II Congreso eficiencia energética eléctrica

Madrid 24 octubre 2012 IFEMA – Auditorio Sur

Energía reactiva y armónicos. Importancia en la e3

Juan Martínez Vázquez

II Congreso eficiencia energética eléctrica

Madrid, 24 octubre 2012 IFEMA – Auditorio Sur

Índice 1 INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA REACTIVA

2 LA COMPENSACIÓN DE ENERGÍA REACTIVA

3 LAS DISTORSIONES ARMÓNICAS

4 FACTOR DE POTENCIA: REACTIVA + ARMÓNICOS

5 CONCLUSIONES

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cos(φ) €/kVArh

cos(ϕ) ≥ 0,95 -

0,8 ≤ cos(ϕ) < 0,95 4,1554 c€

cos(ϕ) < 0,8 6,2332 c€

1 INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA REACTIVA

P: Potencia Activa (W)

Q: P

oten

cia

Re

activ

a (v

ar)

ϕ

𝑃𝐽𝐽𝐽𝐽𝐽 = 𝐼2𝑅 =𝑃2𝑅

3𝑈2 cos2(𝜑)

𝐼 =𝑃

3𝑈 cos(𝜑)

∆𝑈 = 𝐼𝐼 =𝑃𝐼

3𝑈 𝑐𝑐𝑐(𝜑)

Sobrecargas y calentamiento de conductores

Aumentan las pérdidas caloríficas

Aumenta la caída de tensión

Penalización económica

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2 LA COMPENSACIÓN DE ENERGÍA REACTIVA

P: Potencia Activa (W)

Q: P

oten

cia

Re

activ

a (v

ar)

ϕ

Pote

ncia

Ca

paci

tiva

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3 LAS DISTORSIONES ARMÓNICAS

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3 LAS DISTORSIONES ARMÓNICAS

Orden: 1,2,…n Frecuencia: n·50 Hz Secuencia: Positiva Negativa Cero

Onda fundamental: 50 Hz

Orden 1 2 3 4 5 6 n

Frecuencia 50 100 150 200 250 300 n·50

Secuencia + - 0 + - 0 ···

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3 LAS DISTORSIONES ARMÓNICAS

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 3 5 7 9 11 13

𝑇𝑇𝑇𝑓 =ℎ2 2 + ℎ3 2 + ⋯+ ℎ𝑛 2

ℎ1∙ 100%

𝑇𝑇𝑇𝑟 =ℎ2 2 + ℎ3 2 + ⋯+ ℎ𝑛 2

ℎ1 2 + ℎ2 2 + ⋯+ ℎ𝑛 2∙ 100%

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4 FACTOR DE POTENCIA: REACTIVA + ARMÓNICOS

𝑆2 = 𝑈2 ∙ 𝐼2 = 𝑈12 ∙�𝐼𝑖2∞

𝑖=1

= 𝑈12 ∙ 𝐼12 + 𝑈12 ∙�𝐼𝑖2∞

𝑖=2= 𝑆12 + 𝑇2

𝑆12 = 𝑃2 + 𝑄12

𝑃2

𝑄12 𝑆12

𝑇2

𝑆2

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4 FACTOR DE POTENCIA: REACTIVA + ARMÓNICOS

Si se puede considerar que FP ≈ cos(ϕ), ¿por qué es importante conocer las distorsiones armónicas para compensar la reactiva?

La influencia de los armónicos en la Eficiencia Energética Eléctrica

Aparición del fenómeno resonante con los equipos de condensadores destinados a la compensación de la Energía Reactiva

Aumento de la intensidad por el neutro

Incremento del valor eficaz de la intensidad

Sobrecalentamiento y vibraciones en motores

Los condensadores son un camino de baja impedancia: 𝑋𝐶 = 12𝜋𝑓𝐶

Posible aparición del fenómeno resonante

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4 FACTOR DE POTENCIA: REACTIVA + ARMÓNICOS

𝐼 =𝑅𝐿 + 𝑗𝑋𝐿 ∙ 𝑅𝑆 + 𝑗𝑋𝐶𝑅𝐿 + 𝑅𝑆 + 𝑗 𝑋𝐿 − 𝑋𝐶

𝑋𝐿 = 𝜔𝜔

𝑋𝑐 =1𝜔𝜔

� → 𝑋𝐿 = 𝑋𝐶 → 𝜔𝑅 =1𝜔𝜔

|Z|

ω

URED

IL IC

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5 CONCLUSIONES

Factor de Potencia = Energía Reactiva + Armónicos

La legislación Española penaliza el consumo de energía reactiva

Es necesario conocer la presencia de armónicos para la correcta compensación de energía reactiva

La corrección del factor del factor de potencia contribuye a la Eficiencia Energética Eléctrica:

Optimizando el funcionamiento de motores y transformadores

Disminuyendo las pérdidas caloríficas

Mejorando la calidad del suministro

Aumentando la capacidad de la REE

Reduciendo la caída de tensión

Promoviendo el Ahorro Económico

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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