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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL ESCUELA DE INGENIERÍA ESTUDIO TÉCNICO ECONÓMICO PARA EL CAMBIO DE TENSIÓN DE LOS CIRCUITOS DE FUERZA Y CONTROL DE LA FÁBRICA MONTERREY AZUCARERA LOJANA "MALCA" PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y CONTROL GONZALO LEONEL CUENCA RIOFRIO DIRECTOR: Ing. Germán Castro Quito, Enero 2001
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ESCUELA POLITÉCNICANACIONAL
ESCUELA DE INGENIERÍA
ESTUDIO TÉCNICO ECONÓMICO PARA EL CAMBIO DE TENSIÓNDE LOS CIRCUITOS DE FUERZA Y CONTROL DE LA FÁBRICA
MONTERREY AZUCARERA LOJANA "MALCA"
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DEINGENIERO EN ELECTRÓNICA Y CONTROL
GONZALO LEONEL CUENCA RIOFRIO
DIRECTOR: Ing. Germán Castro
Quito, Enero 2001
DECLARACIÓN
Yo, Gonzalo Leonel Cuenca Riofrío, declaro bajo juramento que eltrabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamentepresentada para ningún grado o calificación profesional; y que heconsultado las referencias bibliográficas que se incluyen en estedocumento.
A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedadintelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela PolitécnicaNacional, según io establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, porsu Reglamento y por la normatividad institucional vigente.
Gonzalo L."Cuenca R.
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Gonzalo LeonelCuenca Riofrío, bajo mi supervisión.
Ing. Germán CastroDIRECTOR DEL PROYECTO
AGRADECIMIENTOS
Quiero dejar constancia de mi más sentido agradecimiento a la Escuela
Politécnica Nacional primera institución de enseñanza técnica superior del
Ecuador, en especial al Ing. Germán Castro quien gracias a sus consejos y
acertada dirección de esta tesis de grado ha colaborado para llevarla a feliz
término.
De igual manera a Monterrey Azucarera Lojana C. A. en la persona del Ing. Fausto
Rivera Superintendente de Fábrica, quién tuvo la confianza en mi persona para
encargarme la realización del presente estudio.
Gonzalo Cuenca R.
A MIS PADRES
C O N T E N I D O
PRESENTACIÓNAntecedentesObjetivosAlcanceDescripción genera! del proyecto
Capitulo 1DESCRIPCIÓN DEL PROCESO INDUSTRIAL PARA LA OBTENCIÓN DELAZÚCAR1.1 Descripción operativa del sistema industrial
1.1.1 El ingenio azucarero Monterrey dentro de la agroindustria ecuatoriana1.1.2 Etapas industriales1.1.3 Descripción del proceso de obtención del azúcar de caña crudo
Pesaje de cañaDispositivos de descargaExtracción del jugoPurificación del guarapoEvaporaciónClarificación del jarabe crudoCristalizaciónCentrifugación o purgaEnvase
1.2 Evolución de la capacidad de molienda1.3 Sistemas de alimentación eléctrica para la fábrica
1.3.1 GeneraciónEnergía HidroeléctricaEnergía TermoeléctricaEnergía Turboeléctrica
1.3.2 Transmisión1.3.3 Distribución
1.4 Equipo electromecánico que interviene en las diferentes etapas del proceso deobtención del azúcar.
BombasPicadorasMolinosBandas de transportaciónVentiladoresCentrífugas
Capitulo 2EL SISTEMA ELÉCTRICO ACTUAL2.1 Identificación de los centros de carga2.2 Detalle técnico de la instalación actual
2.2.1 La carga instaladaPicadorasMolinosSecadoraCentrífugasCaldera de bagazoAlcalizaciónSulfitaciónFiltros de cachazaTaller soldadorasMotor Hidráulico molino # 2Motor Hidráulico molino # 3Caldera de bunkerPuente de grúaGrúa Hilo
2.2.2 Circuitos de fuerza2.2.3 Circuitos de mando
2.3 La carga de operación normal2.4 Régimen de operación de los centros de carga.2.5 Demanda energética del ingenio Monterrey
Capítulo 3CONDICIONES PARA EL CAMBIO DE VOLTAJE3.1 El nuevo turbogenerador
3.1.1 Características técnicas eléctricas3.1.2 Potencia máxima que podrá generarse
3.2 Razones técnicas para el cambio de voltaje3.2.1 Disminución de corrientes nominales3.2.2 Disminución de la temperatura de operación3.2.3 Aumento del flujo de potencia en los circuitos instalados3.2.4 Mejora las condiciones de trabajo de los elementos de maniobra3.2.5 Disminución de corrientes nominales en elementos de protección3.2.6 Se sobredimensionan los terminales de conexión3.2.7 Disminución de la corriente nominal en los motores instalados3.2.8 Disminución de la caída de tensión en los cables3.2.9 Disminución de las pérdidas de potencia en la línea3.2.10 El voltaje del nuevo turbogenerador
3.3. Desventajas del cambio de voltaje
Capítulo 4LA INSTALACIÓN PROPUESTA4.1 Restricciones
4.1.1 Restricciones físicasLa segundadLa confiabilidadLa simplicidadLa flexibilidad
4.1.2 Restricción administrativa4.2 Determinación de la carga4.3 Voltaje del sistema
4.3.1 Voltaje del sistema primario4.3.2 Voltaje del sistema secundario
4.4 Variaciones del voltajeCaída de voltajeIntervalo permisibleRegulación de voltaje
4.5 Sistema Primario y secundario4.5.1 Sistema primario4.5.2 Sistema secundario
4.6 Cables, Barras y terminales4.6.1 Cables4.6.2 Barras4.6.3 Terminales
4.7 Fallas4.7.1 Sobretensiones4.7.2 Sobrecogientes4.7.3 Calculo de fallas4.7.4 Fuentes de corrientes de fallas
GeneradoresMotores sincrónicosMotores de inducción
4.8 Protecciones4.8.1 Alternativas de protección
4.9 Puesta a tierra del sistema4.10 Factor de potencia4.11 Requerimientos especiales
4.11.1 Energía de emergencia4.11.2 Instrumentos de medición eléctrica4.11.3 Iluminación Industrial
4.12 Otros4.12.1 Circuitos de fuerza
MotoresCircuitos especialesArrancadores
4.12.2 Circuitos de mando
Capitulo 5EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL CAMBIO DE VOLTAJE5.1 Restricción administrativa5.2 Métodos de evaluación económica de proyectos
5.2.1 Rentabilidad5.2.2 Tasa interna de retorno5.2.3 Relación beneficio costo
5.3 Proyecciones de los datos obtenidos5.3.1 Periodo de análisis5.3.2 Métodos de correlación
Aproximación linealAproximación cuadráticaAproximación logarítmicaAproximación mediante la fórmula del montoProyección de toneladas molidasProyección de sacos producidosProyección de energía requerida
5.4 Razones económicas para el cambio de voltaje5.5 Costos de inversión del proyecto
5.5.1 Inversión inicialTiempo calculado para recuperar la inversión inicialCosto de ingeniería y mano de obra
5.6 Costo de alternativas de la instalaciónCostos de alternativas
5.7 Análisis económico de la instalación a 440 V.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESConclusionesRecomendaciones
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEXOS
R E S U M E N
Se presenta el Estudio Técnico Económico para el cambio de tensión de los
circuitos de fuerza y control de la industria Monterrey Azucarera Lojana C, A.
"MALCA".
Se describe el proceso industrial para la obtención del azúcar, relacionándolo con
los requerimientos de energía eléctrica necesarios para el mismo y se realiza un
análisis del sistema eléctrico actual. Se exponen las condiciones para el cambio
de voltaje, sus ventajas y desventajas técnicas, se propone la nueva instalación a
440 V 60 Hz. y se realiza un análisis económico cualitativo del cambio de tensión.
P R E S E N T A C I Ó N
La Escuela de Ingeniería de la Escuela Politécnica Nacional, tiene como uno de
sus objetivos fundamentales el formar profesionales que sean capaces de
resolver los problemas técnicos que se presentan en la industria ecuatoriana.
Es deber nuestro como profesionales politécnicos, encontrar las soluciones para
resolver estos problemas técnicos, que se presentan a diario. De esta manera
estamos contribuyendo al progreso del Ecuador.
La energía eléctrica utilizada en la industria, se aplica principalmente para
accionar y controlar impulsores eléctricos de sistemas electromecánicos y en
procesos de calefacción e iluminación. Estos sistemas electromecánicos se
utilizan para formar, transportar y conformar las diferentes materias primas y
materiales involucrados en el proceso industrial.
El ingeniero especialista en Electrónica y Control, entre otras cosas, debe estar en
condiciones de resolver los problemas técnicos que se presenten en las
instalaciones industriales. Debe garantizar que se utilicen los criterios técnicos
adecuados y optimizar los recursos económicos.
Este proyecto, pretende resolver el problema del cambio de tensión en una
instalación industrial específica, es una guía que deberá ser utilizada en la parte
operativa del cambio de voltaje junto con normas y manuales técnicos. Para de
esta manera llegar a establecer la mejor instalación eléctrica industrial desde el
punto de vista técnico y económico.
ANTECEDENTES
En los últimos años, la globalización y los adelantos tecnológicos han obligado a
la agroindustria ecuatoriana ha modernizarse; además los costos de la energía
eléctrica han aumentado considerablemente y es necesaria la modernización y
estandarización de los equipos de manufactura especialmente en las
instalaciones industriales.
En este contexto Monterrey Azucarera Lojana Compañía Anónima ha invertido
considerables recursos en un proyecto de autogeneración de energía eléctrica
con la compra de un nuevo turbogenerador y una nueva caldera para producir
vapor.
Este turbogenerador construido especialmente para las necesidades de la
empresa, tiene por característica principal que generará un voltaje trifásico a 440V
60Hz. Y debido a que actualmente el voltaje con que se encuentra operando la
instalación industrial es 220V 60Hz, surgió la necesidad de establecer las
condiciones económicas y principaimente técnicas con que se debería realizar el
cambio de voltaje de las instalaciones de fuerza y mando de la fábrica de azúcar.
Por esto se realiza el presente trabajo de tesis de grado con el tema: ESTUDIO
TÉCNICO - ECONÓMICO PARA EL CAMBIO DE TENSIÓN DE LOS
CIRCUITOS DE FUERZA Y CONTROL DE LA INDUSTRIA MONTEREY
AZUCARERA LOJANA 'MALCA'.
OBJETIVOS
Realizar el estudio técnico económico enfocado al cambio de voltaje a 440
V de los circuitos de fuerza y control de la fábrica MALCA
Establecer las condiciones eléctricas para elevar la capacidad de
producción del ingenio Monterrey.
Llevar a un estudio de los equipos eléctricos involucrados analizando la
conveniencia económica de este cambio
Proponer soluciones a problemas técnicos detectados en el sistema
eléctrico que justifique los cambios propuestos
ALCANCE
Se ha elaborado este documento como una propuesta de las características
técnicas y económicas de la instalación futura a 440 V. Es preciso indicar que el
proyecto no comprende la parte operativa del cambio de voltaje se limita a realizar
el estudio previo, siendo este un documento de vital importancia dentro de la
empresa azucarera para la toma de decisiones futuras relacionadas con el cambio
de voltaje.
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO
El desarrollo del presente trabajo de tesis, empieza con una descripción del
proceso de industrialización de la caña de azúcar, establece las fuentes de
energía eléctrica disponibles e identifica las instalaciones eléctricas que
intervienen en las diferentes partes del proceso.
Consta además de un análisis técnico del sistema eléctrico actual, identifica los
centros de carga existentes y describe la instalación actual.
Se exponen además las condiciones técnicas para el cambio de voltaje. Se
propone las características generales de la futura instalación y se realiza
finalmente una evaluación económica del mismo, sin dejar de analizar sus
razones, ventajas y desventajas.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO INDUSTRIAL PARA LAOBTENCIÓN DEL AZÚCAR
DESCRIPCIÓN OPERATIVA DEL SISTEMA INDUSTRIAL
EVOLUCIÓN DE LA CAPACIDAD DE MOLIENDA
SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA PARA LA FÁBRICA
EQUIPO ELECTROMECÁNICO QUE INTERVIENE EN LASDIFERENTES ETAPAS DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DELAZÚCAR.
1.1 DESCRIPCIÓN OPERATIVA DEL SISTEMA INDUSTRIAL
1.1.1 EL INGENIO AZUCARERO MONTERREY DENTRO DE LAAGROINDUSTRIA ECUATORIANA
El ingenio Monterrey geográficamente se ubica en el valle de Catamayo provincia
de Loja a 500 Km al sur de Quito. Fue fundado en 1960 por Don Alberto Hidalgo,
desde entonces se ha convertido en el eje del desarrollo del valle de Catamayo y
en la principal fuente de trabajo de la provincia de Loja.
La misión de Monterrey Azucarera Lojana C. A., en su calidad empresa agro
industrial, es asegurar plenamente e! abastecimiento de productos derivados de la
caña de azúcar en la región sur del país. A través de la diversificación y
expansión de sus actividades productivas se constituye en el líder empresarial de
la provincia de Loja.
Sus operaciones son ejecutadas procurando la calidad total y el aprovechamiento
sustentable del medio ambiente, para cuyo fin se propone incorporar procesos y
tecnologías de vanguardia, que hagan viable el aprovechamiento óptimo de los
recursos y la obtención de productos de alta calidad con el menor precio posible,
para satisfacción de todos sus clientes.
Fomenta el desarrollo de la comunidad, brindando plazas de trabajo,
remuneraciones justas y principalmente la oportunidad de desarrollo personal de
toda su fuerza laboral.
Su principal producto es el azúcar blanco, el cual se envasa en sacos de 50 Kg y
tiene las siguientes características:1
Humedad = 0.049%
Cenizas = 0.325%
Datos tomados de la página WEB de MALCA www.malca.com
Color = 249 Icumsa
Turbidez = 187.5 Icumsa
Sulfitos = 5.4 p.p.m.
Insolubles = 79 p.p.m.
Icumsa: norma internacional química para medir el color
p.p.m.: partes por millón.
