Plan de Tesis

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRONICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

PLAN DE TESIS

“COMPENSACIÓN REACTIVA Y DISEÑO DE FILTROS DE ARMÓNICOS - APLICACIÓN A PROYECTO MODELO – CALLAO_1” PARA OPTAR EL GRADO ACADEMICO DE INGENIERO

ARIAS HUAMANI MICHAEL ANTONIO CUMPA GUZMAN PROSPERO ALFONSO

Callao, Mayo 2016 PERU

INDICE I.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.............................................................2 1.1

Determinación del problema...................................................................3

1.2

Formulación del Problema......................................................................3

1.3

Objetivos de la Investigación..................................................................3

1.4

Justificación......................................................................................... 3

MARCO TEORICO...................................................................................... 4

II.

2.1

Antecedentes del Estudio.......................................................................4

2.2

Marco Conceptual................................................................................. 4

2.3

Definiciones......................................................................................... 4

III.

VARIABLE E HIPOTESIS..........................................................................5

3.1

Variables de la Investigación...................................................................5

3.2

HIPOTESIS.......................................................................................... 5 METODOLOGÍA...................................................................................... 5

IV. 4.1

Tipo de Investigación............................................................................. 6

4.2

Población y muestra.............................................................................. 6

4.3

Tecnicas e instrumentos de recolección de datos.......................................6

V.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES...............................................................6

VI.

FUENTE BIBLIOGRAFICA........................................................................7

I.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

I.1 Determinación del problema. La naturaleza de la carga necesaria en la actividad minera para el sistema eléctrico Modelo-Callao_1 es altamente reactiva, por esta razón es necesario compensar el factor de potencia en barras para optimizar la operación del sistema eléctrico, asimismo las cargas del proyecto son no lineales por ello es necesario la implementación de un filtro de armónicos para atenuar la distorsión armónica en barras del proyecto. I.2 Formulación del Problema. Problema Principal 

¿Cómo mejorar el consumo excesivo de energía reactiva?.

Problemas Específicos 

¿Cómo mejorar los niveles de distorsión fuera de tolerancia según Norma



Técnica de Calidad de Servicios Eléctricos? ¿Cómo evitamos la perdida de Vida Útil de equipos?

I.3 Objetivos de la Investigación. Los objetivos de la presente investigación son: Objetivo Principal • Diseñar el sistema de compensación reactiva para el Proyecto ModeloCallao_1 en 22.9kV para disminuir el consumo excesivo de energía reactiva. Objetivos Específicos • Diseñaremos el filtro de armónicos necesario para atenuar la distorsión armónica en el sistema eléctrico. • Mejoraremos la Vida Útil de los equipos corrijiendo la distorsion armonica de las instalacion. I.4 Justificación. Justificación Principal 

Ahorro en la facturacion de energia reactiva del sistema electrico.

Justificación Específicos 

Un buen diseño de filtro de armónicos para seleccionar el equipo adecuado



para las instalaciones. Aumento en el tiempo de vida útil por la atenuación de la distorsión armónica en barras del proyecto.

II.

MARCO TEORICO II.1 Antecedentes del Estudio.

