Proyecto de Innovacion para Titulo

“AÑO DE LA CONSOLIDACION DEL MAR DE GRAU”

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL PROYECTO DE INNOVACIÓN Y/O MEJORA EN EL PROCESO DE PRODUCCION O SERVICIOS EN LA EMPRESA PROYECTO

: AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE BANCO DE CONDENSADORES AUTOMÁTICOS PARA MEJORAR EL FACTOR DE POTENCIA

EMPRESA

: FERREYRA INGENIEROS E.I.R.L

INTEGRANTES

: MARIO HUAMAN ESPEJO JOSE LUIS CHAMBI ALANOCA GISELA HUAMANI MOLINA

CARRERA

: ELECTRICISTA INDUSTRIAL

INSTRUCTOR

: JESUS GUILLERMO CAYO RAMIREZ

MONITOR

: ING. JUAN CARLOS FERREYRA ESPINOZA

GRUPO

: EEID-01

C.F.P

: SENATI-ICA ICA-PERÚ 2016

DEDICATORIA

Dedico este proyecto de innovación principalmente a Dios, por permitirme llegar a este momento tan especial en mi vida, por estar conmigo en cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haberme puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante todo el periodo de mis estudios, A mis padres por su apoyo, consejos, comprensión, amor y ayuda en los momentos difíciles, me han dado todo lo que soy como persona, mis valores, mis principios, mi carácter, mi empeño, mi perseverancia, mi coraje para conseguir mis objetivos. A mi familia quienes, han sido mi mayor motivación para nunca rendirme, en los estudios y poder llegar a ser un ejemplo para ellos. A mis instructores por su tiempo, por su apoyo así como por la sabiduría que me trasmitieron en el desarrollo de mi formación profesional.

DEDICATORIA

Dedico este proyecto de innovación principalmente a Dios, por permitirme llegar a este momento tan especial en mi vida, por estar conmigo en cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haberme puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante todo el periodo de mis estudios, A mis padres por su apoyo, consejos, comprensión, amor y ayuda en los momentos difíciles, me han dado todo lo que soy como persona, mis valores, mis principios, mi carácter, mi empeño, mi perseverancia, mi coraje para conseguir mis objetivos. A mi familia quienes, han sido mi mayor motivación para nunca rendirme, en los estudios y poder llegar a ser un ejemplo para ellos. A mis instructores por su tiempo, por su apoyo así como por la sabiduría que me trasmitieron en el desarrollo de mi formación profesional.

AGRADECIMIENTO

Finalizado este proyecto de innovación, deseo manifestar mi más sincero agradecimiento a todas aquellas personas que, de una u otra forma, han colaborado en su elaboración. En primer lugar, quiero agradecer a mi monitor de empresa, ing. Juan Carlos Ferreyra Espinoza el haberme dado la oportunidad de realizar este proyecto, por toda su atención, su valiosa ayuda y su continuo asesoramiento, sin los cuales su realización no hubiese sido posible. De igual manera al ing. Juan checcllo checcllo meza Quien con sus conocimientos, su experiencia, su paciencia y su motivación durante mi formación profesional Mis agradecimientos al instructor Jesús Guillermo Cayo Ramírez por su gran apoyo y confianza en mi proyecto de innovación y su capacidad de guiar y asesoramiento a la realización de la misma también en mi formación profesional.

ÍNDICE Caratula

I

Dedicatoria

II

Agradecimiento

III

Índice

IV

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Planificación del trabajo de innovación……………….…..6 Presentación del participante…………… participante………………………… ……………..…....7 Denominación del proyecto……………… proyecto…………………………… ……………..…...8 Antecedentes…………………………………………… .…...…9 Situación encontrada donde nace el proyecto……… ..….10 Objetivos………………………………………………… ..……..11 Descripción del proyecto………………………………… proyecto…………………………………....12

PRESENTACION DEL ESTUDIANTE PARTICIPANTE N° 01:

DATOS PERSONALES: NOMBRE  APELLIDOS  EDAD  DNI  CELULAR  E-MAIL  DIRECCIÓN  DEPARTAMENTO  PROVINCIA  DISTRITO 

: Mario : Huaman Espejo : 21 Años : 76730019 : 988378891 : [email protected] : JR. Aurelio Bendezu s/n 7° cuadra : Ayacucho : Lucanas : Puquio

DATOS ACADEMICOS:       

ESPECIALIDAD ID INGRESO SEMESTRE PROGRAMA C.E.P ZONAL

: Electricista Industrial : 000740557 : 2013 II : VI Semestre : Aprendizaje Dual : Ica : Ica-Ayacucho

PARTICIPANTE N° 02:

DATOS PERSONALES: NOMBRE  APELLIDOS  EDAD  DNI  CELULAR  E-MAIL  DIRECCIÓN  DEPARTAMENTO  PROVINCIA  DISTRITO 

: Gisela : Huamani Molina : 22 Años : 70249121 : 921623427 : [email protected] : Urb. Huertos San Antonio lt-28 : Ica : Ica : Subtanjalla