Se identifica en el siguiente diagrama de bloques del gráfico 1.1 que nuestro
producto inicial (la caña) está directamente asociado a nuestro producto final (el
azúcar):
P R O C E S O AZÚCAR
GRÁFICO 1.1 DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL TRATAMIENTO DE LA
CAÑA DE AZÚCAR
1.1.2 ETAPAS INDUSTRÍALES:
En cuanto se refiere a la obtención del azúcar, se establece que el proceso,
puede ser dividido específicamente en etapas industriales, por las cuales se
experimenta una transformación del jugo de caña en azúcar blanco.
Estas etapas industriales se resumen en 9 grandes grupos necesarios para el
proceso:
Pesaje
Manipuleo
Preparación
Extracción
Purificación
Evaporación
Cristalización
Centrifugación
Envase
En el diagrama de bloques de el gráfico 1.2 se puede visualizar la concatenación
de las etapas dentro del proceso de industrialización del azúcar:
10
PESAJE
MANIPULEO
PREPARACIÓN
EXTRACCIÓN
PURIFICACIÓN
EVAPORACIÓN
CRISTALIZACIÓN
CENTRIFUGACIÓN
MESACONDUCTORPICADORADESFIBRADORA
MOLINO 1MOLINO 2MOLINO 3MOLINO 4
ALCALIZACIÓNPRECALENTADORSULFITACIÓNCALENTADORCLARIFICADORFILTRACIÓN
CALENTADORPREEVAPORADOREVAPORADORTACHO 1TACHO 2TACHO 3TACHO 4
CRISTALIZADORESMEZCLADORES DE MASA
GRÁFICO 1.2 DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA INSTALACIÓN INDUSTRIAL
PARA ESTABLECER EL PROCESO DE OBTENCIÓN DEL AZÚCAR
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1.1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE CAÑACRUDO.
Referencia: Manual del azúcar de caña. James C.P. Chen. Editorial Noriega-
LIMUSA. México. 1991.
Manual para ingenieros azucareros E. Hugot. Editorial CECSA.
México. 1984
Pesaje de la caña: La caña se pesa por lo general en grandes básculas de
plataforma junto con la unidad de transporte en la que se recibe en el ingenio
(carro de ferrocarril, camión, remolque, carreta, etc.). Cuando resulte imposible el
pesaje directo, el peso de la caña se estima mediante un método inferencia!.
Dispositivos de descarga: Todos los ingenios modernos emplean
descargadores mecánicos. Es muy común el uso de grúas para descargar y
almacenar la caña.
Extracción del jugo: La extracción del jugo moliendo la caña entre pesados
rodillos o masas constituye la primera etapa del procesamiento del azúcar crudo.
Primero, la caña se prepara para la molienda mediante cuchillas giratorias que
cortan los tallos en pedazos pequeños, mediante molinos de martillos que
desmenuzan la caña pero no extraen el jugo, o bien en forma más general, por
una combinación de dos o tres de dichos métodos. El molino o trapiche consta de
unidades múltiples que utilizan combinaciones de .tres rodillos, a través de los
cuales pasan sucesivamente la caña exprimida o bagazo. Para ayudar a la
extracción del jugo (guarapo) se aplican aspersiones de agua o guarapo diluido
sobre la capa de bagazo según sale de cada unidad de molienda; lo anterior
contribuye a extraer por lixiviación el azúcar. El proceso, conocido como imbición
(o, con menor frecuencia, saturación o maceración), puede presentar muchas
modificaciones. En las prácticas de molienda, más eficientes, más del 95% del
azúcar contenido en la caña pasa al guarapo; este porcentaje se conoce como la
extracción de sacarosa, o, más sencillamente, la extracción.
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El bagazo final que sale del último molino contiene el azúcar no extraído, fibra
leñosa y de un 45 a 55% de agua. Este material pasa por lo general a las calderas
como combustible, pero muchos ingenios compran combustible y utilizan el
bagazo en la fabricación de tablas de bagazo prensado para paredes o papel,
cama para el ganado, u otra utilización comercial de los productos secundarios,
Purificación del guarapo: Clarificación. El jugo color verde oscuro
procedente de los trapiches es ácido y turbio. El proceso de clarificación (o
defecación; término químico para llamar al jugo clarificado), diseñado para
remover las impurezas tanto solubles como insolubles, emplea en forma universal
cal y calor agentes clarificantes. La lechada de cal, alrededor de 1 Ib. (0,5 Kg ) (
CaO ) por tonelada de caña, neutraliza la acidez natural del guarapo, formando
sales insolubles de calcio, en su mayor parte fosfato de calcio. El calentamiento
del guarapo alcalizado hasta el punto de ebullición o ligeramente arriba coagula la
albúmina y algunas grasas, ceras y gomas; el precipitado así formado atrapa los
sólidos en suspensión ai igual que las partículas más finas. Los lodos se separan
del jugo clarificado por sedimentación y se filtran en tambores rotativos de
filtración. El jugo filtrado regresa ai proceso o pasa directamente al jugo clarificado
y la torta de la prensa (cachaza en Latinoamérica) es desechada o se regresa a
los campos como fertilizante. El jugo clarificado transparente y de un color
parduzco pasa a los evaporadores sin tratamiento adicional. Asimismo, se ha
desarrollado una amplia variedad de modificaciones del tratamiento con calor y
cal.
Evaporación: El jugo clarificado, que tiene más o menos la misma composición
que el jugo crudo extraído excepto las impurezas precipitadas por el tratamiento
con cal, contiene aproximadamente 85% de agua. Dos terceras partes de esta
agua se evaporan en evaporadores al vacío de múltiple efecto. El vapor del
cuerpo final pasa a un condensador. El jarabe (meladura en Latinoamérica) sale
en forma continua del último cuerpo con aproximadamente 65% de sólidos y 35%
de agua.
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Clarificación del jarabe crudo: El proceso es similar a la fosfatación del
refundido en una refinería de azúcar. En este caso se añaden al jarabe o
meladura cal y ácido fosfórico, y luego se aérea junto con la adición de un
polímero floculante. A continuación el jarabe floculado se pasa directamente a un
clarificador.
Cristalización: La cristalización tiene lugar en tachos al vacío de simple efecto,
donde el jarabe se evapora hasta quedar saturado de azúcar. En este momento
se añaden semillas a fin de que sirvan de núcleos para los cristales de azúcar, y
se va añadiendo más jarabe según se evapora el agua. El crecimiento de los
cristales continúa hasta que se llena el tacho. Bajo la vigilancia de un tachero
experto (o con instrumentos adecuados) los cristales originales crecen sin que se
formen cristales adicionales, de manera que cuando el tacho está totalmente lleno
todos ios cristales tienen el tamaño deseado, y los cristales y el jarabe forman una
maza densa conocida como masa cocida. La templa (el contenido del tacho) se
descarga luego por medio de una válvula de pie a un mezclador o cristalizador.
Centrifugación o purga; reebullición de las mieles: La masa cocida
proveniente del mezclador o del cristalizador se lleva a máquinas giratorias
llamadas centrífugas. El tambor cilindrico suspendido de un eje tiene paredes
laterales perforadas forradas en el interior con tela metálica, entre ésta y las
paredes laterales hay láminas metálicas que contienen de 400 a 600
perforaciones por pulgada cuadrada. El tambor gira a velocidades que oscilan
entre 1000 y 1800 rpm. El revestimiento perforado retiene los cristales de azúcar
que pueden lavarse con agua si se desea. El licor madre, la miel, pasa a través
del revestimiento debido a la fuerza centrífuga ejercida (de 500 hasta 800 veces la
fuerza de gravedad), y después de que el azúcar es purgado se corta, dejando la
centrífuga lista para recibir otra carga de masa cocida. Las máquinas modernas
son exclusivamente del tipo de alta velocidad (o de una alta fuerza) provistas de
control automático para todo el ciclo. Los azúcares de un grado pueden purgarse
utilizando centrífugas continuas.
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En el sistema de tres cristalizaciones, la primera ebullición del jarabe crudo
produce azúcar cruda y miel A, mismas que se regresan al tacho al vacío para
que vuelvan a hervir sobre un pie de masa cocida de primer grado y se forme una
segunda masa cocida (B), la que a su vez produce una segunda carga de
cristales. El azúcar B se mezcla con el azúcar A para constituir la producción
comercial del ingenio. La miel B, o de segunda tiene una pureza mucho más baja
y a su vez se vuelve a hervir sobre un píe de cristales de jarabe para formar una
masa cocida de grado bajo o C. Estas masas cocidas de bajo grado permanecen
durante varios días en los cristalizadores, donde se enfrían y mantienen en
movimiento por medio de brazos agitadores. El azúcar C se mezcla con el jarabe
y se mezcla con meladura para ingreso a las masas cocidas A y B. Las mieles o
melazas finales o residuales, un material denso y viscoso que contiene
aproximadamente una tercera parte de sacarosa, una quinta parte de azúcares
reductores y el resto ceniza, compuestos orgánicos no azúcares y agua, sirve
como base para la alimentación del ganado, fabricación de alcohol industrial,
producción de levadura y para otros usos diversos.
Envase: Antes de ser envasada el azúcar pasa por un túnel de secado, en el cual
se extrae cualquier humedad residual que haya quedado en la misma. Por fin está
lista el azúcar para ser envasada en sacos de 50 Kg.
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1.2 EVOLUCIÓN DE LA CAPACIDAD DE MOLIENDA
En el gráfico 1.3 se puede observar la evolución de la capacidad de molienda en
toneladas de caña por año:
200000i"
150000
100000
50000
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99
GRÁFICO 1.3 TONELADAS DE CANA MOLIDAS POR AÑO
TABLA 1.1 TONELADAS MOLIDAS EN EL INGENIO MONTEREY
Año
1990199119921993199419951996199719981999
Toneladas molidas
100304106034109591119240129172133714141521150605154850163718
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Se muestra además la evolución de la producción de sacos de azúcar blanco en
el gráfico 1.4
90 91 92 93 94 95 96 97 98
GRÁFICO 1.4 SACOS DE AZÚCAR PRODUCIDOS
TABLA 1.2 SACOS DE AZÚCAR PRODUCIDOS EN EL INGENIO MONTERREY
Año
1990199119921993199419951996199719981999
Sacos de azúcar producidos
192187207730213728227246245970257757285180305244307166338625
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Se tienen los siguientes datos de producción de 1999:
Toneladas de caña molidas: 163718
Sacos de azúcar: 338625
Galones U. S. De melaza: 755817
Datos obtenidos del laboratorio de la fábrica de azúcar MALCA.
Podemos ver claramente que la escala productiva del ingenio azucarero
Monterrey ha ido creciendo en función de la materia prima disponible, como
consecuencia de esto la energía necesaria para el proceso, es cada vez mayor.
1.3 SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA PARA LAFÁBRICA
Para el proceso de obtención del azúcar, el ingenio Monterrey necesita como
parte eléctrica, procesos energéticos que se relacionan con la generación,
transmisión, y distribución de la energía eléctrica.
1.3.1 GENERACIÓN;
Actualmente, la fábrica de azúcar se encuentra conectada a cuatro fuentes de
energía eléctrica. Tres de ellas son fuentes de autogeneracion propias de MALCA
y la cuarta fuente de energía es tomada del sistema nacional ¡nterconectado, la
misma que en este caso es proporcionada por la EERSSA.
Las fuentes de energía eléctrica propias de MALCA se detallan a continuación:
Energía Hidroeléctrica. Se cuenta con una planta ubicada a 10 Km al Noroeste
del ingenio Monterrey con dos turbinas generadoras marca General Electric, de
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150 Kw. y 500 Kw. respectivamente, actualmente solo presta servicio el
generador de 500 Kw.
Por problemas de regulación, no está en funcionamiento el generador pequeño, y
además las condiciones climatológicas del valle de Catamayo hacen que esta
planta genere un máximo de 300 Kw. Solamente en los meses de invierno.
La planta hidráulica genera un voltaje trifásico de 4160 V 60 Hz, el cual es
elevado a 13200 V para su transmisión hacia el ingenio Monterrey o hacia las
bombas ubicadas en el campo para el riego.
Energía Termoeléctrica. Se tiene un generador MAGNAPLUS a diesel de 200
Kw. El mismo que opera como equipo de emergencia y sirve también para realizar
el arranque de algunos de los motores del ingenio.
Genera actualmente un voltaje trifásico de 220 V 60 Hz.
Energía Turbo eléctrica. Se tiene dos turbogeneradores, el primero de 500 Kw.
Westinghouse y otro de 300 Kw. General Electric. Generan gran parte de la
energía consumida por la fábrica, la turbina pequeña opera como equipo de
emergencia en caso de daños en el turbogenerador grande. Este tipo de
generación es económicamente muy conveniente para la empresa, debido a que
se usa bagazo producto de la molienda de la caña de azúcar como combustible
para producir el vapor.
El turbogenerador de 500 Kw. Genera un voltaje trifásico de 220 V 60 Hz.,
mientras que el pequeño genera 2400 V 60 Hz.
Por medio de un sistema de conmutación manual cualquier centro de carga de la
fábrica puede estar alimentado por cualquiera de las cuatro fuentes de
alimentación eléctrica, tal como se muestra en el diagrama unifilar simplificado
con generación del gráfico 1.5 y en el diagrama trifilar hasta los centros de carga
del ingenio.
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1.3.2 TRANSMISIÓN:
La transmisión de la energía eléctrica en 'MALCA', se produce en el momento en
que es necesario llevar esta energía desde la planta hidráulica hasta la fábrica o
hacia las bombas y demás proyectos de riego que se tienen en el campo.
También existe la posibilidad de transmitir la energía térmica generada en el
ingenio hacia la planta hidráulica.
La red de transmisión de 'MALCA' se la realiza en alta tensión a un voltaje medio
de 13200 V 60 Hz. Tiene una longitud total de aproximadamente 15 Km de línea
de alta tensión.
1.3.3 DISTRIBUCIÓN:
La distribución eléctrica se establece principalmente en la fábrica de azúcar, en la
cual se tiene el Tablero General de Distribución de los diferentes tipos de energía
disponibles hacia los centros de carga del ingenio Monterrey.
Estos centros de carga, son conectados a dos barras existentes en el Tablero
General de Distribución, una de ellas utiliza la energía de uno de los
turbogeneradores y la segunda barra, conecta de forma excluyente a una de las
tres energías alternativas.
