas en cables y aparatos electromagnéticos, por reducción del THD.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

Proyecto de Control de la Energía Activa en HP con Grupo Electrógeno Diésel.

AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (1)

a) Generador: Es una máquina eléctrica rotativa que genera corriente alterna, su funcionamiento se rige por las leyes de la inducción magnética. b) Circuitos y sistemas: Compuesto por: • Circuito magnético • Circuito eléctrico • Circuito dieléctrico – térmico • Sistema de enfriamiento • Sistema mecánico de soporte y accionamiento MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (2)

Despiece de un generador Núcleo del estator

Marco y cubiertas

Rotor

Enfriamiento

Chumaceras y lubricación

Terminales MSc Ing Javier Estrada Domínguez

45

AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (3)

COMPATIBILIDAD CON EQUIPOS DE CONTROL •CONTROL DE VELOCIDAD •CONTROL DE TENSIÓN

•INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS.

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (4) CONTROLADORES DE VELOCIDAD 2301A SPEED CONTROL

2301A SPEED CONTROL LOAD SHARING

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

47

AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (5)

CONTROLADORES DE TENSIÓN

SR4 BASLER

SSR 32 BASLER

DECS100 BASLER

VR3

REGULADORES DE TENSION CATERPILLAR MSc Ing Javier Estrada Domínguez

48

AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (6) INTERRRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS AUTOMÁTICOS

CUTTLER HAMMER

ABB

SIEMENS

MERLIN GERIN

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (7)

Aplicación Típica Controladores EGCP – EASYGEN …..

RS422

RS422

RS485

PC

RS485

CARGA

RED PRINCIPAL

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

50

AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (8)

APLICACIONES •UNIDAD SOLA – NO PARALELO CON RED •UNIDAD SOLA – PARALELO CON RED •UNIDADES MULTIPLES – NO PARALELO CON LA RED

•UNIDADES MULTIPLE – PARALELO CON LA RED

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

51

AUTOMATIZACIÓN UNIDAD SOLO – PARALELO CON RED CARGA BASE: SE AJUSTA EL VALOR DE LA POTENCIA DEL GRUPO

DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (9)

CARGA

BARRA 480V

PC EGCP2 INTERRUPTOR

INTERRUPTOR

Q1

Q2

RS 422

DVR

CENTRAL

2301A

EMCP2

GRUPO CAT

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

52

AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (10)

UNIDAD SOLA – PARALELO CON RED CARGA BASE, TRANSFERENCIA Y PROCESO

CARGA

BARRA 480V

PC

EGCP2 INTERRUPTOR

INTERRUPTOR

Q1

Q2

RS 422

TRANSDUCTOR DE POTENCIA

DVR

2301A

EMCP2

RED PRINCIPAL

GRUPO CAT

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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MULTIPLES UNIDADES – NO PARALELO CON RED SISTEMA AISLADO

AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (11)

CARGA

BARRA 480V

RS422

PC

EGCP2

EGCP2

INTERRUPTOR

INTERRUPTOR

Q1

Q2 RS485

DVR

2301A

GRUPO CAT1

EMCP2

DVR

2301A

EMCP2

GRUPO CAT2

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

54

MULTIPLES UNIDADES – PARALELO CON LA RED CARGA BASE, TRANSFERENCIA Y PROCESO

AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (12) CARGA

BARRA 480V

RS422

PC

EGCP2

EGCP2

INTERRUPTOR

INTERRUPTOR

INTERRUPTOR

Q1

Q2

Q2 RS485

TRANSDUCTOR DE POTENCIA

DVR

2301A

EMCP2

DVR

2301A

EMCP2

RED PRINCIPAL

GRUPO CAT1

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

GRUPO CAT2

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (13)

FUNCIONES •CONTROL DEL MOTOR •PROTECCION DEL MOTOR •PROTECCION DEL GENERADOR •SINCRONIZACION •CONTROL DE POTENCIA ACTIVA (KW) •CONTROL DE POTENCIA REACTIVA (KVAR) •TRABAJO SECUENCIAL •COMUNICACIÓN A PC (MOD BUS) MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (14)

CONTROL DE MOTOR        

Precalentamiento de motor Control de selonoide de motor Control de arranque Monitoreo de presión de aceite Monitoreo de temperatura de agua Monitoreo de tensión de batería Monitoreo de velocidad Salida de rele baja/Alta Velocidad

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (15)