DATOS ACADEMICOS:       

ESPECIALIDAD ID INGRESO SEMESTRE PROGRAMA C.E.P ZONAL

: Electricista Industrial : 000740633 : 2013 II : VI Semestre : Aprendizaje Dual : Ica : Ica-Ayacucho

PARTICIPANTE N° 03:

DATOS PERSONALES:          

NOMBRE APELLIDOS EDAD DNI CELULAR E-MAIL DIRECCIÓN DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO

: Jose Luis : Chambi Alanoca : 20 Años : 76730019 : 932851932 : [email protected] : Urb. Las dunas I-6 : Ica : Ica : Ica

DATOS ACADEMICOS:       

ESPECIALIDAD ID INGRESO SEMESTRE PROGRAMA C.E.P ZONAL

: Electricista Industrial : 000651187 : 2013 II : VI Semestre : Aprendizaje Dual : Ica : Ica-Ayacucho

CAPITULO 1 1. DENOMINACION DEL PROYECTO DE INNOVACION Nombre del proyecto : AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE BANCO DE CONDENSADORES AUTOMÁTICOS PARA MEJORAR EL FACTOR DE POTENCIA.

Empresa

: FERREYRA INGENIEROS E.I.R.L

Área

:  Elaboración de Proyectos y Ejecución de Obras

Eléctricas, Asesoría en Ahorro de Energía.

Dirección

: Av. San Martin N° 256, Oficina 210-Ica

El proyecto de innovación se comenzó a realizar, en búsqueda de la mejora de los procesos en las empresas al buscar un antecedente en el cual aplique los conocimientos que obtuve en la formación de mi carrera como técnico Electricista Industrial. El proyecto tiene como finalidad dar solución a los problemas dados en los antecedentes.

EMPRESA Y SECCION DEL LUGAR Y FECHA DEL TRABAJO DE REALIZACION DEL TRABAJO DE INNOVACION. UBICACIÓN DE LA PLANTA A REALIZARCE EL PROYECTO: La ubicación de nuestro proyecto se realizara en la propiedad de la PROCESADORA LARÁN S.A.C., está ubicado dentro de la zona de concesión de Electro Dunas S.A.A., en la carretera a Alto Larán Km 5.8, en el distrito de Alto Larán, provincia de Chincha, departamento de Ica. La Procesadora Larán S.A.C., es una empresa del sector agro industrial asentada en la provincia de Chincha, que viene operando hace algunos años en su planta industrial, ubicada en el distrito de Alto Larán. Debido a la demanda de productos cítricos tanto en el mercado interno como el externo, la empresa en predio de su propiedad cercano la Planta Industrial ha instalado una Fábrica para la elaboración de Gajos de Mandarina. La Fábrica en mención ha implementado nuevos equipos en la cadena de producción el cual para su funcionamiento requiere de suministro eléctrico de uso particular donde ha solicitado a nuestra empresa reducir el consumo de energía reactiva. Donde nosotros instalaremos banco de condensadores en las celdas de trabajo de dicho previo. CROQUIS

Ubicación de la plaza de armas de chincha a La Procesadora Larán S.A.C para poder llegar a dicho previo es un periodo de 14 minutos VISTA PANORAMICA SATELITAL

La procesadora de fruta LARAN cuenta con varios ambientes de trabajo donde se

ejecuta el procedimiento de dicha actividad de proceso de frutas por ende emos procedido a enumerarlas 1

Puerta principal

2

Subestación de planta procesadora de fruta LARAN

3

Ubicación de los grupos electrógenos

4

Área de motores

5

Área de equipo de empaquetar producto para conserva

6

Área de equipos de selección de frutas

7

Áreas de Equipos de refrigeración

8

2. ANTECEDENTES: Para la realización del presente proyecto de innovación denominado AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE BANCO DE CONDENSADORES AUTOMÁTICOS PARA MEJORAR EL FACTOR DE POTENCIA, se tuvieron en cuenta los siguientes antecedentes. 











 

Empresas del ámbito regional solicitan constantemente los servicios de la empresa FERREYRA INGENIEROS E.I.R.L en sistemas de mejoramiento del factor de potencia con banco de condensadores automáticos. Las empresas presentan un exceso de consumo corriente debido al bajo factor de potencia ocasionando sobrecarga en los transformadores, motores eléctricos, equipos de refrigeración, aire acondicionado y líneas de distribución. Ocasionando la reducción de vida útil debido a que estos equipos se diseñan para trabajar a un cierto valor de corriente. En la planta de producción PROCESADORA LARAN S.A.C actualmente el consumo de energía reactiva aun no ha sido corregida. Actualmente se está pagando por concepto de energía reactiva; costo que se evitara con la instalación de banco de condensadores automáticos. Debido al bajo factor de potencia la concesionaria de energía eléctrica por lo que se penalizo al usuario haciendo que pague más por su consumo de electricidad cuyo valor se ve reflejado en la facturación eléctrica. Se notó que los tableros no cuentan con banco de condensadores para compensar la energía reactiva perjudicando así las líneas de alimentación externa de los postes, sobrecargando estas mismas. Debido al trabajo en horas puntas el equipo de frio deja de funcionar por la caída de tensión que experimenta. Incremento de pérdidas por efecto joule: sobrecalentamiento y deterioro irreversible del aislamiento de los conductores, calentamiento de los transformadores de distribución, activación de los dispositivos de protección, reduciendo la vida útil de los equipos debido a cortocircuitos.