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1.4 EQUIPO ELECTROMECÁNICO QUE INTERVIENE EN LASDIFERENTES ETAPAS DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DELAZÚCAR.
De una manera sucinta podemos establecer que dentro de las diferentes etapas
de! proceso de obtención del azúcar se tienen instalaciones eléctricas del tipo
industrial, con motores trifásicos de inducción con distintos tipos de carga y en
diferentes aplicaciones, así:
Bombas, sirven como nexo entre las diferentes etapas del proceso por las que
debe ir pasando el jugo de caña, además es necesario bombear agua, una
solución diluida de cal, melaza, aceite, etc.
Picadoras, utilizadas para preparar la caña de azúcar antes de ser molida.
Molinos, en este caso los motores eléctricos accionan molinos hidráulicos que se
encargan de obtener jugo de caña. .'
Bandas de transportación, necesarios para el transporte de bagazo, caña
picada, etc.
Ventiladores, aplicados en calderas para la producción de vapor de alta presión.
Y también para evitar que la temperatura suba exageradamente.
Centrífugas, muy necesarias para separar impurezas, separar los tipos de miel,
etc.
Además, debido a que los diferentes generadores no entregan un solo voltaje, se
tienen instalados bancos de transformadores, para adaptarse a los requerimientos
de operación de la carga.
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Dentro la instalación industrial, cada motor tiene asociados sus circuitos de fuerza
y de control, para la alimentación, protección y mando de los accionamientos. Se
debe tomar en cuenta toda la instrumentación involucrada en el proceso.
CENTRALHIDROELÉCTRICA
150 kW
©x x
©
500 hW
4160V
750 KVA
13200V
9 SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO
CENTRAL TURBOGENERADORESTÉRMICA /^Nsookw ,^300*,
13200V
300 KVA
220 V
200 kW
DISYUNTOR U
220 V
Tablero General de Distribución
2400 V
412.5 KVA
220 V
220 V
GRÁFICO 1.5 SISTEMA ELÉCTRICO MONTERREY AZUCARERA LOJANADIAGRAMA UNIFILAR SIMPLICADO CON GENERACIÓN
CAPITULO 2
EL SISTEMA ELÉCTRICO ACTUAL
IDENTIFICACIÓN DE LOS CENTROS DE CARGA
DETALLE TÉCNICO DE LA INSTALACIÓN ACTUAL
LA CARGA DE OPERACIÓN NORMAL
RÉGIMEN DE OPERACIÓN DE LOS CENTROS DE CARGA
DEMANDA ENERGÉTICA DEL INGENIO MONTERREY
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2.1 IDENTIFICACIÓN DE LOS CENTROS DE CARGA.
En la fábrica de azúcar Monterrey Azucarera Lojana C. A., se tienen instalaciones
eléctricas tipo industrial trifásicas a 220V, 60 Hz. La circuitería eléctrica del
ingenio se encuentra divida por centros de carga.
Cada centro de carga agrupa a una cantidad predeterminada de elementos
eléctricos. Esta agrupación se ha hecho de acuerdo a la localización física y de
acuerdo a la función que desempeñan estos elementos eléctricos que intervienen
en el proceso industrial de producción del azúcar, así. Existen 14 centros de
carga como se indica en la tabla 2.1:
TABLA 2.1 CENTROS DE CARGA
Número0102030405060708091011121314
NombrePICADORASMOLINOSSECADORACENTRIFUGASCALDERA DE BAGAZOALCALIZACIÓNSULF1TADORFILTROS DE CACHAZATALLER SOLDADORASMOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 2MOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 3CALDERA DE BUNKERPUENTE DE GRÚAGRÚA HILO
25
Estos centros de carga, están agrupados en 10 grandes centros tratando de esta
manera de balancear la carga instalada en el ingenio, los mismos que tienen la
opción de desconexión individual, por lo que pueden estar energizados y
operando independientemente de los otros, esta agrupación se muestra en la
tabla 2.2:
TABLA 2,2 ASOCIACIÓN DE CENTROS DE CARGA
CentroCC01CC02CC03CC04CC05CC06CC07
CC08
CC09CC10
NombresPICADORASSECADORACENTRIFUGASCALDERA DE BAGAZOMOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 2MOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 3MOLINOSALCALIZACIÓNCALDERA DE BUNKERSULFITADORFILTROS DE CACHAZATALLER SOLDADORASPUENTE DE GRÚAGRÚA HILO
Se tiene además la potencia total instalada en HP mostrada en la tabla 2.3:
26
TABLA 2.3 POTENCIA INSTALADA POR CENTRO DE CARGA
Número0102030405060708091011121415
NombrePICADORASMOLINOSSECADORACENTRIFUGASCALDERA DE BAGAZOALCALIZACIÓNSULFITADORFILTROS DE CACHAZATALLER SOLDADORASMOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 2MOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 3CALDERA DE BUNKERPUENTE DE GRÚAGRÚA HILO
HP2636312736824759554269150.5100.588105.576
2.2 DETALLE TÉCNICO DE LA INSTALACIÓN ACTUAL
2.2.1 LA CARGA INSTALADA
La carga que está instalada en el ingenio Monterrey, se detalla en ios siguientes
cuadros de motores instalados:
TABLA 2.4 PICADORAS
1. Centro de Carga: PICADORASPicadora de Caña N° 1Picadora de Caña N° 2
Gallego mesa de Caña
Conductor de Caña N° 1
Mesa de Caña
HP
120
1257.5
7.5
3
27
TABLA 2.5 MOLINOS
2. Centro de Carga: MOLINOS
Bomba de Jugo Crudo N° 1
Bomba de Jugo Crudo N° 2
Bomba Maceración N° 1
Bomba Maceración N° 2
Conductor de Bagazo N° 1
Conductor de Caña N° 2
Conductor de Bagacillo
Bomba de Aceite N° 1
Conductor Intermedio N° 1
Conductor Intermedio N° 2Conductor Intermedio N° 3
5
6.3
5
6.3
6.3
7.5
6
0.25
5
7.5
7.5
TABLA 2.6 SECADORA
3. Centro de Carga: SECADORA
Bomba de Agua Caliente
Bomba de EvaporadoresBomba de Vacío Tacho N° 1
Bomba de Vacío Tacho N° 2
Bomba de Vacío Tacho N° 4
Bomba de Meladura N° 1
Bomba de Meladura N° 2
Ventilador de la SecadoraMezclador de la Secadora
Gusanillo de la SecadoraElevador de Azúcar
Secadora Tanque
Bomba de Agua Caliente Centrífugas.
Cosedora de Sacos
Gusanillo Azúcar de Primera
Bomba Polvillo de Azúcar
Bomba de Agua Mesa de Caña
6.3
25
10
15
13.5
10
10
10
2
2
2
5
1.5
0.75
2
1.5
10
TABLA 2.7 CENTRIFUGAS
4. Centro de Carga: CENTRÍFUGAS
Centrifuga de Primera
Centrifuga de Tercera
Centrifuga Continua de Segunda
Centrifuga Continua de TerceraBomba de Aceite
Bomba de Aceite
Bomba de Vacío Tacho N° 3Bomba de Melaza
Bomba de Miel de Segunda
Bomba de Miel de Primera
Bomba de Magma
Gusanillo Azúcar de TerceraGusanillo Azúcar de SegundaBomba Barrido de CenizaSaranda Eléctrica
Batidor Azúcar de Tercera
Extractor de Jugo LaboratorioSemillero
Batidor de MasaPicadora de Caña LaboratorioCristalizadores
Bomba Azúcar Diluido de TerceraMezclador de MielesDesintegrador de AnálisisSoldadora Westinghouse
Bomba de ReciclajeMotor Lavador de Tubos Evaporador 1
Motor Lavador de Tubos Evaporador 2
75
30
30
30
0.18
0.18
10
7.5
5
5
7.5
2.2
2
7.5
2
0.33
1
4.1
2
2
5
6.4
1.5
1.5
25
100
2.5
2.5
29
TABLA 2.8 CALDERA DE BAGAZO
5. Centro de Carga: CALDERA DE BAGAZO
Ventilado tiro inducido
Ventilador tiro forzado
Bomba de Soda
Bomba de Agua Piscina N° 1
Bomba de Agua Piscina N° 2
Bomba de Agua Transferencia N° 1
Bomba de Agua Transferencia N° 2
Cortadora de LadrillosTecle Eléctrico Carro
Tecle eléctrico Alzador
Conductor de bagazo # 2
Bomba de agua # 1
Bomba de agua #2
Alimentador de bagazo # 1
Alimentador de bagazo # 2
Soldadora Hobart
100
30
0,33
1
3
1
1
2.5
2
5
10
30
30
3
3
25
TABLA 2.9 ALCALIZACIÓN
6. Centro de Carga: ALCALIZACIÓN
Bomba de Soda Evaporadores
Bomba de Agua Caliente Molinos
Bomba de Cal N° 1
Bomba de Cal N° 2
Agitador de Cal N° 1
Agitador de Cal N° 2
Bomba de Agua Villas N° 1
Bomba de Agua Villas N° 2Bomba de Melaza a la VentaPreparador de cal
7.5
3
6.4
6.4
3.5
3
8.6
7.5
7.55
30
TABLA 2.10 SULFITADOR
7. Centro de carga: SULFITADOR
Bomba de Jugo Crudo N° 1
Bomba de Jugo Crudo N° 2
Bomba de Jugo Encalado N° 1
Bomba de Jugo Encalado N° 2
15151510
TABLA 2.11 FILTROS DE CACHAZA
8. Centro de Carga: FILTROS DE CACHAZA
Bomba de Cachaza
Tambor Filtros
Gusanillo de cachaza
Bomba jugo clarificado #1
Bomba jugo clarificado #2
Ajitador filtros
Bomba del clarificador #1
Bomba del clarificador #2
Bomba de jugo filtrado
Bomba separan #1
Bomba separan #2
Bomba de agua caliente
Gusanillo a la tolva
Bomba sapo#1
Bomba sapo #2
Ajitador del separan
Ajitador de la tolva
Bomba separan #3
1.5
1.23
7.5
7.5
5
1.5
1.2
4
0.330.33
1.5
1.2
0.751.2
0.333
0.33
31
TABLA 2.12 TALLER SOLDADORAS
9. Centro de Carga: TALLER-SOLDADORAS
Torno para las Masas
Taladro Grande
Taladro Pequeño
Soldadora Westinghouse
Compresor Fabrica\l
Compresor Alcoholes
Bomba de Bunker
5
5
2
25
10
2
10
10
TABLA 2.13 MOTOR HIDRÁULICO MOLINO N° 2
10. Centro de Carga: MOTOR HIDRÁULICO MOLINO N° 2
Motor Hidráulico N° 1
Ventilador N° 1
Ventilador N° 2
150
0.25
0.25
TABLA 2,14 MOTOR HIDRÁULICO MOLINO N° 3
11. Centro de Carga: MOTOR HIDRÁULICO MOLINO N° 3
Motor Hidráulico 100
Ventilador N° 1 0.25
Ventilador N° 2 0.25
32
TABLA 2.15 CALDERA DE BUNKER
12. Centro de Carga: CALDERA DE BUNKER
Ventilador
Bomba de Agua Caliente N° 1
Bomba de Agua Caliente N° 2QuemadorBomba de Bunker N° 1
Bomba de Bunker N° 2
25
25
25
10
1.5
1.5
TABLA 2.16 PUENTE DE GRÚA
13. Centro de Carga: PUENTE DE GRÚA
TenazaBomba HidráulicaPuente de Grúa
Carro del PuenteFreno
50
30
15
10
0.5
TABLA 2.17 GRÚA HILO
14. Centro de Carga: GRÚA HILO
Grúa Hilo
Ventilador de Aceite
75
1
33
2.2.2 CIRCUITOS DE FUERZA.
Respecto a los circuitos de fuerza, se realizan las siguientes observaciones
técnicas:
• La tecnología con que fue montado el ingenio es antigua, una muestra de
ello es que todavía existen arranques manuales. Como los arranques por
auto-transformador que hay en las Picadoras de caña # 1 y # 2 y en la
centrífuga de primera. Si bien es cierto que estos mecanismos son
confiables y han venido funcionando eficientemente, debemos auditar los
posibles cambios que se deben implementar adaptando las nuevas
tecnologías.
• La mayoría de los motores vienen funcionando por un tiempo no menor a
diez años a los que se han rebobinado por lo menos una vez en el taller
eléctrico. Algunos carecen de sus datos de placa y en otros casos esta es
ilegible. Pocos motores son originales y muy pocos nuevos. El normal
funcionamiento y las reparaciones a las que han sido sometidos los
motores desgastan el aislamiento de los bobinados del estator. Para el
cambio a 440V es necesario auditar minuciosamente cada motor ya que no
tendrán las características de diseño original, así como ya han cumplido
alrededor de un 50 % de su vida útil. Por haber sido rebobinados, sus
potencias serán menores a las que se muestran en su placa.
• Las instalaciones de fuerza tienen la combinación de breaker, contactor y
relé térmico con calentadores, pues en principio se encuentran bien
protegidos contra sobrecarga pero no es adecuada la protección contra
cortocircuito. Es importante anotar que el criterio con que se colocan los
calentadores en los relés térmicos de protección se basa en las
recomendaciones y en tablas que da el fabricante, pero en muy pocos
casos se colocan de acuerdo a la disponibilidad de los mismos en el
almacén de ' la empresa, en consecuencia existen circuitos con
calentadores de diferente numeración, de esta manera se constata que es
errónea la protección contra sobrecarga.
34
• La maniobra de arranque directa es frecuente para motores de baja
potencia, para los motores de potencias superiores a 75 HP hace un
arranque por auto-transformador. Los contactores que se emplean en estos
arranques, están sobredimensionados a 220 V. También existen arranques
estrella triángulo y existe el caso especial de la desfibradora de caña, que
tienen caja de arranque por resistencias rotóricas pero esta no está
instalada actualmente,
• La mayoría de los motores instalados en el ingenio operan con un
amperaje menor al que tendrían a plena carga. Como consecuencia de
esto ei factor de potencia de las instalaciones decrece, consumiéndose
mucha energía reactiva. Se puede incrementar la carga de operación de
£ dichos motores, hasta llegar a valores nominales. Esto implica una mayor
capacidad de producción. Es decir que podríamos mejorar la eficiencia y ei
factor de potencia de las cargas instaladas.