Los estudios de ingeniería en electricidad en la especialidad de calidad de energía, se desarrollaron por primera en vez en el PERÚ, en el año 2012 En el estudio se mostró como el disturbio depende de la carga conectada, exhibiendo el disturbio de 5a armónica en la tensión un comportamiento horario parecido al de la curva de carga en el sistema. Dado el índice de crecimiento de la carga en el país, es razonable pensar que el disturbio siga aumentando (quizás no de una forma lineal, sino algo menor) y por lo tanto el hecho que ya esté excedido despierta inquietudes. En el año 2014 se realizó un segundo estudio, titulado “Estudio de Armónicos en Muy Alta Tensión del Sistema de Transmisión del SEIN”, realizado por ING. ANGELO G. BELLON II.2 Marco Conceptual. La mala calidad de energía eléctrica suministrada o recepcionada tiene efectos económicos negativos tanto para las empresas eléctricas como para los clientes. Por lo que muchas empresas del sector tales como CENERGIA, schneider-electric, desarrollan:  Estudios de calidad de energía eléctrica para identificar y reducir las distorsiones y perturbaciones en las redes.  Registros y análisis de armónicos de tensión y corriente, y de formas de distorsión de onda.  El uso de la electrónica de potencia en los sistemas eléctricos causa distorsiones en la tensión, corriente o frecuencia, que pueden originar fallas de los sistemas u operaciones erráticas de los equipos. En tal sentido, es necesario realizar diagnósticos de calidad de energía en sus instalaciones, para prevenir fallas en los equipos y evitar interrupciones en el proceso productivo. II.3 Definiciones. Calidad de energía: Es una característica importante de los sistemas de energía eléctrica relacionados con los clientes, fabricantes de equipos, proveedores de servicios de red y similares, incluyendo los reguladores.

Armónicos: Los armónicos son tensiones y corrientes sinusoidales que poseen frecuencias que son múltiplos de la frecuencia nominal del sistema eléctrico al cual está diseñado para operar en condiciones normales.

COES: Comité de operación económica del sistema interconectado nacional, encargado de operar el sistema eléctrico, buscando obtener el mínimo costo y haciendo un uso racional de los recursos. Osinergmin: Es el Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería, una institución pública encargada de regular y supervisar que las empresas del sector eléctrico e hidrocarburo. NTCSE: La Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos, que establece los límites permisibles de las variables del sistema, y permiten brindar a las empresas eléctricas brindar un servicio eléctrico de calidad, III.

VARIABLE E HIPOTESIS. III.1

Variables de la Investigación

Variable Independiente: • Armónicas individuales • Distorsión armónica • Número de pulsos de los variadores Variable Dependiente: • Reactancia serie para sintonizar las frecuencias resonantes • MVAR necesarios para compensar el factor de potencia. III.2

HIPOTESIS.

Hipotesis Principal • Se optimizara la operación del sistema eléctrico del proyecto ModeloCallao_1con la implementación del banco de condensadores con filtro de armónicos

Hipotesis Específicas • Recolecatando datos de la empresa y simulando el sistema hallaremos los parametros necesarios para el dimensionamiento de los bancos de condensadores con filtro de armonicos. • Mejorando la distorsion armonica de las instalacion mejoraremos la vida util de los equipos.

IV.

METODOLOGÍA. IV.1

Tipo de Investigación

Se desea encontrar los MVAR necesarios para compensar el factor de potencia y a partir de ellos diseñar el filtro de armónicos para atenuar la distorsión armónica en barras del proyecto IV.2

Población y muestra

Población • Sistema eléctrico de Proyecto Modelo-Callao_1 Muestra • El balance oferta demanda para la caracterización de la carga IV.3

Tecnicas e instrumentos de recolección de datos.

Los datos serán recolectados de: • COES • La empresa minera Constancia. Se realizara el modelado del sistema eléctrico con el SEIN a través de un equivalente de corto circuito, asimismo se realizaran flujos de carga para determinar los MVAR necesarios y escaneos de frecuencia para encontrar las frecuencias resonantes. Se utilizaran como herramientas: • DigSilent. • Matlab. V.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Las actividades se desarrollaran según el siguiente cronograma:

CRNOGRAMA – INVESTIGACION CIENTIFICA

VI. FUENTE BIBLIOGRAFICA  Análisis de sistemas eléctricos de potencia, W.D. STEVENSON.  Power system dinamic and stability. Sauer  Power system operation, Robert h.miller.  Power system transients.  Sistemas de potencia análisis y diseño, j. ducan glover.  Fuentes / normas / publicaciones de Osinergmin.  Fuentes / normas / publicaciones de coes.  Fuentes / normas / publicaciones de mem.