Un mal estado físico de la red eléctrica y de los equipos.

2.1

SITUACIÓN ENCONTRADA DÓNDE NACE EL PROYECTO:

La situación y el objetivo donde nace mi proyecto se originan, debido que mi empresa es prestadora de servicios en proyectos y montajes de automatización eléctrica en plantas industriales, por lo que la planta productora de frutas PROCESADORA LARAN S.A.C, manifiesta que está pagando una energía reactiva muy elevada debido al bajo factor de potencia y que se ve reflejado en la facturación eléctrica mensualmente.

Figura 1  La falta de compensación de energía reactiva a las líneas principales

que son necesarias compensarlas así evitar fallas en las líneas de alimentación.

Figura 2 

Se encontró que los tableros no cuentan con banco de condensadores para para compensar la energía reactiva.

Figura 3 

Sobrecarga de las máquinas debido al bajo factor de potencia ocasionando que reduzca la vida útil de los equipos

3. OBJETIVOS: Los objetivos que se logran con la realización de este proyecto de innovación denominado automatización y control de banco de condensadores automáticos para mejorar el factor de potencia son los siguientes:

3.1 OBJETIVO GENERAL DEL PROYECTO: El objetivo principal de este proyecto de innovación es el mejoramiento del factor de potencia. Mediante la programación de un equipo de regulador de energía reactiva VARLOGIC NRC12, dando un correcto funcionamiento de los banco de condensadores mediante una programación de secuencias de escalones que conecta y desconecta automáticamente según la variación de carga eléctrica. En la que se logra un correcto funcionamiento y desempeño de los equipos existentes en la planta de producción.

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS DEL PROYECTO:      

Compensar las cargas de energia reactiva en la red de alimentacion mejorando la vida util de las maquinas. Utilizar mejores sistemas de control y automatización de los procesos para mejorar la calidad. Calcular la potencia reactiva necesaria para compensar automaticamente en la instalacion. Reducir los costos de pago por consumo de la energía reactiva para evitar multas ala empresa. Reducir el calentamiento de los cables de alimentacion, de los bobinados de los motores electricos y transformadores. Garantizar la recuperación de la inversión en corto tiempo

CAPITULO 2 4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO DE INNOVACION:    







Se instalara un tablero con banco de condensadores automáticos bajo la norma para tableros IEC 61439-1 Se realizara los cálculos para obtener los KVAR necesarios a partir del recibo de luz o mediante un software. Se realizara una programación del regulador de energía reactiva VARLOGIC NRC12. Se implementara reactancias desintonizadas DR para proteger a los condensadores ante la contaminación de armónicos presentes en las redes eléctricas. El tablero eléctrico contara con interruptores termo-magnéticos automáticos tripolares EasyPact EZC calculado según las corrientes nominales de las cargas eléctricas. El tablero eléctrico contara con contactores para uso con condensadores con contactos adelantados y resistencias de preinserción. Se realizara los calculos de las cargas que se encuentran en la planta productora para mejorar el factor de potencia deseado.

CONCEPTOS BASICOS DE POTENCIA ¿Qué es potencia? La potencia es la capacidad de producir o demandar energía de una máquina eléctrica, equipo o instalación por unidad de tiempo. ¿Cuántos tipos de Potencia existen? En todo circuito eléctrico, para el funcionamiento de los diferentes equipos y máquinas se encuentra presentes las siguientes potencias:  Potencia Activa  Potencia Reactiva  Potencia Aparente

POTENCIA ACTIVA (P): La potencia activa representa en realidad la potencia útil es la que en el proceso de transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo. Expresada en Watts (W).

POTENCIA REACTIVA (Q): La potencia reactiva es la encargada de generar el campo magnético que requieren para su funcionamiento los equipos inductivos como los motores y transformadores. La potencia reactiva tiene un valor nulo, por lo que no produce trabajo útil. Expresada en Volts-amperes reactivos (VAR).

POTENCIA APARENTE (S): La potencia total o aparente que pueden entregar los transformadores y generadores, esta potencia es la suma geométrica de la potencia activa y reactiva. Expresada en Volts-amperes (VA).

TRIANGULO DE POTENCIAS: Triángulo de potencias que forman la potencia activa, la potencia reactiva y la potencia aparente. El ángulo que se aprecia entre la potencia aparente y la activa se denomina coseno de "fi" o "factor de potencia" y lo crea la potencia reactiva. A mayor potencia reactiva, mayor será ese ángulo y menos eficiente será el equipo al que le corresponda.