• Para corrección del factor de potencia existen instalados bancos trifásicos
de capacitores en conexión triangulo, obteniéndose así un factor de
potencia de 0,92 en ios centros de carga conectados a la Empresa
Eléctrica Regional del Sur que generalmente son; Puente de Grúa, Grúa
Hilo, para el caso de las cargas conectadas al turbogenerador no ha sido
posible determinar el factor de potencia, debido a que en el ingenio no se
tiene la instrumentación adecuada para realizar estas medidas.
• Es importante anotar que no todos los motores funcionan a la vez, ni
permanentemente, es así como por ejemplo la Bomba de reciclaje del£
centro de carga Centrífugas (100 HP), es accionada únicamente cuando el
agua necesaria para el proceso es escasa, teniéndose que bombear el
agua residual. Es decir que este motor de potencia considerable se acciona
muy pocas veces al año.
• Existen algunos motores que se accionan solo pequeños intervalos de
tiempo, así por ejemplo la Picadora de cana del laboratorio. Aunque la
potencia instalada es mínima en relación con el total, pero son varios
motores que tienen este régimen de trabajo.
35
El cableado de la mayoría de los .circuitos de fuerza del ingenio Monterrey
está sobredimensionado. El estado actual de los cables es adecuado, es
decir pueden ser utilizados para la nueva instalación a 440 V.
2.2.3 CIRCUITOS DE IMANDO
En lo referente a los circuitos de mando, es necesario puntualizar las siguientes
observaciones.
• Generalmente el mando de los circuitos del ingenio, se encuentra instalado
a 220 V 60 Hz. Existe el caso especial de la caldera de bunker, el cual
tiene el mando a 110 V 60 Hz. para este circuito se ha previsto de un
transformador 220/110 V.
• El mando o control de los circuitos existentes en la fábrica, son
generalmente circuitos diseñados para hacer arranque directo a los
motores, es decir se hace mando piloto con memoria electromecánica. El
automatismo electromecánico es casi nulo, debido a que únicamente en el
centro de carga Caldera de Bunker, existe un circuito diseñado con este
propósito, teniéndose la opción de accionamiento automático y/o manual.
• Los circuitos de mando no tienen protección por fusible, excepto en la
caldera de bunker.
• A excepción del circuito de mando del centro de carga caldera de bunker,
estos circuitos han sido diseñados sin ubicar enervamientos eléctricos
debido a que el control de un motor cualquiera es independíente del
funcionamiento de otro, y es el único que tiene condicionantes en el
. encendido y en el apagado.
• Para el arranque parada de los motores se ha previsto como regla general
accionarlos con botonera Start-stop.
• Existen centros de carga como las centrífugas, alcalización, bombas de
vacío, filtros de cachaza, que no tienen tablero general para el control de
los motores. Cada motor tiene una caja metálica independiente en donde
36
se ubican el contactor y las protecciones. Esto debido a que el operador
acciona al motor de acuerdo a los requerimientos de producción en
determinado instante.
2.3 LA CARGA DE OPERACIÓN NORMAL
Debido a que la carga en algunos motores es variable, como por ejemplo en las
picadoras el amperaje sube al producirse un taco de caña , se ha determinado
que para un día normal de operación del ingenio, se establecen para algunos
centros de carga un amperaje variable, vamos a considerar los valores máximos y
mínimos de estos centros de carga. En los otros casos se han establecido los
valores de corriente con que normalmente opera el ingenio Monterrey. Todo esto
de acuerdo al siguiente cuadro de valores RMS de corriente.
Tabla de valores de corriente de funcionamiento normal del ingenio.
Fecha: 31-07-2000
Hora; 16h15
Condiciones normales de trabajo para obtención de datos.
Taco de caña: Aglutínamiento de cañas de azúcar en las picadoras
37
TABLA 2.18 CORRIENTES DE FUNCIONAMIENTO NORMAL DEL INGENIO
DENOMINACIÓNCENTRO DE
CARGA
CC1
CC2CC3CC4CC5
CC6
CC7
CC8
CC9CC10
Nombre
PICADORASSECADORACENTRIFUGASCALDERA DE BAGAZOMOTOR HIDRÁULICOMOLINO # 2MOTOR HIDRÁULICOMOLINO # 3MOLINOSALCALIZACIÓNCALDERA DE BUNKERSULFITADORFILTROS DE CACHAZATALLER SOLDADORASPUENTE DE GRÚAGRÚA HILO
MáximosLl
480
198302195172
75
145
125
96372
L2
480
200304195172
72
145
125
96372
L3
480
200300195170
72
150
130
96372
MínimosLl
310
194225
52
L2
310
190225
52
L3
310
215230
52
Nota; todos los valores anteriores vienen dados en amperios.
De acuerdo a estos datos las potencias de operación son:
38
TABLA 2.19 POTENCIAS CALCULADAS DE OPERACIÓN
DENOMINACIÓNCentro de carga
CCl
CC2CCSCC4CCSCC6
CC7
.CC8
CC9CC10
Nombre
PICADORAS
SECADORACENTRIFUGASCALDERA DE BAGAZOMOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 2MOTOR HIDRÁULICOMOLINO # 3MOLINOSALCALIZACIÓNCALDERA DE BUNKERSULFITADORFILTROS DE CACHAZATALLER SOLDADORASPUENTE DE GRÚAGRÚA HELO
Máxima
182.9
78.5115.174.365.327.8
55.9
48.3
36.6141.7
Mínima
118.1
76.186.474.365.327.8
55.9
48.3
36.619.8
Nota: estos datos están dados en KVA.
Respecto a los datos obtenidos el ingenio opera aproximadamente con un
máximo de 826,4 KVA. Y con un mínimo de 608,6 KVA.
Esto por la relación: KVÁ =V3 • E • /
1000Ec. 2.1
Hay que considerar que existen motores como por ejemplo los del puente de grúa
que se están arrancando por lo menos unas 20 veces por hora, por esto la
potencia en el arranque es elevada.
En ocasiones la potencia de operación baja hasta 500 Kw. Debido a que se
apagan algunas de las máquinas como por ejemplo bombas de agua.
39
El consumo de energía está repartido 'entre turbogenerador y una de las tres
energías alternativas con que cuenta la empresa, Termoeléctrica, Hidráulica o
Sistema Nacional Interconectado.
2.4 RÉGIMEN DE OPERACIÓN DE LOS CENTROS DE CARGA
A continuación se describe el régimen de operación eléctrica detallado por centro
de carga:
PICADORAS:
En este centro de carga la carga es muy variable, debido a que se producen tacos
de caña por aglutinamientos de la materia prima en los conductores, esto provoca
que el amperaje de operación sea muy variable, pero es muy fácil identificar los
valores máximos y mínimos de corriente.
SECADORA:
En este centro de carga existe un cambio en las corrientes de línea del mismo,
pero este cambio no es considerable debido a que los motores que están
actuando en este centro representan poca carga instalada en relación con el total
de la carga instalada en la sección secadora.
CENTRIFUGAS:
En este centro de carga el amperaje varía debido a que existen motores que se
los conecta ocasionalmente, además existen carga monofásicas instaladas, por
esto existe un desbalance en la corriente de este centro de carga.
40
CALDERA DE BAGAZO:
En este centro de carga generalmente mantenemos constante el amperaje,
debido esto a que generalmente los motores involucrados operan continuamente.
Aunque existen motores que operan ocasionalmente, como los tecles, la
cortadora de ladrillos y la soldadora, la carga de estos motores es mínima en
relación con los motores que accionan la caldera.
MOTORES HIDRÁULICOS 2 y 3:
En estos dos centros mantenemos un régimen de trabajo permanente, por esto es
constante el amperaje, pero existe un desbalance de la carga debido a que
existen motores monofásicos conectados en estos centros de carga.
MOLINOS, ALCALIZACIÓN Y CALDERA DE BUNKER:
Se mantiene un régimen de trabajo permanente en la mayoría de las cargas
instaladas. El número de motores de este centro de carga es elevado, pero si
consideramos la potencia instalada y de operación individual de cada una de
ellos, es mínima en relación a la potencia total de! ingenio.
SULFITADOR, FILTROS DE CACHAZA Y TALLER SOLDADORAS:
Se tiene una descripción igual al centro de carga anterior.
PUENTE DE GRÚA:
Cuando se accionan los motores del puente de grúa se mantiene un amperaje
casi constante. Pero es importante anotar que este centro de carga es uno de los
opera únicamente cuando llega caña del campo al patio de caña.
41
GRÚA HILO:
En este centro de carga existen dos condiciones de trabajo bien definidas: La
primera cuando la grúa levanta el peso de la caña contenida en los bagones de
los tractores-trailers estableciéndose así un amperaje máximo. La segunda
cuando los motores trabajan en vacío, ya no se hace trabajo y el consumo baja
considerablemente.
De acuerdo a los HP instalados considerando una eficiencia de 0,8 y factor de
potencia 0,8 se tiene:
TABLA 2.20 CARGA INSTALADA POR CENTRO DE CARGA
Número0102030405060708091011121415
NombrePICADORASMOLINOSSECADORACENTRIFUGASCALDERA DE BAGAZOALCALIZACIÓNSULFITADORFILTROS DE CACHAZATALLER SOLDADORASMOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 2MOTOR HIDRÁULICO MOLINO # 3CALDERA DE BUNKERPUENTE DE GRÚAGRÚA HILO
Carga instalada (A.)804.5192.7388.51125.7755.6180.5168.2128.5211.1460.4307.4269.2322.7232.5
De la relación: / =746 * HP Ec. 2.2
Siendo N el rendimiento y fp el factor de potencia.
Obteniendo así un total de 5547.5 A a 220 V.
42
Aplicando: KVA = V3*^7 Ec. 2.3
De donde se tiene instalados 2113.88 KVA.
De la relación: Kw = fp^K\^Á Ec, 2.4
Se tiene en el ingenio instalados 1691.1 Kw. considerando un factor de potencia
de 0.8
La diferencia entre las potencias nominales instaladas y las de operación se
explican debido a que en el ingenio no todas las cargas operan simultáneamente
y que algunos de los motores están sobredimensionados, es decir su corriente no
llega a ser la nominal.
43
2.5 DEMANDA ENERGÉTICA DEL INGENIO MONTERREY
El consumo de energía eléctrica del Ingenio Monterrey durante ios últimos diez
años, puede resumirse en el siguiente cuadro, con datos oficiales del laboratorio
Monterrey, que además indica la fuente de procedencia de la energía:
TABLA 2.21 CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA
CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA DESDE 1990ANO1990199119921993199419951996199719981999
TURBO4561804773515468801345190143737515121981749208212928820819122136745
HIDRÁULICA50942046499021390023661025683014391099218199620109410286170
TÉRMICA000000000
26739
EERSSA1208401944902374651365601023001480899051098890337200360000
TOTAL108644011368319982451718360179650518041971938936242779825285222809654
En el gráfico 2.1, podemos observar la demanda total del ingenio, y su evolución
en la última década:
44
1190 1992 1994 1996
GRÁFICO 2.1 ENERGÍA ELÉCTRICA CONSUMIDA
Se observa claramente que la demanda energética del ingenio Monterrey ha ido
creciendo en el tiempo. La energía provista por los turbogeneradores viene
incrementándose, no así la energía de la planta hidráulica se observa que la
empresa concesionaria local tiene un importante porcentaje en el consumo
durante los dos últimos años siendo mínimo en los dos anteriores a estos. La
planta termoeléctrica viene funcionando desde 1999, el cuadro de la demanda así
lo evidencia.
El único año en el que el consumo de energía baja es 1992, esto se explica
debido a que se tubo un periodo de reparación de 110 horas más con respecto al
año 1991 y a que se instalaron muy pocos equipos nuevos durante este año.
En ios tres últimos años, se instalaron en el ingenio equipos y maquinaria nueva,
como el puente de grúa y la grúa hilo. Es por esto que se ha registrado un
incremento considerable en la energía de este periodo, además se tuvo un
incremento en la molienda.
45
Si se observa el gráfico 2.2, se puede realizar un análisis de la variación y
proporción energética de las diferentes fuentes con las que cuenta el ingenio
Monterrey:
2500000
2000000
1500000
1000000
500000
O EL
1990 1992 1994 1996 1998
TURBO
HIDRÁULICA
EERSSA
GRÁFICO 2.2 ENERGÍA CONSUMIDA POR TIPO DE GENERACIÓN
Se ha graficado además la curva de carga para el periodo de una semana del
ingenio Monterrey, se tomaron las lecturas reportadas por los operadores del
turbogenerador en intervalos de una hora, los datos están dados en Kilowatios y
corresponden al periodo comprendido entre las 8hOO del Lunes 2 a las 7hOO del
Martes 10 de Octubre del 2000, como se indica en el gráfico 2,3.
Se puede observar claramente que para los días en que existe molienda la carga
del ingenio Monterrey es muy variable, se presentan altas y bajas demandas
continuamente, la carga casi nunca se mantiene constante, pero debido a las
características de operación de! ingenio este es un patrón aceptable porque
tiende a mantenerse entre un límite máximo y un mínimo.
46
En las horas productivas del ingenio, existen marcados puntos de mínima
demanda, esto se explica a que existen paros no programados de algunas
máquinas, debido a distintos motivos de falla, ya sea en el proceso o en la
molienda.
La reducción de la carga en las últimas horas del domingo y en las primeras horas
del lunes es notoriamente pronunciada. Esto se debe a que el ingenio azucarero
entra en el proceso de liquidación para así poder entrar en un tiempo de paro del
ingenio en el cuál se realizan los respectivos mantenimientos preventivo y
correctivo de la planta tal como se puede ver en las horas del día del segundo
lunes estudiado. En estas horas solamente actúan cargas relativamente
pequeñas, tales como algunas bombas, soldadoras, etc. Y no se sobrepasan los
100 Kw. y generalmente estos se conectan con la energía hidráulica o con la
EERSSA.
