ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería en Electricidad y Computación

Instalaciones Eléctricas Industriales

DEBER CORRECCIÓN DE FACTOR DE POTENCIA

Profesor:

Ing. Holger Cevallos Ulloa

Alumno:

Ronald García Arcos

II TÉRMINO

2014-2015

DISEÑO DE BANCO DE CAPACITORES PARA CORRECCIÓN DE FACTOR

DE POTENCIA

ENUNCIADO DEL PROBLEMA

Con la siguiente información estimar un banco de capacitores y analizar el tiempo de recuperación de la inversión estimando los gastos incluidos en este proyecto de mejora del factor de potencia de una instalación eléctrica industrial. Considerar: Medición en alta: Tc 50:5; Tp 8400/120. Transformador de la Subestación 1000KVA - Delta / Y - 13.8 KV/230-127V - Z 4.19%. Mejorar el factor de potencia de la instalación. Considerar los costos vigentes de la energía y la demanda (sacar datos de investigación enviada al respecto).

METODOLOGÍA

1) Se realiza el levantamiento de datos obtenidos de un medidor industrial en media

tensión con registro con demanda.

2) Se realiza los cálculos en una planilla de Excel en base a los datos obtenidos del

medidor, de acuerdo a los correspondientes Cargos Tarifarios.

3) Se procede a seleccionar la estrategia de compensación más conveniente.

4) Se diseña el cuadro eléctrico con todos elementos que requiere un Banco de

Capacitores para corrección de FP.

5) Se realiza el análisis, a fin de estimar el tiempo de recuperación de la inversión.

DATOS OBTENIDOS DE UN MEDIDOR INDUSTRIAL

KW/hr

Actual Anterior

4453 38175096 44535785 50966459 57857174 64597852 7174

KVAR/hr

Actual Anterior

5369 5001

5703 5369

6098 5703

6489 6098

6854 6489

7259 6854

Cálculos realizados para mejorar el factor de potencia

Cálculo del factor de corrección

Registrador de Demanda Horario industriales en media y alta tensión (FCI)

DP = Demanda máxima registrada por el consumidor en las horas de demanda pico de la empresa eléctrica (18h00 – 22h00).

DM = Demanda máxima durante todo el mes.

Cálculo de la demanda máxima mayor entre horas pico y resto de horas

Cálculo de la demanda máxima facturable en KW

Cálculo de ángulos en radianes

radianes radianes

0,524547817 0,3481660210,479078483 0,3481660210,520551704 0,3481660210,525672605 0,3481660210,47200396 0,348166021

0,538465105 0,348166021

DEMANDA MÁXIMA

A (resto de horas)

B (horas pico) Fc FCI MAX DEM DKW

1,50 1,30 0,867 0,8 1,50 10501,42 1,37 0,965 1,2 1,42 9941,50 1,48 0,987 1,2 1,50 10501,31 1,45 1,107 1,2 1,45 10151,23 1,34 1,089 1,2 1,34 9381,19 1,39 1,168 1,2 1,39 973

Para lo cual escogemos un factor de potencia mayor a 0,92, para este trabajo escogemos 0,94.

Cálculo de Qc real en kvar

radianes QC[kvar] REAL

0,215664818 226,44805890,15648859 155,54965860,21034310 220,86025040,21716716 220,4246675

0,147537976 138,39062170,234393599 228,0649713

Cálculo de Capacitancia fija

Datos del transformador:

La corriente que pasará por el capacitor fijo (capacitor que no entra dentro del control del relé varimétrico y sirve para compensar la potencia reactiva del transformador) será del 3 al 5% de la corriente nominal del transformador. Para este trabajo escogemos 3%.

Entonces se necesitaran 3 capacitores de 10KVAR conectados en delta, cuyas potencias reactivas (KVAR) suman 30KVAR.

Cálculo de pasos de capacitores y capacitancia por paso

Ahora para calcular el número de pasos que se activarán en nuestro relé varimétrico de 12 pasos, para compensar la capacitancia y corregir el factor de potencia en cada caso escogemos 3x12KVAR por cada paso (12KVAR CAPACITACIA EN EL MERCARDO).

# PASOS APROX.

# PASOS REALES

4,36551242 42,78999241 34,2413389 4

4,23165928 42,40868048 24,40144381 4

Cálculo de potencia corregido

Q[kvar] BANCO

QC

Fp CORREGID

O180 0,958980452135 0,955295882180 0,954603161180 0,9543286990 0,933345606

180 0,949102418Cálculo de planillaje con el factor de potencia no corregido

Cálculo de factor por bajo factor de potencia

Cálculo del consumo de energía USD/KWh

Cálculo del consumo de energía USD/KWh

Cálculo de la penalización por bajo Factor de potencia

Cálculo de la tarifa por recolección de basura

Art. 7.- TARIFA.- Los abonados residenciales, cuyo consumo no sea superior a 300 kilovatios horas al mes, pagarán una tarifa igual al cuatro y medio por ciento (4.5%) del salario mínimo vital general (SMVG). El resto de abonados, fuera del caso anterior, pagarán una tarifa del doce y medio por ciento (12.5%) sobre su base imponible.

http://www.guayaquil.gov.ec/

La municipalidad, ordenanzas y reglamentos, Recolección de basura

Cálculo de la tarifa por alumbrado público

Artículo 5. Sustitúyanse los artículos 3 y 4 de la Ordenanza Reformatoria a la Ordenanza Sustitutiva para el cobro de la tasa para el alumbrado público del cantón Guayaquil, que fue reformada por la Ordenanza publicada en el Registro Oficial No. 99 del 31 de diciembre de 1998, por los siguientes:

COMERCIAL, INDUSTRIAL Y ESCENARIOS DEPORTIVOS: Las personas naturales o jurídicas que se encuentren dentro de estas categorías, como sujetos pasivos pagarán una tasa equivalente al 6% de la base imponible.

http://www.guayaquil.gov.ec/

La municipalidad, ordenanzas y reglamentos, Ingresos Municipales

26-07-2007. Ordenanza modificatoria a la Ordenanza codificadora y reformatoria de la Ordenanza de determinación y recaudación de la tasa para la recolección transporte y disposición final de desechos sólidos y la fiscalización.pdf

Cálculo de la tarifa contra incendios

CAPITULO VDe los Recursos Económicos

Art. 32.- Además de los recursos económicos señalados por leyes especiales, los cuerpos de bomberos tendrán derecho a una contribución adicional mensual que pagarán los usuarios de los servicios de alumbrado eléctrico a cuyos nombres se encuentren registrados los medidores, en la siguiente escala:

1. El equivalente al cero punto cincuenta por ciento (0.50%) de la remuneración básica mínima unificada los medidores de servicio residencial o particular.

2. El equivalente al uno punto cinco por ciento (1.5%) de la remuneración básica mínima unificada los medidores destinados al servicio comercial.

3. El equivalente al tres por ciento (3%) de la remuneración básica mínima unificada a los medidores destinados a los pequeños industriales y el equivalente al seis por ciento (6%) del salario mínimo vital a los medidores de los demás industriales.

Tarifa para bomberos

$21,24$21,24$21,24$21,24$21,24$21,24

Cálculo de planillaje total

Cálculo de planillaje con el factor de potencia corregido

Se realizan los mismos cálculos anteriores a excepción que ahora no se toma en cuenta la penalización por bajo factor de potencia, ya que con el uso del Relé varimétrico se compensa y corrige el factor de potencia.

Inversión del proyecto

Costo Inicial del Proyecto $ 29.072,89

Ahorro Mensual $ 2.487,30

Tiempo de Recuperación de Inversión en Meses 12