De la figura se observa:

Por lo que se puede conocer la potencia aparente a partir del teorema de pitágoras aplicando el triángulo de potencias.

4.1 ¿QUÉ ES EL FACTOR DE POTENCIA? Es un indicador cualitativo y cuantitativo del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica. Comúnmente, el factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo. El factor de potencia puede tomar valores entre 0 y 1, lo que significa.

Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil. La conexión de cargas inductivas en una instalación provoca el desfasamiento entre la onda de intensidad y la tensión. El factor de potencia o coseno de “fi” (Cos) representa el valor del ángulo que se forma al presentar gráficamente la potencia activa (P) y la potencia aparente (S), es decir, la relación existente entre la potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidor conectado a un circuito eléctrico de corriente alterna. El factor de potencia (FP) o coseno de “fi” (Cos)  está definido por la siguiente ecuación:

CAUSAS DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA: La potencia reactiva, es necesaria para producir el flujo electromagnético que pone en funcionamiento cargas inductivas como motores, transformadores, balastros, lámparas fluorescentes, equipos de refrigeración y aire acondicionado. Son el origen del bajo factor de potencia ya que son cargas no lineales que contaminan la red eléctrica, en este tipo de equipos el consumo de corriente es desfasa con relación al voltaje lo que provoca un bajo factor de potencia.

CONSECUENCIAS DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA: Las instalaciones eléctricas que operan con un factor de potencia menor a 1.0, afectan a la red eléctrica tanto en alta tensión como en baja tensión, además, tiene las siguientes consecuencias en la medida que el factor de potencia disminuye.

1. Incremento de las pérdidas por efecto joule Las pérdidas por efecto Joule se manifiestan en:  



Calentamiento de cables Calentamiento de embobinados de los transformadores de distribución Activación de los dispositivos de protección

Uno de los mayores problemas que causa el sobrecalentamiento es el deterioro irreversible del aislamiento de los conductores que, además de reducir la vida útil de los equipos, pueden provocar cortos circuitos.

2. Sobrecarga de los generadores, transformadores y líneas de distribución El exceso de la corriente debido a un bajo factor de potencia, ocasiona que los generadores, transformadores y líneas de distribución, trabajen con cierta sobrecarga y reduzcan su vida útil, debido a que estos equipos, se diseñan para un cierto valor de corriente y para no dañarlos, se deben operar sin que éste se rebase.

3. Aumento de la caída de tensión La circulación de corriente a través de los conductores ocasiona una pérdida de potencia transportada por el cable, y una caída de tensión o diferencia entre las tensiones de origen y la que lo canaliza, resultando en un eficiente suministro de potencia a las cargas (motores, lámparas, etc.); estas cargas sufren una reducción en su potencia de salida. Esta caída de tensión afecta a:   

Los embobinados de los transformadores de distribución Los cables de alimentación Sistemas de control y protección

4. Incremento en la facturación eléctrica Debido a que un bajo factor de potencia implica perdidas de energía en la red eléctrica, el productor y distribuidor de energía eléctrica se ve en la necesidad de penalizar al usuario haciendo que page más por su electricidad.

CONSUMIDORES DE ENERGÍA REACTIVA Los receptores utilizan una parte de su energía aparente (S) para energía reactiva (Q). Los receptores consumidores más importantes de energía reactiva son:

Otros elementos, las inductancias (balastos de tubos fluorescentes), los convertidores estáticos (rectificadores) consumen también energía reactiva.

CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA: Mejorar el factor de potencia consiste en instalar banco de condensadores en la instalación para llevar el factor de potencia, Cos “fi”, lo más próximo a la unidad. Los condensadores mejoran el factor de potencia debido a que sus efectos son exactamente opuestos a los de las cargas reactivas inductivas, eliminando así el efecto de ellas. La corriente que circula por un condensador está adelantada cerca de los 90 º respecto a la tensión aplicada en sus bornes. De este modo compensa el efecto provocado por las bobinas o elementos que generan campos magnéticos cuya intensidad está retrasada respecto a la tensión y por lo tanto mejora el factor de potencia.

La finalidad de corregir el factor de potencia es reducir o aun eliminar el costo de energía reactiva en la facturación de electricidad.

DESVENTAJAS DE UN FACTOR DE POTENCIA BAJO Para el suscriptor:  

Aumento de la intensidad de la corriente. Aumento en la sección de los conductores. Puesto que la sección de los conductores depende de la intensidad de la red y esta es inversamente proporcional al Cos “fi” nos lleva a que a menor Cos “fi” mayor sección.

  

Aumento de la temperatura de los conductores (por efecto Joule) y por ende disminución de la vida de su aislamiento. Pérdidas en los conductores y altas caídas de tensión. Aumento en la facturación del consumo de energía eléctrica.