Se observa además que la demanda de la EERSSA es casi constante,
únicamente sube en el periodo de reparación.
GR
ÁF
ICO
2.3
CU
RV
A D
E C
AR
GA
DE
L IN
GE
NIO
MO
NT
ER
RE
Y
600
DÍA
S -
HO
RA
S
GR
ÁF
ICO
2.4
DE
MA
ND
A T
UR
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RG
ÍA A
LT
ER
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TIV
A
600
DÍA
S -
HO
RA
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j
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GÍA
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RR
A 1
BA
RR
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PIC
AD
OR
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SE
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DO
RA
^
CE
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RIF
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2.5
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CAPITULO 3
CONDICIONES PARA EL CAMBIO DE VOLTAJE
EL NUEVO TURBOGENERADOR
RAZONES TÉCNICAS PARA EL CAMBIO DE VOLTAJE
DESVENTAJAS DEL CAMBIO DE VOLTAJE
51
3.Í EL NUEVO TURBOGENERADOR
Debido a las necesidades de ampliación del sistema productivo, el Ingenio
Monterrey considera que es necesario la instalación de un turbogenerador de
mayor capacidad y como consecuencia de esto también se debe instalar una
caldera para producir el vapor necesario para mover la turbina del nuevo
generador.
Es preciso indicar que en una empresa azucarera el turbogenerador tiene como
función principal la de actuar como reductor de presión. La presión del vapor a
200 PS1 que entra a la turbina, se reduce a 30 PSI a su salida, vapor de baja
presión útil y necesario para los procesos de tratamiento del jugo crudo hasta
transformarlo en azúcar blanco. La función de generar energía eléctrica en este
caso es secundaria convirtiéndose en un beneficio adicional, para este tipo de
industrias.
El turbogenerador sincrónico marca WEG modelo SSW.560 de fabricación
brasileña, es provisto por la empresa SERMATEC Industria e Montagens Ltda.
que tiene las siguientes características técnicas:
3.1.1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS ELÉCTRICAS:
Marca: WEG
Modelo: SSW.560
Clase: Industrial
KVA: 3500
KW: 2800
52
Factor de potencia:
N° polos:
RPM:
Hz:
N° fases:
V:
A:
Conexión:
Protección:
F. Constr.:
Enfriamiento:
Excitación:
Regulador:
Carcasa:
Registro:
Aislamiento:
AT:
Ambiente:
Altitud:
Rotación:
Corriente de corto circuito pp.: 70427 A
Corriente de corto circuito eff.: 27666 A
Distorsión armónica: 5.0 %
Factor de Interferencia telefónica: 3.0 %
Xd: 303.3 %
X'd: 24.1 %
X"d: 16.6%
Xq: 298.6 %
X"q: 20 %
Xo: 4.6 %
Sobrecarga: 1.1 In por 1 h cada 6 h
Sobrecarga momentánea: 2 In por 20 s
Sobre velocidad: 1.25 n por 120 s
0.8
4
1800
60
3
440
4592,6
4Y
IP54
B3E
IC81W7
BRUSHELSS
GRMP04-1
560
S1
F
100°C
40 °C
1000 m
Horario
53
X2: 18.1%
Protección: IEC 34.5 NBR 6146
Tolerancia: • ISO 286 NBR 61582
Masa aproximada: 9400 Kg.
Refrigeración: aire - agua
Una característica especial de este generador es el sistema de excitación con
bobinaje auxiliar con características compound, que garantiza rápida respuesta,
óptima estabilidad, mantenimiento de corriente de corto circuito y excelente
desempeño en el arranque de motores de inducción.
El regulador automático de voltaje tiene un encapsulamiento que gracias a él se
soportan altos niveles de vibración. Facilitándose así su instalación junto a la caja
de conexiones del generador. Protege el generador contra operaciones en
velocidades bajo la nominal, cortando la excitación.
El volumen de protección ÍP54 según normas DIN 40 050 garantiza; Protección
contra roce con elementos auxiliares de cualquier tipo, contra depósitos nocivos
de polvo en el interior y sin influencias nocivas contra agua que sobresalga.
Está fabricado para operar en paralelo con otro generador o con la empresa
eléctrica local. Además está protegido mecánicamente contra toque de dedos y
cuerpos extraños sólidos de diámetro superior a 12 mm y contra agua en la
vertical.
El turbogenerador adquirido tiene el respaldo de la certificación del Sistema de
calidad ISO serie 9001 por parte de BVQl - Bureau Ventas Quality International.
GRÁFICO 3.1 TURBOGENERADOR WEG MODELO SSW
55
3.1.2 POTENCIA MÁXIMA QUE PODRÁ GENERARSE:
Con la instalación de este nuevo turbogenerador, se garantiza que ia potencia de
auto - generación de MALCA será de un máximo de 4450 Kw, cuyo detalle se
indica a continuación:
TABLA 3.1 POTENCIA NOMINAL DE LOS GENERADORES
Generador
Turbogenerador WEGTurbogenerador 1Turbogenerador 2TérmicaHidráulica 1Hidráulica 2TOTAL
Potencia (Kw. )
2800500300200500150
4450
Pero esta potencia máxima que podría ser generada es ideal, tenemos que
considerar que con la venida del Turbogenerador WEG; los otros
Turbogeneradores 1 y 2, ia Planta Térmica pasan a ser equipos auxiliares de
emergencia, la central hidráulica no puede generar su máxima potencia debido a
que no hay suficiente agua durante todo el año.
Es importante también anotar que se debe prever la sincronización de el
Turbogenerador WEG con la Planta Hidráulica o la Empresa Eléctrica Regional
del Sur S.A. EERSSA mediante la inclusión de un sistema de sincronización
requerida para estos efectos.
Para que el Turbogenerador WEG genere su máxima potencia se deberá
incrementar la capacidad de molienda del ingenio, debido a que actualmente se
dispone de bagazo como para producir 13340 Kg. de vapor, más aún para
56
generar 2800 Kw. se requiere de 28000 Kg. de vapor, esta cantidad de vapor
necesario solo se puede cubrir incrementando la molienda a 14.55 toneladas por
hora de bagazo.
Al considerar que el ingenio necesita 890 Kw con ei Turbogenerador WEG se
cubre la demanda interna teniendo un excedente de energía para uso de la
sección campo de MALCA.
3.2 RAZONES TÉCNICAS PARA EL CAMBIO DE VOLTAJE
Desde el punto de vista técnico, una instalación industrial a 440 V es más
conveniente que una a 220 V las razones de esto se exponen a continuación:
3.2.1 DISMINUCIÓN DE CORRIENTES NOMINALES:
Al elevar el voltaje de los circuitos de fuerza del ingenio Monterrey, se logra que la
potencia instalada, disminuya la corriente nominal a la mitad, es decir que si se
planifica una nueva instalación, la sección del alambre de cobre que deba ser
utilizado baja al 25 %. Esto se demuestra al aplicar la relación matemática para
calcular la sección del cobre en un conductor de la ecuación 3.1:
pe • E2 • eos2 <p Ec'3-1
57
en donde:
S: sección del alambre a utilizar
E: tensión nomina!
pe: pérdida de potencia en tanto por ciento
p: resistividad del cobre
I: longitud del cable
W: potencia que se transporta
Cos (p: factor de potencia
Por lo tanto es de menor volumen de alambre en las instalaciones a 440 V.
Facilitándose de esta manera el cableado de la instalación industrial
disminuyendo además el espacio físico que ocupan los cables de las acometidas,
tanto desde el tablero general de distribución hacia los centros de carga, como
desde el tablero de cada centro de carga hasta las diversas cargas instaladas.
También los ductos y tuberías de la nueva instalación serán de menor diámetro.
Hay que considerar las especificaciones que da el fabricante para las
instalaciones industriales. En esto influye el número de conductores, la forma de
llevar las acometidas ya sea al aire libre, en bandeja cable o tubería conduit y la
temperatura. Además se debe considerar el tipo de cable para establecer en las
tablas dadas por los fabricantes la capacidad de conducción de los mismos.
3.2.2 DISMINUCIÓN DE LA TEMPERATURA DE OPERACIÓN:
Al bajar la corriente nominal presente en los circuitos, la temperatura debido al
funcionamiento de los mismos también baja, siendo esto una gran ventaja técnica
ya a que existe menor riesgo de sobrecalentamiento como lo indica la ley de Joule
aplicada a un conductor que matemáticamente representa la ecuación 3.2:
58
-R Ec. 3.2
Q: calorías en el conductor
I: corriente de operación
R: resistencia eléctrica del conductor
= C-AT Ec.3.3
C: capacidad calorífica del material
AT: incremento de temperatura
Lo que demuestra que el aumento de la temperatura es directamente proporcional
a la intensidad al cuadrado.
3.2.3 AUMENTO DEL FLUJO DE POTENCIA EN LOS CIRCUITOSINSTALADOS:
En el caso de el ingenio Monterrey, la instalación ya está establecida a 220 V 60
Hz. Si consideramos el cambio de voltaje a 440 V, es evidente que las corrientes
nominales de los circuitos de fuerza serán del orden del 50 % de las corrientes
con que estamos operando actualmente.'
Esto implica que el cableado instalado en el Ingenio, quedará sobredimensionado
en un 100 %. Duplicándose así la potencia que se puede instalar usando la
misma circuitería.
Se justifica matemáticamente este incremento de potencia, considerando los volt -
amperes o potencia aparente de un circuito trifásico. Para las condiciones a 220 V
se utiliza el subíndice 1 y para 440 V e! subíndice 2.
La potencia aparente instalada para las condiciones originales es:
59
VA, = Ec. 3.4
Pero a! duplicar el voltaje tenemos:
Ec.3.5
Mediante los reemplazos matemáticos de la ecuación 3.5 en la ecuación 3.4 se
obtiene:
VA, = 2 - VAl EC. 3.6
Por consiguiente, se tiene la posibilidad de instalar máquinas del doble de
potencia para la cuál fue diseñada la actual instalación. Es decir estamos
duplicando la capacidad de molienda del ingenio. Y como consecuencia de
esto podemos incrementar la producción del azúcar.
60
3.2.4 MEJORA LAS CONDICIONES DE TRABAJO DE LOS ELEMENTOS DEMANIOBRA:
Los elementos de maniobra que están instalados, quedarán
sobredimensionados con la red a 440 V porque su capacidad se
incrementará ai doble o a las especificaciones dadas por el fabricante en
sus datos de placa. De tal manera, que existe un menor desgaste de los
contactos porque su deterioro por arco eléctrico es entonces menor, en
consecuencia se alargan los periodos de mantenimiento y los tiempos de
reposición de los mismos.
Para los elementos de maniobra que sean instalados, la corriente nominal
disminuye el tamaño de los contactores categoría AC3.
Si se incrementa el voltaje, hay que considerar que las corrientes máximas
presentes en los arranques disminuyen a la mitad.
Con corrientes nominales del orden del 50 % de las corrientes que se tiene
a 220 V, los elementos móviles incrementan su endurancia mecánica y
eléctrica considerablemente debido a que la intensidad de desconexión
disminuye, en consecuencia incrementa también la vida útil de los
contactos de estos elementos de maniobra.
3.2.5 DISMINUCIÓN DE CORRIENTES NOMINALES EN ELEMENTOS DEPROTECCIÓN:
Es importante considerar que para una instalación ya establecida, al duplicarse el
voltaje de la red, todas estas se encuentran sobredimensionadas, pero en este
caso esto no es conveniente, porque tendría una instalación no protegida contra
fallas de cortocircuito y de sobrecarga. Entonces surge la necesidad imperiosa de
re-dimensionar adecuadamente las protecciones para toda la instalación.
61
Estas protecciones tienen que dimensionarse para un valor de corriente nominal
del 50 % de lo que estaban anteriormente, es decir que de todas maneras baja la
capacidad de las mismas.
En el caso de protecciones con fusibles, hay que considerar que para la selección
de estos, se deben tomar en cuenta que el tiempo de fusión es inversamente
proporcional a su valor nominal de corriente.
Para los relés térmicos en los que se usan calentadores, hay que dimensionarlos
de acuerdo a la corriente que soportan y el tamaño del arrancador, en este caso
su numeración también baja y tienen que dimensionarse de acuerdo ai tamaño y
catálogo del arrancador y de la corriente nominal.
Para los relés de sobrecarga electrónicos regulables, es muy importante
considerar la curva tiempo-intensidad para carga tripolar simétrica para su
correcto dimensionamiento. Hay que considerar la relación del tiempo de disparo
partiendo del estado frío y el múltiplo de la intensidad de regulación.
3.2.6 SE SOBREDEMENSIONAN LOS TERMINALES DE CONEXIÓN:
Los terminales de conexión instalados se sobredimensionan automáticamente.
Para futuras instalaciones estos terminales serán de menor capacidad de
conducción debido a la disminución de corriente, haciendo que su tamaño
también disminuya.
62
3.2.7 DISMINUCIÓN DE LA CORRIENTE NOMINAL EN LOS MOTORESINSTALADOS:
Para los motores que tengan la opción de cambiar la disposición de los bobinados
a voltajes de 440 V, la corriente baja a la mitad.
Debido a que se tienen motores de inducción, debemos puntualizar su
funcionamiento ante las variaciones del voltaje de placa;
• El torque de arranque y el torque máximo varía en proporción directa a la
variación de voltaje.
• La corriente a rotor bloqueado es directamente proporciona! a la variación
del voltaje de placa.
• La temperatura a plena carga es inversamente proporcional a la variación
del voltaje de placa.
3.2.8 DISMINUCIÓN DE LA CAÍDA DE TENSIÓN EN LOS CABLES:
La tensión nominal de operación de una red es inversamente proporcional a la
caída de tensión en voltios de las líneas de corriente alterna trifásica, por lo tanto
al duplicar e! voltaje de la red, este parámetro baja al 50 %. Esto se puede
visualizar de acuerdo con la expresión de la ecuación 3.7:
l-Pu = ^"TT Ec. 3.7
Z'S-E
en donde:
u: Caída de tensión en voltios desde el punto inicial al punto final de la línea
/: Longitud sencilla de la línea
P: Potencia que se transporta
63
%: Conductividad eléctrica (Cu: 56, Al: 35, Fe: 8.5)
S: Sección del conductor
E: Tensión nominal entre fases
3.2.9 DISMINUCIÓN DE LAS PÉRDIDAS DE POTENCIA EN LA LÍNEA:
La pérdida de potencia de la línea en porcentaje se calcula con la ecuación 3.8:
Ec. 3.8cp %-S'E2-cos¿(p
pp: pérdida de potencia en la línea
Entonces al variar la tensión al doble, se tiene una reducción de estas pérdidas a
la cuarta parte, haciendo mucho más eficiente la instalación a 440 V.
