Procesos electricos

Medición de variables eléctricas, para determinar el consumo de energía con diferentes tipos de brazos en una máquina amasadora.

Introducción
La energía eléctrica es uno de los insumos que cualquier empresa o individuo utiliza todos los días con seguridad. En una empresa de procesos, la facturación de energía eléctrica representa un porcentaje considerable de los costos de producción. Esposible disminuir estos costos al optimizar la operación de los elementos de un sistema eléctrico, mediante la implantación de un programa de ahorro de energía eléctrica.

Introducción
Una manera de conocer las áreas de oportunidad en donde se puede ahorrar energía, es registrando el comportamiento de variables eléctricas en un área de la instalación o en un elemento importante de la misma. Unavez analizados esos registros, es posible determinar alguna acción preventiva o correctiva la cual permita disminuir el consumo de energía y por consiguiente, tener ahorros económicos, estas acciones pueden ser desde cambiar el patrón de funcionamiento de un área de la instalación o elemento, hasta la sustitución de elementos del sistema.

Objetivo de las mediciones
Realizar mediciones devariables eléctricas en el motor de 150 HP de la máquina mezcladora de una planta elaboradora de pan, con el fin de comparar la energía consumida con dos tipos de brazos para amasar y así determinar con cual brazo se obtiene el menor consumo de energía. El resultado de este trabajo, determinará el que se implente el uso de uno y otro brazo en cada planta del pais, de la empresa solicitante.Desarrollo
Se compararon las mediciones realizadas en diferentes días, tomando muestras de los ciclos de amasado de las mezclas pan, lo que implica que se tienen 2 condiciones de operación registradas En cada medición realizada se registraron los siguientes parámetros:
Voltaje de línea a línea, Vab, Vbc, Vac. Potencia aparente trifásica en kVA. Potencia reactiva trifásica en kVAr. Factor de potencia.Corrientes de línea, Ia, Ib e Ic. Distorsión total de voltaje y corriente, THD.

Las mediciones se realizaron cada segundo, con la intención de registrar detalladamente la curva de operación de cada uno de los parámetros monitoreados y registrar las variables relacionadas con la calidad del suminitro.

Cálculo de la Energía consumida con cada brazo
Para comparar la energía consumida por elmotor con uno u otro tipo de brazo, se procedió a realizar una serie de simulaciones analíticas en un programa de análisis de sistemas eléctricos El motor se modeló como una carga, y su operación es representada mediante las curvas de demanda obtenidas de los registros analizados.

Amperes 100 120 20 40 60 80 0 10:15:17 10:15:32 10:15:47 10:16:02 10:16:17 10:16:32 10:16:47 10:17:02 10:17:1710:17:32 10:17:47 10:18:02 10:18:17 10:18:32 10:18:47 10:19:02 10:19:17 10:19:32 10:19:47 10:20:02 10:20:17 10:20:32 10:20:47 10:21:02 10:21:17 10:21:32 10:21:47 10:22:02 10:22:17 10:22:32 10:22:47 10:23:02 10:23:17 10:23:32 10:23:47 10:24:02 10:24:17 10:24:32 10:24:47 10:25:02 10:25:17 10:25:32 10:25:47 10:26:02 Horas KVA 3f

Pot Aparente

Cálculo de la Energía consumida con cada brazoMediciones reales à à à à
Motor 2 150 HP

Terminal
Ul=440.00 V u=1.00 p.u. phiu=-0.00 deg

Fuente

72.29 kW 13.74 kvar 0.98

S 73.59 kVA cosphi 0.98

Simulación digital

Simulación digital
Dentro del simulador se aprovecha la realización de una simulación de flujos de carga por cada segundo registrado y se reproduce el comportamiento de las curvas de demanda.
107.8 22.03
DIgSILENT85.21

17.42

62.62

12.80

40.04

8.183

17.45

3.567

-5.133 0.00 146.0 292.0 438.0 Fuente: Active Power in kW 584.0 [-] 730.0

-1.049 0.00 146.0 292.0 438.0 Fuente: Reactive Power in kvar 584.0 [-] 730.0

110.0

1.001

86.97

1.00

63.91

0.99

40.86

0.99

17.81

0.98

-5.239 0.00 146.0 292.0 438.0 Fuente: Apparent Power in kVA 584.0 [-] 730.0

0.98...