Para la compañía generadora de la energía eléctrica:  



Mayor inversión en los equipos de generación, ya que su capacidad en KVA debe ser mayor. Mayores capacidades en líneas de transporte y transformadores para el transporte y transformación de esa energía eléctrica. Caídas y baja regulación de voltajes, los cuales pueden afectar la estabilidad de la red eléctrica.

¿DONDE COMPENSAR? Compensación ideal: producir energía reactiva en un lugar donde se consume y en la cantidad demandada.   

Compensación individual Compensación grupal Compensación global

COMPENSACIÓN INDIVIDUAL: La compensación individual se refiere a que cada consumidor de carga inductiva se le asigna un capacitor que suministre potencia reactiva para su compensación. La compensación individual es empleada principalmente en equipos de tienen una operación continua y cuyo consumo de la carga inductiva es representativo.

En este caso se conecta los condensadores en paralelo con cada carga. Ventajas:  Suprime los recargos por un exceso en el consumo de energía reactiva.  Produce energía reactiva en el lugar donde se consume y en la cantidad demandada.  Mejora los niveles de tensión.  Reducción de las pérdidas en los alimentadores principales y sub alimentadores.  Reduce el dimensionamiento de los cables y las perdidas por efecto  joule.

Desventajas:  Aumenta el costo de la instalación el necesitarse un condensador por cada carga.  Existe subutilización para aquellos capacitores que no son usados con frecuencia.

COMPENSACION GRUPAL: Es aconsejable compensar la potencia inductiva de un grupo de cargas cuando estas se conecten simultáneamente y demandan potencia reactiva constante, o bien cuando se tiene diversos grupos de cargas situados en puntos distintos.

Se denominan así porque los condensadores se instalan en barras que alimentan cargas agrupadas, por ejemplo plantas que tienen sus tableros de control de motores separados entre sí, como se muestra en la figura. Ventajas:   

Suprime los recargos por consumo de energía reactiva Aumenta la potencia disponible de la fuente de alimentación Reduce la corriente transportada por los cables alimentadores principales y por lo tanto reduce las perdidas en los mismos.

Desventajas:   



La potencia reactiva circula aguas debajo de la posición de los condensadores Se debe instalar un banco de condensadores por cada tablero Generalmente si las cargas tienen un comportamiento irregular se instala un equipo regulador automático La sobrecarga no se reduce en las líneas de alimentación principales

COMPENSACIÓN GLOBAL: Este tipo de compensación ofrece una solución generalizada para corregir el factor de potencia ya que la potencia total del banco de capacitores se instala en la acometida, cerca de los tableros de distribución de energía, los cuales, suministran la potencia reactiva demandada por diversos equipos con diferentes potencias y tiempos de operación. La potencia total del banco de capacitores se divide en varios bloques que están conectados a un regulador automático de energía reactiva, que conecta y desconecta los bloques que sean necesarios para obtener el factor de potencia previamente programando en un dicho regulador.

Se denomina global ya que el banco de condensadores se instala agrupando su efecto sobre el total de las cargas alimentadas por la barra principal como se puede apreciar en la figura. Ventajas:      

Mejor utilización de la capacidad de los banco de capacitores. Se tiene una mejora en la regulación del voltaje en sistema eléctrico Suministro de potencia reactiva según los requerimientos del momento. Es de fácil supervisión y mantenimiento. Sencillo de instalar y económico pues se trata de un solo equipo. Elimina las penalizaciones por consumo excesivo de energía reactiva.

Desventajas: 



Se requiere de un regulador automático del banco de capacitores para compensar según las necesidades de cada momento. Diversas líneas de distribución no son descargadas de la potencia reactiva.

Bancos de condensadores automáticos: Cuenta con un regulador de VARS que mantiene el FP prefijado, ya sea mediante la conexión o desconexión de capacitores conforme sea necesario Pueden suministrar potencia reactiva de acuerdo a los siguientes requerimientos:

 constantes  variables  instantáneos Se evitan sobretensiones en el sistema.

Elementos de los bancos automáticos:     

Capacitores fijos en diferentes cantidades y potencias reactivas (KVAR) Relevador de factor de potencia Contactores Fusibles limitadores de corriente Interruptor termomagnético general

Los bancos de capacitores pueden ser fabricados en cualquier No. De pasos hasta 27 (pasos estándar 5,7,11 y 15). El valor de los capacitores fijos depende del número de pasos previamente seleccionado, así como, de la cantidad necesaria en KVAR para compensar el FP a 1.0 A mayor número de pasos, el ajuste es más fino, dado que cada paso del capacitor es más pequeño, permitiendo lograr un valor más cercano a 1.0, no obstante ocasiona un mayor costo. La conmutación de los contactores y sus capacitores individuales es controlada por un regulador (vármetro). Esquema de un banco automático de capacitores.