3.2.10 EL VOLTAJE DEL NUEVO TURBOGENERADOR:
El turbogenerador WEG tiene un voltaje nominal entre líneas de 440 V 60 Hz,
voltaje que será aplicado a todas las cargas existentes en el ingenio Monterrey,
este trabajo por las razones antes expuestas tendrá una aplicación inmediata.
64
3.3 DESVENTAJAS DEL CAMBIO DE VOLTAJE.
Desde ei punto de vista técnico, un cambio de voltaje de este tipo implica
que ios niveles de aislamiento eléctrico de los materiales involucrados
tendrá que ser mayor como para soportar un voltaje igual a dos veces el
que se tiene actualmente.
Tenemos que considerar que existen motores que han trabajado mucho
tiempo, razón por la cual los aislamientos de algunos de ellos no podrán
soportar el nuevo nivel de tensión. Se deberá prever las condiciones
necesarias para su rebobinaje inmediato.
La instrumentación de prueba y medida con que cuenta el taller eléctrico
está obsoleta, debe considerarse la actualización de equipos para no tener
problemas con el nuevo voltaje.
En una instalación a 440 V existe un mayor riesgo para el ser humano.
Esto se puede controlar capacitando al personal del taller eléctrico para
que guarde las normas de seguridad industrial necesarias para trabajar con
los circuitos involucrados.
La corriente de cortocircuto de una instalación es proporcional al valor
nominal de tensión que se le aplique al mismo, y además depende de su
impedancia de acuerdo con la siguiente relación expresada en la ecuación
3.9:
Ec. 3.9
65
en donde:
Un: voltaje nominal
Z: la impedancia propia de la red.
Es decir que para un voltaje de 440 V la corriente de cortocircuito de una
red se duplica y para condiciones en las que se presentan este tipo de
fallas, los elementos de la red sufrirán mayores daños.
El turbogenerador WEG SPW.560 tiene una conexión en estrella con
neutro. El voltaje entre líneas es de 440 V, y el de fase es 440/V3 V (
254 V ) a 60 Hz. Por lo tanto no se tiene ni 110 V ni 220 V necesarios para
los circuitos de mando de la instalación actual. Hay que considerar que se
pueden conectar bobinas con voltaje nominal de 240 V entre línea y neutro
para el mando.
Existen motores que tienen únicamente datos de placa para 380 V ( caso
de los motores del centro de carga caldera de bunker), en este caso las
bobinas soportarán 254 V y se deberá considerar los efectos de las
variaciones del voltaje en dichos motores y los rangos de operación
aceptados.
Para operación satisfactoria, la máxima variación de! voltaje aplicado al
motor se encuentra entre el 90% y el 120% de su valor nomina!. El rango
de valores permitidos para bobinados de motores a 220 V está entre 198 V
y 264 V, es decir que aplicando un voltaje de línea de 440 V, estamos en el
rango permitido. Para el caso de los motores mencionados, se tiene un
voltaje aplicado del 115.5% del valor nominal.
66
Entonces un motor con dato de placa 380 V conexión estrella sí puede
funcionar con un voltaje de línea 440 V, debe considerarse las
especificaciones técnicas del constructor de los motores y se verifica que:
Se incrementan los siguientes parámetros:
• Torque de arranque
• Torque máximo
• Corriente a rotor bloqueado
• Velocidad a plena carga
Disminuyen los siguientes parámetros:
• Corriente a plena carga
• Corriente de arranque
• Decrece el factor de potencia
• Temperatura de plena carga
CAPITULO 4
LA INSTALACIÓN PROPUESTA
RESTRICCIONES
DETERMINACIÓN DE LA CARGA
VOLTAJE DEL SISTEMA
VARIACIONES DEL VOLTAJE
SISTEMAS PRIMARIO Y SECUNDARIO
CABLES, BARRAS Y TERMINALES
FALLAS
PROTECCIONES
PUESTA A TIERRA DEL SISTEMA
FACTOR DE POTENCIA
REQUERIMIENTOS ESPECIALES
OTROS
68
LA INSTALACIÓN PROPUESTA
En las páginas siguientes, se propone la nueva instalación a 440 V 60 Hz., la
misma que se ha planificado de acuerdo a las necesidades del ingenio Monterrey.
Se presenta el panorama de la distribución eléctrica futura, pero es preciso indicar
que en la ejecución del cambio de voltaje, se debe utilizar en conjunto con
normas, manuales generales y especificaciones de los fabricantes.
4.1 RESTRICCIONES
4.1.1 RESTRICCIONES FÍSICAS
Un sistema industrial real tiene limitaciones físicas y humanas, es decir no se
puede tener un sistema ideal, entre estas restricciones podemos anotar:
La seguridad: La instalación deberá ser segura, pensando siempre en la
protección de la vida del personal y en la seguridad del equipo y de las
instalaciones.
La seguridad de la vida de los trabajadores deberá anteponerse a todo criterio ya
sea técnico o económico, ellos deberán tener conciencia de el riesgo que se tiene
al trabajar en instalaciones industriales. Se evitará que para acciones de
mantenimiento y / o reparación, se trabaje con conductores energizados.
La confiabilidad: Se define en la planta industrial como la continuidad del
servicio de energía, para que el sistema sea completamente confiable, al ingenio
azucarero no deberá faltarle suministro de energía y en caso de presentarse
fallas, estas deberán afectar en lo mínimo posible al sistema general.
69
La simplicidad: Se debe garantizar la interrupción de ciertas cargas mientras se
mantiene funcionando a otras. La operación del sistema no debe ser complicada,
se debe garantizar interrupciones de emergencia y de mantenimiento, logrando
con esto que estas maniobras no sean peligrosas.
La flexibilidad: La instalación eléctrica deberá prever el crecimiento, expansión y
modernización de la carga original.'
4.1.2 RESTRICCIÓN ADMINISTRATIVA
La principal restricción de carácter administrativo que se tiene es la económica,
siendo el costo inicial de un proyecto la principal preocupación de los
empresarios. El costo inicial es considerable, pero su importancia disminuye si la
instalación obtenida es confiable y tiene una operación satisfactoria, haciendo
mínimo el costo de operación. Este aspecto se profundiza en el siguiente capítulo.
En toda instalación deberá ser factor determinante el criterio técnico, pasando a
un segundo plano la restricción administrativa.
4.2 DETERMINACIÓN DE LA CARGA
A la carga instalada actualmente, se incrementará un nuevo centro de carga, el
cual proveerá la energía necesaria para el funcionamiento de la caldera
SERMATEC con 492 HP repartidos en nueve motores instalados según se
resume en la tabla 4.1:
70
TABLA 4.1 CENTRO DE CARGA CALDERA SERMATEC
NOMBREVentilador tiro inducidoVentilador tiro forzadoVentilador de sobrefuegoVentilador esparcidor neumáticoBomba de agua # 1Bomba de agua# 2Alimentado! de bagazo # 1Alimentado! de bagazo # 2Motor reductor de la parrilla
HP175603020
100100
331
El ingenio Monterrey tendrá 8 centros de carga a 440 V 60 Hz., dispuestos en la
tabla 4,2:
TABLA 4.2 NUEVOS CENTROS DE CARGA
CENTRO DE CARGA
Caldera SERMATECPicadorasMotores HidráulicosPuente grúa, Grúa HiloCentrífugasMolinos, Alcalización, Caldera de BunkerCaldera de Bagazo, SecadoraSulfilado!, Filtros de Cachaza, Taller Soldadoras
HP INSTALADOS
492438251181304348327171
Teniéndose así un total de 2512 HP en la fábrica de azúcar. Todos los centros de
carga tendrán un tablero asociado para todos los motores, se evitará en lo posible
las cajas individuales para los motores.
71
4.3 VOLTAJE DEL SISTEMA
4.3.1 VOLTAJE DEL SISTEMA PRIMARIO:
E! voltaje del sistema primario o de transmisión del sistema de potencia estará
presente en la entrada de energía proveniente de la Empresa Eléctrica Regional
de Sur S. A. y de la Planta Hidráulica propia de MALCA, se tendrá 13200 V 60 Hz.
que es un voltaje medio aprobado por la IEEE Standars Board y se aplica
actualmente en los sistemas industriales y comerciales.
4.3.2 VOLTAJE DEL SISTEMA SECUNDARIO:
Debido a las condiciones establecidas, el voltaje de transmisión secundaria y de
alimentación a la carga será de 440 V 60 Hz. entre líneas y con disponibilidad del
neutro. Este es un voltaje que actualmente se encuentra en auge comercial en
aplicaciones de tipo industrial.
4.4 VARIACIONES DEL VOLTAJE
Sería ideal que los equipos instalados estén alimentados por un voltaje igual al de
su placa, es además fundamental mantener la frecuencia constante. El tener un
voltaje previamente determinado es difícil de conseguirlo, pero existen rangos de
voltajes a los cuales pueden operar satisfactoriamente los equipos, a esto se
conoce como condiciones normales de trabajo, en este aspecto se deben
considerar la caída de voltaje, el intervalo permisible y la regulación de voltaje.
Caída de voltaje:
Es la diferencia que existe entre los voltajes existentes en ia fuente y en el
terminal del alimentadoren el mismo instante.
72
Intervalo permisible:
Es el rango de voltajes a los cuales el sistema puede operar en condiciones
normales.
Regulación de voltaje:
Es la diferencia entre el voltaje en vacío de la fuente alimentadora y el voltaje
presente en la carga, en relación con el voltaje de la carga.
Las variaciones de voltaje pueden ser: Lentas producto del aumento o
disminución progresiva de la carga de acuerdo con el modo de operación de la
planta. Rápidas o también llamadas flicker o parpadeo, son momentáneas y se
producen debido al trabajo de soldadoras de arco o al arranque de motores
grandes de inducción.
La caída del voltaje se debe al paso de la corriente por la ¡mpedancia de los
elementos constitutivos del circuito industrial.
El turbogenerador WEG viene provisto con un regulador automático de voltaje
digital GRMP04 de la firma GRAMEYER, que incorpora equipo de medición,
programación fácil, corrección automática del factor de potencia, alarmas y
capacidad para operación en paralelo.
4.5 SISTEMAS PRIMARIO Y SECUNDARIO
4.5.1 SISTEMA PRIMARIO
Se considera como sistema primario a todos los componentes del sistema cuyo
voltaje es mayor o igual a 1000 V. Se puede observar en el nuevo diagrama
unifilar simplificado que este comprende:
Llegada en alta tensión de la EERSSA, Generación Hidroeléctrica a 4160 V.,
transformación 4160 a 13200 y transmisión hacia el ingenio de dicha energía,
73
además hay que considerar que el turbogenerador de 300 Kw. genera a un voltaje
de 2400 V. pero este último quedará como equipo de emergencia en caso de fallo
de los dos turbogeneradores de mayor capacidad.
De acuerdo con esto se tendrá dos subestaciones, con un transformador existente
en el ingenio cada una, cuyas características son:
La primera está ubicada en la planta hidráulica cuenta con un transformador
inmerso en aceite y sellado por nitrógeno con una relación de transformación de
4160 a 13200 V y 750 KVA de capacidad conexión estrella delta. Ubicada a la
intemperie facilita la elevación del voltaje para transmitir la energía hidráulica
hacia el ingenio Monterrey.
La segunda estará ubicada en la planta baja de la loza del nuevo turbogenerador.
Tendrá un transformador sumergido en aceite con una relación de transformación
de 13200 a 440 V y 1250 KVA de capacidad conexión delta estrella el mismo que
existe en el ingenio, estará ubicado en un cuarto de transformación junto a una
cabina de alta tensión también existente en el ingenio, pero que actualmente no
está prestando ningún servicio. Para este efecto se seguirán las normas
establecidas para cámaras de transformación subterráneas.
4.5.2 SISTEMA SECUNDARIO
Se define un sistema secundario para voltajes menores a 1000 V. Entran en
consideración todos los elementos de generación, transformación y centros de
carga. La instalación secundaria será del tipo radial con opción a conexión a dos
fuentes de energía, idéntica en estructura a la instalación actual.
Para la distribución de energía hacia los nuevos centros de carga se contará con
un nuevo Tablero General de Distribución, provisto de una doble barra trifásica de
alimentación; la superior con capacidad para 5000 A y la inferior con capacidad
para 1600 A, de estructura idéntica al tablero actual, con posibilidad para
conexión de 8 centros de carga y una entrada / salida de energía para
74
alimentación auxiliar, con la posibilidad de sincronizar la energía del
turbogenerador WEG con una de las energías alternativas que se dispone. Este
T. G. D. tendrá protección vía breaker hacia cada centro de carga y protección vía
disyuntor en la entrada / salida de energía. Se podrá visualizar la corriente de
cada fase de los centros de carga y se podrá visualizar con cuál barra está
conectado cada centro de carga. Logrando de esta manera que la energización
de los diferentes centros de carga sea independiente de ios otros y se puedan
conectar a cualquier barra.
Se hará la compra de un transformador de 650 KVA 220 a 440 V conexión delta
estrella, para alimentar la barra superior del T. G. D. con la energía del
turbogenerador de 500 Kw. y viceversa. El mismo que irá ubicado bajo la loza del
nuevo turbogenerador junto al transformador de 1250 KVA. Con esto se logra
tener la opción de generación del turbogenerador pequeño en caso de falla del
turbogenerador WEG y la disponibilidad de los dos voltajes con que trabajará el
ingenio mientras se produce el cambio progresivo de los centros de carga.
Las acometidas entre Turbogenerador WEG - Tablero WEG y entre Tablero WEG
- T. G. D. se harán por debajo de la loza prevista para el nuevo generador. Estas
acometidas se harán en ducto metálico.
