Composición De Potencia Reactiva

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

COMPENSACIÓN DE POTENCIA REACTIVA

TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO ELECTRICISTA

PRESENTA ENRIQUE GÓMEZ MORALES

MEXICO, D.F.

OCTUBRE 2009

INDICE

Página Resumen Introducción Nomenclatura Lista defiguras Lista de tablas 1 2 4 5 7

Capitulo 1

Generalidades para implementar bancos de capacitores 1.1 Tipos de cargas 1.2 Tipos de potencia 1.3 Métodos de compensación de potencia reactiva 1.4 Corrección del factor de potencia 1.5 Capacitor

9 9 15 18 20 24

Capitulo 2

Aspectos a considerar para instalar bancos de capacitores 2.1 Partes principales de un capacitor 2.2 Conexión de losbancos de capacitores 2.3 Selección del banco de capacitores 2.4 Efecto de resonancia 2.5 Componentes armónicas en bancos de capacitores

26 26 28 30 33 36

Capitulo 3

Metodología para la compensación de potencia reactiva 3.1 Cálculo de la potencia reactiva 3.2 Cálculo del número de unidades capacitivas 3.3 Introducción al software Power World Simulator 13 3.4 Instalación de los bancos decapacitores 3.5 Selección del tipo de compensación 3.6 Compensación en sistemas con armónicas

39 39 43 45 48 54 57

INDICE

Capitulo 4

Beneficios de la aplicación de los bancos de capacitores 4.1Control de tensión 4.2 Incremento en la capacidad del sistema 4.3 Reducción de pérdidas 4.4 Reducción de cargos por facturación 4.5 Análisis económico por medio de la corrección del factor depotencia

68 68 71 73 77 78

Resultados Obtenidos. Análisis de Resultados.

83 87

Conclusiones. 88 Recomendaciones. Bibliografía. 89 90

RESUMEN

RESUMEN

En el presente trabajo se realizó la compensación de potencia reactiva en una industria mostrando los beneficios obtenidos al llevar a cabo la compensación de potencia reactiva por medio de bancos de capacitores, demostrando que alcorregir el factor de potencia se logra alcanzar un ahorro mensual del 9% en las facturas eléctricas una vez que se corrigió el factor de potencia, esto sumado a los beneficios obtenidos por la disminución de pérdidas en los alimentadores, reducción del calibre de conductores y la liberación de capacidad en los transformadores en un 20% , los cuales se presentan en la simulación realizada en elPower World Simulator 13 para analizar los flujos de carga, justificando con ello el empleo de bancos de capacitores en un sistema industrial. Para la realización de este trabajo se consultó la norma mexicana NMX-J-203/1-ANCE, esta norma indica las especificaciones técnicas y lineamientos que se deben cumplir para la utilización de bancos de capacitores en baja y media tensión, así como lasconsideraciones tomadas del manual de compensación de potencia reactiva elaborado por el grupo Schneider Electric. También se consideró el uso de las facturas eléctricas del Grupo Industrial S.A. de C.V. de la guía de aplicación de tarifas eléctrica de la compañía de Luz y Fuerza del Centro, así como las tarifas actuales de esta misma compañía. Los métodos para efectuar el cálculo del factor de potenciaobtenidos en la metodología que aquí se presenta donde estas pueden variar dependiendo de los datos que se tengan, uno de estos métodos que se presentan es por el método de tablas, con equipos de medición de energía y por medio de la tarifa eléctrica principalmente, esto con la finalidad de dar mas herramientas para el cálculo de compensación de potencia reactiva y cálculo del factor de potencia. Eneste trabajo se llega a la conclusión que el método de compensación individual es el mas efectivo dado que se reducen tanto las pérdidas por efecto Joule en las líneas como la reducción de las capacidades de los transformadores, pero también es el mas costoso ya que se tiene que conectar un banco por cada carga que se tenga conectado en el sistema, mientras que en los otros casos se puede tener...