SELECCION DE EQUIPO PARA EL PROYECTO DE INNOVACION REGULADOR DE ENERGIA REACTIVA: La designación de este equipo se realizó tras la comparación de beneficios, características técnicas que garanticen el correcto funcionamiento hasta la fecha programada del primer mantenimiento preventivo. Realizando una encuesta de preguntas entre los trabajadores de la empresa, seleccionamos tres marcas reconocidas mundialmente: Schneider, WEG, Siemens, Lifasa. Realizando un cuadro comparativo de sus respectivas características más importantes:

        

Número de contactos salida Tensión de alimentación. Tensión de medida. Modo de funcionamiento. Tipo de salida Corriente de contactos Ajustes modo funcionamiento. Tipo de programación del cos fi. Grado de protección IP. Temperatura y garantías.

VARLOGIC NRC12

SCHNEIDER

controlador de factor potencia Varlogic NR12 contactos de salida de 12 pasos Schneider

Número de contactos salida paso 12

Tensión de alimentación 110 V AC 50/60 Hz 220...240 V AC 50/60 Hz 380...415 V AC 50/60 Hz

Tensión de medida 110 V AC 50/60 Hz 220...240 V AC 50/60 Hz 380...415 V AC 50/60 Hz

WEG SIEMENS cuadro comparativo de selección controlador de factor de potencia Multímedidor Controlador de de Energía y Factor de Potencia Controlador BR6000 Automático del siemens Factor de Potencia weg Número de Número de contactos salida contactos salida paso 1250 ó 60 paso FP 06 Hz (modelos diferentes) Entrada de Tensión de tensión de alimentación 110 V alimentación 85 ..230 v AC 50/60 hasta 265 V ca / Hz 1-/+15% 110 hasta 300 V cc Entrada de Tensión de medida tensión de la 110 V AC 50/60 Hz medición 50 50/60 Hz hasta 500 V ca 30 ...415 V ( v-l) AC 50/60 Hz

LIFASA

controlador de factor de potencia MCE-12 LIFASA

Número de contactos salida paso 12 y 6

Tensión nominal alimentación (bornes C-D) 230, 400 o 480 V

Tensión de medida 110 V AC 50/60 Hz 220...240 V AC 50/60 Hz 380...415 V AC 50/60 Hz Modo de funcionamiento Modo de Modo de Modo de Manual funcionamiento funcionamiento funcionamiento Manual Manual Manual

Tipo de medición Ciclos de conmutación y contador de tiempo de conexión Cos µ Datos técnicos de red: carga y corrientes reactivas, voltaje, alimentación (S, P, Q) Distorsión armónica de tensión, total THD(U) Historia de alarma ,Pasos conectad Temperatura ambiente dentro del armario. Tipo de entrada Entrada corriente CT...X/5 A Fase a fase Fase a neutral Insensible a polaridad CT Insensible a polaridad de rotación de fase Tipo de salida Corriente de contactos de salidas libres 1 A 400 V CA 50/60 Hz Corriente de contactos de salidas libres 2 A 250 V CA 50/60 Hz Corriente de contactos de salidas libres 5 A 120 V CA 50/60 Hz Corriente de contactos de salidas libres 0,3 A 110 V CC

Rango de lectura factor de potencia 0,5i hasta 0,5c

RANGO DE MEDICION DE FACTOR DE POTENCIA potencia activa potencia aparente potencia reactiva

Entrada de corriente 0,05 hasta 5 A a través de transformadores de intensidad Fase a neutral no tiene datos

Medición de Medición de corriente x/5A - corriente 0.05A Y 5 1/5A A sobrecarga máxima + 20%

Ajustes modo Modo funcionamiento. operación Automático Manual Automático manual

Corriente de contactos de salidas libres 5 A 120 V CA 50/60 Hz

Precisión de la medida del cos Ø De 0,02 a 1 (digital) carga y corrientes reactivas, voltaje, alimentación (S, P, Q)

Corriente de contactos de salida 3VA (sin relés) y 5,5VA (6 relés conectador) 4VA (sin relés) y 8,5VA (12 relés conectados) …/5 A

(no incluido)

de Modo operación o Automático manual

de Modo operación o Automático manual

de o

Tipo de ajuste Cos phi objetivo 0,85 inductivo0,9 capacitivo Programación de la configuración de la fase Retraso entre 2 cambios sucesivos en la misma fase 10...600 s Selección de programas temporizados circular Selección de programas temporizados lineal Selección de programas temporizados normal Selección de programas temporizados óptimo. Soporte de montaje Perfil DIN 35 mm EN 50022

Tipo de ajuste Potencias activa, Cos phi objetivo reactiva y 0,85 inductivo- aparente: 2% 0,9 capacitivo Programación

Temperatura ambiente de funcionamiento 0...60 °C Temperatura ambiente de almacenamiento 20...60 °C

Temperatura de operación 0 °C hasta 55 °C Temperatura de almacenaje -25 °C hasta 75 °C

garantía 18 meses

garantía de 18 meses

Dimensiones - C para montaje x A x P (mm) 144 empotrado en x 144 x 86 cuadro de mando DIN 43 700, 144 × 144 x 55mm Grado de protección IP Grado de Grado de IP20 cara tras. IP41 cara protección IP40 protección IP40 frontal