PROTECCIÓN DE MOTOR     

Temperatura alta y baja del refrigerante Presión alta y baja de aceite Sobrevelocidad Sobrearranque 6 Entradas configurables

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (16)

PROTECCIÓN DE GENERADOR        

Mínima y máxima tensión Mínima y máxima frecuencia Sobrecorriente Potencia inversa activa Potencia inversa reactiva (pérdida de excitación) Desajuste de velocidad y frecuencia Detección de pérdida de Red (tensión y frecuencia) Aumento brusco de carga

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (17)

SINCRONIZACIÓN       

Control automático de tensión y frecuencia Control manual de tensión y frecuencia Lógica seguro en bus inactivo Intentos de sincronización Comprobación de sincronización (Sync-Check) Ventanas ajustables de sincronización Sincronización entre disyuntores de generador y Red.

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (18)

CONTROL DE CARGA ACTIVA (KW) 

 

Comportamiento isócrono, en sistema aislado. (Reparto de la potencia activa proporcional a la potencia del grupo). Control de carga base.(Mantiene la potencia activa constante cuando esta en paralelo con la Red). Control de proceso (Mantiene constante la potencia activa de la red, las cargas variables los asume los grupos.

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (19)

CONTROL DE CARGA REACTIVA (KVAR)    

Esta directamente relacionado con el control de tensión. Compartimiento de potencia reactiva (Reparto de la potencia reactiva proporcional a la potencia del grupo). Control de factor de potencia en sistema isócrono (Mantiene el mismo factor en todos los grupos). Control de factor de potencia en carga base (Mantiene el factor constante según lo programado).

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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AUTOMATIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS (20)

TRABAJO SECUENCIAL

 

Arranque y parada automático de los grupos en función de la manda de carga. Configuración de carga, tiempo y prioridades en el proceso de arranque y parada de los grupos.

MSc Ing Javier Estrada Domínguez

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Otras Opciones. Comparativa Diésel vs GLP

Caso Práctico: Aplica a consumidores de distribución (comerciales/industriales) Parte 1. Análisis de la Optimización. Alcance:

La empresa “Confecciones Textiles La Hormiguita” le contrata a Ud, con el objetivo realizar un diagnóstico de reducción de su facturación por consumo de energía eléctrica asumiendo que tiene tarifa MT2. Para lo cual Ud deberá hacer lo siguiente: 1) Identificar la mejor opción tarifaria que puede lograr esta empresa, pero sin modificar el proceso de la producción. 2) Estimar el ahorro económico y la inversión de un proyecto de compensación reactiva, para cancelación del pago por penalidad de energía reactiva. 3) Estimar el ahorro económico y la inversión de un proyecto de control de la energía activa utilizando un grupo electrógeno, para la mejora de CT < 0.51 (Peak Shaving).

CASO PRÁCTICO. Evaluación Técnica

CASO PRÁCTICO. Evaluación Técnica

CASO PRÁCTICO. Evaluación Técnica

CASO PRÁCTICO. Evaluación Técnica

CASO PRÁCTICO. Evaluación Técnica

CASO PRÁCTICO. Evaluación Técnica

CASO PRÁCTICO. Evaluación Técnica ALGUNAS CONCLUSIONES:

• No tener un consumo elevado en HP, trae muchas ventajas (CT y Potencia HP). La posibilidad de hasta que punto puedo autogenerar con un grupo electrógeno en HP, dependerá de un análisis de sensibilidad entre el costo de operación y el ahorro obtenido principalmente. • El consumo y la potencia están muy relacionadas, y no se puede afectar una de ellas sin la afectación del otro, esto se puede observar en la formula de CT. • Tener en cuenta, que la elección de una correcta opción tarifaria depende también de la ubicación geográfica (departamento) del suministro ya que los precios de las tarifas están en función al tipo de generación eléctrica con el que se cubra la energía en horas punta.

CASO PRÁCTICO. Evaluación Técnica ALGUNAS CONCLUSIONES:

Es técnica y económicamente más eficiente realizar la compensación reactiva lo mas cerca a la carga, es decir en BT. La compensación en MT sólo será eficiente si son bloques grandes de compensación y además se busca concentrar dicha compensación. •

• Dependiendo el proceso y del tipo carga del cliente, es posible que exista polución armónica en la red, para lo cual será necesario acompañar un estudio básico de calidad de energía y identificar la utilización de un filtro de rechazo. • La potencia del Grupo Electrógeno Diésel puede ser mayor al necesario requerido para cambiar la calificación a cliente fuera de punta (CT