Se cambiará la conexión del generador diesel de 200 Kw. para tener un voltaje
generado de 440 V, esto se logra cambiando la configuración del bobinado del
generador.
4.6 CABLES, BARRAS Y TERMINALES
4.6.1 CABLES
Las acometidas entre el T, G. D. y los centros de carga existentes, se harán con
los mismos cables con que están conectados actualmente, en caso de que la
distancia requerida sea mayor, los cables se cambiarán y se colocará el cable
75
recomendado por el fabricante de acuerdo con la capacidad de conducción del
mismo.
Las conexiones desde los tableros hasta los motores instalados, tendrán los
mismos cables que actualmente prestan servicio a 220 V, quedando de esta
manera sobredimensionada la instalación.
Comercialmente existen disponibles cables de cobre y aluminio, prefiriéndose al
primero debido a que tiene una alta conductividad eléctrica. Los conductores de
aluminio se usan para grandes distancias debido a que son más livianos.
El cobre es un metal muy maleable, dúctil y de color rojizo. Puede ser fundido,
forjado, laminado, estirado y mecanizado en máquinas herramientas.
Tiene las siguientes propiedades físicas:
Peso específico 8,9 gr. / cm3
Punto de fusión 1083 °C
Resistividad 0,017 Q mm2 / m
El aluminio es un metal maleable, dúctil de color blanco plateado. Puede
trabajarse fácilmente por laminación, estirado, fundición, forjado y mecanizado en
máquinas herramientas. Su resistencia'a los agentes químicos es muy pobre,
reacciona con facilidad con muchos ácidos.
Tiene las siguientes propiedades físicas:
Peso específico 2,7 gr. / cm3
Punto de fusión 660 °C
Resistividad 0,028 Q mm2 / m
El alambre de cobre viene generalmente recubierto por una capa de aislamiento,
generalmente sobre, las capas aislantes viene una cubierta protectora, se
76
muestran a continuación los principales materiales aislante empleados para
instalaciones interiores:
TERMOPLÁSTICOS: Policloruro de vinilo
Polietileno
TERMOESTABLES: Polietileno reticulado
ELASTÓMÉROS: Etileno - propileno
Caucho natural (goma)
Polisobutileno - isopreno (caucho butíl.)
Debido a esto, el alambre a utilizar para las conexiones futuras será de cobre
semi flexible aislado mínimo para 600 V con una capacidad de conducción de
corriente acorde con la nominal de los circuitos. Esto debido a las características
comerciales y conductivas de este material con relación al alambre de aluminio.
Además hay que considerar:
• El cable necesario para conectar la subestación de 1250 KVA en el lado de
baja tensión con el T. G. D.
• Conexiones de alta tensión de la misma subestación
• Conexiones del transformador de 625 KVA
• Las acometidas hasta el nuevo T. G. D. del turbogenerador WEG.
• Acometida del centro de carga Caldera SERMATEC
• Alimentadores de los motores de la caldera nueva
4.6.2 BARRAS
Se usarán para los tableros de fuerza de los centros de carga barras
rectangulares de cobre electrolítico de bajo voltaje sujetas por soportes aisladores
para baja tensión. Se escogerá su capacidad según las especificaciones de las
77
casas comerciales ofertantes y de acuerdo con la capacidad necesitada en barras
para cada centro de carga. Esto da flexibilidad a la instalación por la facilidad de
conectar y desconectar motores que se tiene. La separación entre barras estará
dada de acuerdo a las especificaciones de los fabricantes.
4.6.3 TERMINALES
Este aspecto se refiere a todo tipo de elemento usado para ser aplicado a los
terminales de un cable, para facilitar las conexiones entre ellos, en los tableros o
con motores. Se usará terminales de presión se sujetamiento mecánico, que se
realiza por medio de pernos, chavetas, tornillos, etc. También hay terminales de
sujetamiento térmico y de compresión.
4.7 FALLAS
En toda instalación industrial, ocurren inevitablemente fallas, y aunque no está
dentro del alcance del presente trabajo, se dará un procedimiento para su cálculo;
pero antes se define los tipos de fallas que se pueden presentar. Las fallas se
dividen en dos tipos principales: sobretensiones y sobrecorrientes:
4.7.1 SOBRETENSIONES
Son diferencias de potencial anormalmente elevadas, se presentan como voltajes
acompañados de corrientes proporcionales. Reducen la calidad del aislamiento,
pudiendo ocasionar así la destrucción de los mismos, pudiendo provocar
cortocircuitos. Establecen en los circuitos condiciones anormales de voltaje y de
78
corriente. Existe también sobretensiones externas debido a fenómenos
atmosféricos.
Se producen generalmente por conexiones o desconexiones de líneas abiertas o
con carga, o por cortocircuitos desequilibrados.
4.7.2 SOBRECORKIENTES
Son de dos tipos; las sobrecargas en las cuales se forza a un sistema a conducir
una corriente mayor a la de su capacidad nominal de trabajo y la falla más común
y peligrosa es el llamado cortocircuito el cuál se produce por contacto de una
fase a tierra, contacto entre fases, etc. Se caracteriza por un aumento brusco y de
corta duración de la corriente de hasta 10 veces y más la corriente nominal,
puede ocasionar la fusión de conductores, explosión de aparatos e inflamación de
gases.
Estas sobrecorrientes se producen principalmente por la variación de las
condiciones de trabajo de los conductores y por el desgaste de aislamientos, esto
se produce por: calentamiento, daño químico, daño mecánico o ataque de
elementos orgánicos.
4.7.3 CALCULO DE FALLAS
El cálculo de la corriente de falla en un circuito se realiza aplicando la ley de Ohm
I = E / Z , en el equivalente de Thévenin en el punto de falla, I es la corriente de
cortocircuito, E es el voltaje normal del sistema en el punto de falla y Z es la
impedancia de Thévenin incluyendo la ¡mpedancia de la fuente.
Cuando se involucran distintos voltajes, el método más conveniente es el de por
unidad, se recomienda seguir los siguientes pasos para el cálculo de fallas:
79
• Realizar un diagrama unifilar de la instalación
• Preparar un diagrama de impedancias
• Encontrar los valores de resistencias y reactancias
• Sacar el equivalente Thévenin en el punto de falla
• Encontrar por la ley de Ohm la corriente de cortocircuito simétrica y la
potencia de cortocircuito simétrica.
Para encontrar la corriente de cortocircuito que la protección debe interrumpir se
debe usar las tablas de multiplicadores.
4.7.4 FUENTES DE CORRIENTES DE FALLAS
La corriente de falla proviene básicamente de dos fuentes, las máquinas
sincrónicas y las de inducción y se representan como una reactancia variable al
flujo de corriente de falla,
Generadores: se toma en cuenta tres valores de reactancia:
Xd" reactancia subtransitoria, se presenta en el primer ciclo luego de la
ocurrencia de la falla primeros 0,1 segundos.
Xd' reactancia transitoria, para luego de 0,5 a 2 segundos pasar al valor de
Xd reactancia sincrónica se presenta en el estado estable y no se considera
para el cálculo.
Motores sincrónicos: para efectos del cálculo de fallas tienen los mismos
parámetros que los generadores, pero numéricamente sus valores son distintos.
80
Motores de inducción: solo se designa para motores de inducción el valor de
reactancia subtransitoria Xd" que es un valor más o menos el mismo que la
reactancia vista en el rotor.
Ejemplo de cálculo de corrientes de fallas: Calcular la corriente de cortocircuito
simétrica y asimétrica si se presenta una falla trifásica a tierra ocurrida en el
turbogenerador WEG operando en vacío.
©
Falla
GRÁFICO 4,1 DIAGRAMA UNIFILAR
0.166Xd"
{ Falla
GRÁFICO 4.2 DIAGRAMA DE IMPEDANCIAS
La corriente de cortocircuito simétrica instantánea viene dada por la siguiente
relación:
Iccsim ~Pbase
3 • V - XpuEc. 4.1
y el valor de esta es:
3500 KVÁIccsim = —T
A/3 - 0 . 4 4 KV -0 .166
Ice simétrica = 27666.83 A
Que es un valor igual al dato de placa dado por el fabricante. Para calcular la
corriente de corto circuito asimétrica, hay que multiplicar el valor obtenido
anteriormente por el multiplicador respectivo. Para este caso general tiene un
valor de 1.6.
¡ce asimétrica = 1.6 Ice simétrica Ec. 4.2
Ice asimétrica = 44267 A
4.8 PROTECCIONES
Se debe dotar a la planta industrial de un adecuado sistema de protecciones, para
poder aislar de manera rápida las fallas, en consecuencia se tiene una mínima
interrupción del servicio, haciendo mínimas las pérdidas económicas en caso de
ocurrencia de fallas.
A continuación se enumeran las diferentes clases de protecciones existentes:
Relés: Pueden ser de sobrecogiente, diferenciales, de voltaje, de tierra,
direccionales, térmicos, y de aplicaciones específicas. Interruptores: Pueden ser
electromagnéticos y termomagnéticos y Fusibles.
Relés térmicos de bimetal: Su principal función es la de protección contra
sobrecargas. Contiene un elemento bimetal de dos láminas soldadas, el cuál al
82
calentarse experimenta una curvatura debido a! diferente coeficiente de dilatación
de estos materiales, esta dilatación dispara o hace accionar un contacto,
desconectando el circuito protegido.
Fusibles: Su principal función es la de protección contra cortocircuitos. Su acción
se basa en la fusión de un elemento conductor, que desconecta automáticamente
al circuito protegido.
Disyuntores: Protegen igualmente contra cortocircuitos y contra sobrecargas.
Operan gracias a disparadores o relés instalados en los elementos conductores
del mismo. Pueden constar de unidades de disparo instantáneo para la protección
de cortocircuitos, y unidades de disparo térmicas para la protección de
sobrecargas.
Estos dispositivos de protección deben cumplir los siguientes requerimientos para
su aplicación:
• Capacidad y selectividad para detectar y despejar fallas.
• Interrupción adecuada de una condición anormal en un circuito.
• Curvas características, rangos de voltaje y corriente establecidos.
Actualmente, los fabricantes recomiendan los tipos y rangos de protecciones que
se deben ubicar en cada equipo, las diferentes combinaciones de las protecciones
deben estar correctamente coordinadas para garantizar una mejor protección.
Se redimensionarán todas las protecciones individuales de todos los motores de
inducción que actualmente trabajan a 220 V, considerando que se tendrán
corrientes nominales del orden del 50 % en el nuevo circuito de dichos motores, y
considerando lo siguiente:
• Corriente nominal a 440 V
• Tipo de arranque
• Posición de la protección
• Tiempo permitido de sobrecarga
83
En el caso de relés de sobrecarga con calentadores, las especificaciones de los
fabricantes darán las características técnicas del relé y la numeración y tipo de
calentadores adecuados para la nueva instalación.
Es preciso indicar que el equipo con que viene el Turbogenerador WEG trae
incluido una serie de protecciones especiales para el mismo, esto es muy
conveniente debido a que será el equipo más valioso dentro del sitema eléctrico
MALCA.
4.8.1 ALTERNATIVAS DE PROTECCIÓN
La combinación de los diferentes tipos de protecciones para un motor, tiene
básicamente'la estructura del gráfico 4.1:
Protección contra cortocircuito
Contactor/Arrancador
Protección contra sobrecarga
GRÁFICO 4.3 ESQUEMA DE INSTALACIÓN DE MANIOBRA Y PROTECCIÓN
DE MOTORES DE INDUCCIÓN
84
De acuerdo con esto, se tienen 3 alternativas básicas de protección:
• Fusible - contactor - relé térmico: Debido a las características
individuales de cada elemento de esta combinación, se tiene una excelente
protección contra cortocircuito y sobrecarga.
• Disyuntor - contactor - relé térmico: La protección contra sobrecarga es
excelente, pero la protección contra cortocircuito debido a las
características del disyuntor es buena.
• Disyuntor - contactor: En aplicaciones de motores pequeños son
conocidos como, guardamotores. Si incluyen los disparadores adecuados,
la protección contra cortocircuitos y sobrecargas es buena.
4.9 PUESTA A TIERRA DEL SISTEMA
Toda la instalación a 440 V futura, tendrá un sistema de puesta a tierra, el cual
tendrá conexión con el neutro del generador WEG por medio de conexión física.
Esto permitirá garantizar un alto grado se seguridad del personal eléctrico, cuando
se tenga contacto con carcasas de motores, elementos metálicos como cajas o
tableros, equipos y demás herramientas.
El equipo de puesta a tierra comprenderá un conjunto de varillas conductoras ya
existentes y la estructura metálica del ingenio, con el propósito de mantener nula
la diferencia de potencial con partes metálicas para evitar peligros de shock
eléctrico al personal. Además se garantiza que las corrientes de cortocircuito
fluyan sin chisporroteo, calentamiento excesivo o producción de fuego, se regirá
las normas establecidas para puesta a tierra de los sistemas industriales.
85
En la industria, es fundamental para que un sistema eléctrico sea seguro, que
cualquier cosa que pueda estar en contacto con el sistema vivo se mantenga con
el potencial de tierra.
Un sistema sin tierra que esencialmente es un sistema conectado en delta sin
neutro puesto a tierra. En este sistema,'la falla línea tierra, no causa el disparo
automático del circuito. Pero una segunda falla a tierra de este sistema, puede
causar disparos continuos y aún equipo quemado en circuitos diferentes a los que
tienen fallas. Otra desventaja de los sistemas sin tierra es que presentan
frecuentemente sobrevoltajes transitorios.
4.10 FACTOR DE POTENCIA
Se define como la relación de la potencia total activa a los voltamperes totales.
También es igual numéricamente al coseno del ángulo de la diferencia de fases
entre el voltaje total del circuito y la corriente. Una planta industrial requiere de
potencia reactiva, y se puede hablar de un factor de potencia en atraso.
La componente de corriente reactiva se presenta especialmente en
transformadores y motores, esta es necesaria para proporcionar el campo
magnético y no produce trabajo real, y está vectorialmente en cuadratura con la
componente activa.
La corrección del factor de potencia es importante debido a que las empresas
eléctricas penalizan a las industrias con bajo factor de potencia y se logra
minimizar pérdidas, actualmente los centros de carga del ingenio Monterrey
conectados a la EERSSA tienen un factor de potencia de 0,92 exigido por esta.