Ajuste del factor C/K De 4 a 999 segundos (10s por defecto

para montaje empotrado en cuadro de mando 700, 144 × 144 x 55mm Grado de protección IP55 montado en panel (según EN60529) Temperatura de Temperatura de operación -20 a trabajo-10/+50ºC +60°C Rango de medición Temperatura de de temperatura almacenaje -20 °C Memoria de hasta 60 °C errores 2do set de humedad relativa parámetros -30 ... max de 90% 100°C Registro de los últimos 8 errores garantía de 12 garantía 18 meses meses

Controlador de factor potencia Varlogic NRC12 contactos de salida de 12 pasos Schneider: Tras los estudios realizados de comparación en la tabla e características seleccionamos a la marca  Varlogic NRC12 contactos de salida de 12 pasos Schneider. Un controlador con gran tecnología de mediciones y control. Con avanzada función de registro, control y alarma para bancos de capacitores para corrección de factor de potencias y filtrado de corriente armónica. Es también un multimedidor que indica todo los parámetros de la red en su display retroluminado y un completo analizador de armónicas de corriente y tención en todo su aspecto. Registra los principales parámetros de funcionamiento de la instalación y del banco de capacitores • Visualización en pantalla del cos fi y escalones conectados. • Ajuste de datos digital. • Ajuste automático del C/K. • Contacto de alarma separado. • Visualización en pantalla de la causa de la alarma: falta de kVAr, cos • • •

•

 _ capacitivo, C/K incorrecto, sobretensión, sobrecarga... Protección de los condensadores frente a micro cortes. Tensión de alimentación 110 V AC 50/60 Hz (220...240 V AC 50/60 Hz )( 380...415 V AC 50/60 Hz. Tipo de entrada entrada corriente CT...X/5 A Fase a fase, Fase a neutral, Insensible a polaridad CT, Insensible a polaridad de rotación de fase. Tipo de medición Ciclos de conmutación y contador de tiempo de conexión Cos µ Datos técnicos de red: carga y corrientes reactivas, voltaje, alimentación (S, P, Q) Distorsión armónica de tensión, total THD (U) Historia de alarma.

TABLA COMPARATIVA DE PRECIOS DE ALTERNATIVAS DE EQUIOS: El controlador de factor de potencia también fue seleccionado por el costo de equipo pero no sin antes conocer sus características con que cuenta cada equipo

PROVEEDOR 70402 Varlogic PFW01 BR6000-

CÓDIGO PASOS IICD1D1F86000001 MCE-12 52449 NR12 PF12 A7B93000002373 R12

PRECIO S/817,69 s/ 570,00 s/ 560,00 S/ 720,00

Varlogic NRC12 salida de 12 pasos Schneider es considerado como la mejor opción

CONSTRUCCIÓN DEL CONDENSADOR Tubular

Borne

Resistencia de cargas

Elemento

Resina o gas

CONDENSADOR TUBULAR TRIFÁSICO

Descripción Condensadores auto-re generantes con dieléctrico de polipropileno de bajas pérdidas. Disponen de un sistema de desconexión por sobrepresión que desconecta el condensador en caso de algún tipo de fallo interno. Se presentan montados en recipientes cilíndricos de aluminio, provistos de saliente roscado M12 para fijación y puesta a tierra. La conexión se realiza por terminales Faston dobles de 6,35 mm. Opcionalmente provistos de resistencias de descarga para conectar externamente. Estos condensadores están especialmente indicados para la compensación individual de pequeñas cargas inductivas y la construcción de pequeñas baterías de condensadores.

CONDENSADOR TUBULAR TRIFÁSICO Descripción Condensadores auto-degenerantes con dieléctrico de polipropileno de baja pérdidas sin impregnantes líquidos. Disponen de un sistema de desconexión por sobrepresión que desconecta el condensador en caso de algún tipo de fallo interno. Se presentan montados en recipientes cilíndricos de aluminio, provistos de saliente roscado M12 para fijación y puesta a tierra. La conexión se realiza por regleta con bornes tipo mordaza. Están provistos de resistencias de descarga integradas en la regleta de conexión. Estos condensadores están especialmente indicados para la compensación individual de pequeñas cargas inductivas y la construcción de pequeñas baterías de condensadores.

VENTAJAS DE LA CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA Con la compensación del factor de potencia se logra lo siguiente:  

Reducir el pago de energía eléctrica, los condensadores suministran la potencia reactiva que tradicionalmente provee la compañía suministradora.



Reducir las pérdidas por efecto Joule (I2.t) en los conductores.

VENTAJAS DE LA CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA 

Libera la capacidad de los transformadores



Mejor regulación de la tensión

¿Por qué instalamos condensadores? Los condensadores suministran la potencia reactiva requerida por las cargas inductivas. Inicialmente hay que considerar el costo del condensador. Compensando el factor de potencia, la compañía eléctrica ya no suministra los KVAR requeridos, esto lo hace el banco de condensador.

OBTENCION DEL FACTOR DE POTENCIA EXISTENTE El factor de potencia existente o inicial se puede obtener efectuando lo siguiente:



Por medio de mediciones



A partir del recibo de luz

PLANTA EN PRODUCCIÓN

PLANTA EN NO PRODUCCIÓN

En los meses de marzo a setiembre  la planta industrial PROCESADORA  ALTO LARAN S.A.C se encuentra en su máxima producción donde su máxima demanda de sus equipos eléctricos produce Energía Reactiva  a un 70% por la demanda de los productos cítricos. Con respecto al crecimiento a su facturación crece un 73%.

Durante los meses de octubre febrero  a la planta PROCESADORA ALTO LARAN S.A.C no hay producción durante esos meses por lo cual la Energía Reactiva disminuye 30% por la demanda de los productos cítricos quedando operativos solo equipos de mantenimientos y administrativos.

Años Meses Descripción Cargo fijo mensual Cargo por E.A en horas fuera de punta Cargo por E.A en horas de punta Cargo por E.R. que exceda el 30 % E.A. cargo por P.A. de generación en FP Cargo por P.A. de distribución en HP Total Años Meses Descripción

2015 Abril P. Parcial S/. 6.26 43389.26 12401.09 4160.26 26337.60 8859.60 S/. 95,147.81 2015 agosto P. Parcial S/.

2015 2015 2015 mayo junio julio P. Parcial S/. P. Parcial S/. P. Parcial S/. 6.32 6.33 6.25 47,336.54 48,578.21 46,693.06 12,426.07 13,576.96 12,627.56 4,712.98 4,878.45 4,207.23 29.073.50 30,480.41 26773.72 9513.19 9747.49 9183.71 S/. 9,513.19 S/. 9,747.49 S/. 35,957.43

2015 septiembre P. Parcial S/.

2015 octubre P. Parcial S/.

2015 noviembre P. Parcial S/.

Cargo fijo mensual Cargo por E.A en horas fuera de punta Cargo por E.A en horas de punta Cargo por E.R. que exceda el 30 % E.A. cargo por P.A. de generación en FP Cargo por P.A. de distribución en HP Total

Años Meses Descripción Cargo fijo mensual Cargo por E.A en horas fuera de punta Cargo por E.A en horas de punta Cargo por E.R. que exceda el 30 % E.A. cargo por P.A. de generación en FP Cargo por P.A. de distribución en HP Total

6.28 45,349,39 11,401,09 4,660,36 28,137,6 8459.90 S/. 8,466.18

2016 diciembre P. Parcial S/. 6.28

6.45 7,571.16 28,490.98 3,616.53 16,092.44 5965.25 S/. 5,971.70

2016 enero P. Parcial S/. 6.21

6.29 9,824.76 2,626.42 1,648.78 9651.05 3445.60 S/. 13,096.65

6.27 12,123.30 3,023.27 1,479.78 7,267.53 9243.05 S/. 9,243.05

2016 febrero P. Parcial S/. 6.27

2016 marzo P. Parcial S/. 6.45

9,546.25 2,369.56

S/. 9,423.85 S/. 2,132.98

9,725.65 2,552.45

8,890.98 31,571.16

1,372.58 6584.95 8198.68 S/. 14,783.63

S/. 1,468.69 S/. 5,956.35 S/. 7,263.47 S/. 26,245.34

1,643.68 9645.02 9235.56 S/. 18,880.58

4716.63 17,122.65 6.968.65 S/. 4,716.63

FACTURISACION DE ENERGIA REACTIVA ANUAL 6000

   A    V    I 5000    T    C    A4000    E    R 3000    A    I    G    R2000    E    N1000    E    E    D 0    O    T    S    O    C

MESES

POR MEDIO DE MEDICIONES Consiste en instalar un cosfimetro o un analizador de redes

OBTENCION DEL FACTOR DE POTENCIA EXISTENTE POR MEDIO DEL RECIBO DE LUZ SE PROCEDE DE LA SIGUIENTE MANERA: 

Hallar el consumo de energía activa total Ea

Ea = EAFP + EAHP EAFP = Energía Activa fuera de punta EAHP = Energía Activa en Horas de Punta 

Hallar el consumo de energía reactiva Er



Calcular la tangente del Angulo que corresponde al factor de potencia existente , aplicando :

Tangф1 =

 

ф1 = arc tang ( ER / E A ) 

Luego el factor de potencia existente seria: cosф1

DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DEL BANCO DE CONDENSADORES

Para determinar la capacidad del banco de condensadores lo podemos: 

Realizando cálculos teóricos.



Por medio de la tabla de factor de potencia inicial y corregido.

DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DEL BANCO DE CONDENSADORES REALIZANDO CALCULOS TEORICOS Q c = P x ( tgФ 1 - tg Ф2 )

Q = P x ( tg Ф - tg Ф  ) c

1

2

Dónde: Qc : Potencia Reactiva del banco de condensadores en KVAR. P

: Potencia activa de la carga a compensar en KW.