En la instalación futura a 440 V existirá de acuerdo a lo planificado un centro dé
carga que se conectará a la empresa eléctrica para el arranque de la caldera
86
SERMATEC, este centro de carga tendrá instalados 492 HP y en caso de ser
necesario deberá corregirse por medio de bancos fijos capacitivos trifásicos su
factor de potencia para estar dentro de los parámetros exigidos por la empresa
eléctrica. Actualmente la selección de los capacitores adecuados se realiza por
medio de la aplicación de tablas existentes para pedido de los mismos.
4.11 REQUERIMIENTOS ESPECIALES
Es importante considerar que existen además de los elementos tratados
anteriormente, otro tipo de requerimientos que intervienen en una instalación
industrial, entre estos podemos anotar: Energía de emergencia, instrumentos de
medición eléctrica e iluminación.
4.11.1 ENERGÍA DE EMERGENCIA
La maquinaria instalada en el ingenio no deberá parar excepto en los horarios
programados para mantenimiento de la planta, entonces es fundamental tener
alternativas para el suministro de energía en caso de falla del turbogenerador
WEG. En el caso específico del ingenio Monterrey esta energía de emergencia
será proporcionada ya sea por la empresa eléctrica o por uno o varios de los
generadores existentes actualmente con una capacidad de generación de 1450
Kw.
Cuando el ingenio esté en sus periodos de mantenimiento o de reparación, la
energía utilizada será la hidráulica, y en caso de no existir el agua suficiente para
la generación, nos conectaremos con la EERSSA. Hay que considerar también la
existencia de la planta térmica de 200 Kw. Considerando la carga que será
instalada para funcionamiento de la caldera nueva (492 HP), se hace necesaria la
compra a futuro de una planta térmica de'unos 500 Kw.
87
Con esto se logrará la prevención de pérdidas por paros ocasionados por la falta
de energía del turbogenerador WEG. Entre estas podemos anotar los salarios por
tiempos muertos de producción, de productos en el proceso, de información en el
proceso, etc.
4.11.2 INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ELÉCTRICA
Su función principal es la de asistir a los operadores a efectuar una correcta
operación de la planta, por medio de obtención de información de magnitudes
eléctricas como: carga, energía consumida, factor de potencia, voltajes, corrientes
de línea, etc. Es fundamenta! antes de iniciar la operación de una planta realizar
un chequeo de las condiciones eléctricas de trabajo, y son necesarios chequeos
periódicos para asegurarse de que el equipo está funcionando en condiciones
normales de operación.
El turbogenerador WEG trae incluido su equipo de medición completo, la entrada
de la empresa eléctrica tiene ya instalado un vatihorímetro electrónico, y la cabina
de alta tensión prevista para el transformador de 1250 KVA tiene su propio equipo
de medición. En vista de esto los valores de energía totales estarán
contabilizados, así como también voltajes y corrientes.
Es recomendable medir la energía consumida en cada centro de carga previsto,
para tener los datos de consumo energético de las diferentes secciones de
producción del ingenio. Esto se puede lograr mediante un sistema de adquisición
de datos o instalando vatihorímetros en las salidas hacia los centros de carga del
nuevo T. G. D.
Es imprescindible que el taller eléctrico cuente con un equipo completo portátil de
medición eléctrica, para facilitar la operación y mantenimiento del sistema, así
como la corrección inmediata de fallas.
GRÁFICO 4.2 PANEL DE CONTROL TURBOGENERADOR WEG
89
4.11.3 ILUMINACIÓN INDUSTRIAL
El sistema de iluminación de toda planta industrial debe garantizar el
acondicionamiento adecuado de los lugares de trabajo, de acuerdo al tipo de
trabajo y esfuerzo visual al que estará expuesto el obrero. La planta tendrá un
acondicionamiento lumínico de tal suerte que se garantice condiciones cómodas.
La iluminación debe servir como una herramienta de producción y un factores de
seguridad industrial.
Para el proceso de planificación de la iluminación adecuada, se deben consideran
los siguientes aspectos:
• Cantidad de iluminación
• Calidad de la luz
• Deslumbramiento directo
• Brillo y relación de brillos
• Distribución, difusión y sombras
• Calidad del color de la luz
El tratamiento en detalle de estos aspectos se debe tomar en cuenta en la
planificación de una nueva instalación de iluminación.
El sistema de iluminación del ingenio Monterrey tiene un circuito aparte de 110 V
con lámparas incandescentes y tubos fluorescentes, el voltaje de este circuito no
se modificará y para esto se montará un transformador tal como está la
instalación actual.
90
4.12 OTROS
Se exponen a continuación, otros aspectos que hay que tomar en cuenta para el
cambio de voltaje a 440 V,, tanto en los circuitos de fuerza y control del caso
"específico de Monterrey Azucarera Lojana C. A. Estos servirán para luego realizar
el análisis económico.
4.12.1 CIRCUITOS DE FUERZA
Motores:
Se debe considerar el reemplazo de los motores de la tabla 4.3 los cuales no
soportan el cambio a 440 V. Todos los motores que se anotan son trifásicos de
inducción. Debido al alto costo de los mismos, se recomienda su rebobinaje ya
sea en el taller eléctrico o en un taller particular.
TABLA 4.3 MOTORES QUE NO SOPORTAN CAMBIO A 440 V.
NOMBRE•Picadora de caña # 2Centrífuga de primeraSoldadora WestingbouseSoldadora Westinghouse
HP125752525
POLOS101044
Se hará el reemplazo con un motor que presta servicio en la sección campo del
Motor Hidráulico Molino #2, de 150 HP.
Los motores monofásicos existentes en el ingenio bombas de aceite pequeñas y
ventiladores de los motores de los molinos hidráulicos, estarán conectados entre
fase y neutro del sistema a 440 V, lográndose así establecer para ellos un
potencial de 254 V.
Antes de realizar la instalación definitiva de cualquier motor a 440 V, deberá
realizársele en el taller eléctrico pruebas de aislamiento, y comprobar su correcto
funcionamiento.
Circuitos especiales:
Los circuitos electrónicos del control automático de la caldera de bagazo nueva,
estarán conectados al circuito de 110 V del alumbrado, estos tendrán además una
UPS. Los circuitos para tarjetas electrónicas de medidores de flujo, variadores de
velocidad, arrancadores estáticos, etc. Deberán tener una fuente estabilizada de
voltaje.
Arrancadores:
Se debe prever la adquisición, rebobinaje o reubicación de los arrancadores para
440 V de los siguientes motores:
• Picadora de caña # 1 (120 HP) y picadora de caña #2 (125 HP) , los
arrancadores manuales por autotransformador actualmente instalados no
soportan el cambio a 440 V.
• Centrífuga de primera: arrancador para motor de 100 HP
• Desfribrádora: arrancador para motor de 200 Kw
Además, deberá proveerse de todo el equipo de arranque y mando de los
motores de la caldera SERMATEC, en vista de que la empresa ofertante solo
entrega los motores.
92
4.12.2 CIRCUITOS DE MANDO
Por regla general, los circuitos de mando del ingenio Monterrey, están
funcionando actualmente a 220 V 60 Hz. Pero en el nuevo sistema trifásico con
neutro, tendremos disponible 440 / V3 (254 V).
En este caso se pueden reutilizar las bobinas con voltaje nominal de 240 V,
debido el límite superior permisible para operación correcta de las mismas, la han
proporcionado los fabricantes y es de 110 % del valor nominal. Es decir que para
un valor nominal de 240 V 60 Hz. marcado en la bobina, podemos conectarla
hasta un máximo de 264 V 60 Hz.
Todos los circuitos de mando que se instalarán para el sistema nuevo tendrán
protección por fusible, esto para mayor seguridad de la instalación.
Se preverá en el futuro el arranque asociado de dos o más motores, con una sola
señal de mando, esto se logrará viendo la necesidad de arranque secuencia! de
los mismos.
Se utilizará adecuadamente circuitos temporizados con enclavamiento eléctrico
que ayudan también al bloqueo de circuitos. Con esto se pretende minimizar el
arranque individual que tienen que hacer los operadores actualmente.
Existirán circuitos de mando especiales, tales como los de la caldera de bunker a
110 V, este centro quedará así debido a la existencia de equipo de
instrumentación costoso que funciona con ese voltaje. Para esto deberá preverse
el reemplazo del transformador 220 / 110 V que existe actualmente, por uno de
relación de transformación 440 /110 V.
HIDRÁULICA
750 KVA
13200V
1250KVA
440 V
DISYUNTOR
200 Kw
2800 Kw
DISYUNTOR
440 V
500 kW
DISYUNTOR
220 V
625 KVA
440 V
BARRA 1
BARRA 2
A LOS CENTROS DE CARGA
GRÁFICO 4. 3 CIRCUITO DE FUERZA A 440 V 60 HzDIAGRAMA UNIFILAR SIMPLIFICADO
CAPITULO 5
EVALUACIÓN ECONÓMICA DEL CAMBIO DE VOLTAJE
RESTRICCIÓN ADMINISTRATIVA
MÉTODOS DE EVALUACIÓN ECONÓMICA DE PROYECTOS
PROYECCIONES DE LOS DATOS OBTENIDOS
RAZONES ECONÓMICAS PARA EL CAMBIO DE VOLTAJE
COSTOS DE INVERSIÓN DEL PROYECTO
COSTO DE ALTERNATIVAS DE LA INSTALACIÓN
ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA INSTALACIÓN A 440 V
95
5.1 RESTRICCIÓN ADMINISTRATIVA
Los administradores de todas las industrias, tienen como política permanente el
recorte de costos, para conjugar de manera adecuada los recursos humanos y
materiales con el objetivo de obtener el mayor beneficio económico.
Considerando lo citado anteriormente, la administración ha pasado ha ser el factor
decisivo de la producción^. En consecuencia, para los administradores todo
proyecto debe representar la mínima unidad económica que pueda ser planificada
frente a otras alternativas de inversión o de utilización de los recursos con la
finalidad de maximizar su participación de mercado.
El empresario privado, está interesado en determinar los costos y los beneficios
directos de todo lo que se relaciona con la actividad productiva. Es decir se
interesa en la rentabilidad o rendimiento del capital para el propietario del mismo.
La principal preocupación de los empresarios es el costo inicial de un proyecto,
debido a que generalmente este es un monto elevado. Este alto costo inicial se
compensa si se tiene una instalación técnicamente bien diseñada, logrando un
óptimo funcionamiento de la misma con un mínimo de gastos operativos.
Si la instalación reestructurada, garantiza las condiciones para un incremento de
la producción, es evidente que todo empresario estará de acuerdo en realizar la
inversión necesaria.
Para esto se define el estudio económico de un proyecto, el mismo que busca
conciliar y optimizar la asignación de recursos escasos orientados a lograr un
desarrollo armónico global de un sistema, dando lugar al aparecimiento de la
Planificación Económica como instrumento que hace viable la consecución de
fines y objetivos.
Peter Drucker Gerencia para el futuro.
96
5.2 MÉTODOS DE EVALUACIÓN ECONÓMICA DE PROYECTOS
La ingeniería económica, dispone que los proyectos que involucran dinero, deben
ser evaluados de acuerdo con criterios técnicos establecidos para este fin.
Generalmente se utilizan tres criterios de evaluación que analizan la solidez de un
proyecto:
• Rentabilidad
• Tasa interna de retorno
• Relación beneficio - costo
Pero es preciso indicar que para poder realizar esto, se debe utilizar una gran
cantidad de información económica involucrada, como por ejemplo tasas de
interés, depreciación de equipos, valor residual, utilidades, etc.
Se resume a continuación estas técnicas de evaluación:
5.2.1 RENTABILIDAD
Es el coeficiente de evaluación económica más utilizado. Se calcula al dividir la
utilidad estimada, para la inversión tota! o el capital utilizado. Si se considera el
valor del dinero en el tiem'po, se habla entonces de rentabilidad actualizada.
Se expresa generalmente por un porcentaje y se interpreta como la utilidad que
se obtiene por cada unidad monetaria invertida.
97
5.2.2 TASA INTERNA BE RETORNO
También conocida como tasa interna de retorno financiera. Se define como tasa
interna de retorno aquella que hace que la diferencia entre el flujo de beneficios y
costos sea cero. Para el cálculo de la TIR es necesario conocer el flujo de caja o
flujo de operación determinado a partir de los estados de pérdidas y ganancias, sin
tomar en cuenta las depreciaciones ni los intereses, es fundamental considerar la
vida útil del proyecto.
Un proyecto es económicamente atractivo cuando la tasa interna de retorno es
mayor que la tasa mínima de atractividad del mercado.
5.2.3 RELACIÓN BENEFICIO - COSTO
Este indicador económico es el resultado de dividir los beneficios actualizados
sobre los costos actualizados de un proyecto. El criterio de aceptación de un
proyecto se da cuando los beneficios son mayores que los costos, es decir que la
relación beneficio - costo es mayor que uno. Indica si un proyecto es rentable o
no, pero no sirve para la comparación entre proyectos alternativos.
5.3 PROYECCIONES DE LOS DATOS OBTENIDOS
Es necesario considerar en todo estudio económico la proyección de las variables
involucradas, para así poder analizar la tendencia histórica de estas variables.
La proyección de las variables tomadas en cuenta para e! estudio, se realizan
utilizando métodos estadísticos-matemáticos. En general estas proyecciones se
realizan en base a una extrapolación de la tendencia histórica de los datos
obtenidos.
98
Debido a las características del presente trabajo, se realizarán las proyecciones de
tres variables involucradas con el cambio de voltaje:
1. Toneladas de caña molidas
2. Sacos de azúcar producidos
3. Consumo de energía eléctrica
5.3.1 PERIODO DE ANÁLISIS
En cuanto a lo referente a la estructuración de las series, en primer lugar es
necesario referirse al periodo de análisis, que deberá incluir por lo menos diez
años para que la proyección tenga una base de confiabilidad. Al estructurar las
seríes es común no considerar datos de años que no se consideran normales,
pues es cuando se tienen comportamientos de producción que no pueden
catalogarse como normales.
El análisis de la serie se facilita mediante la representación gráfica de la misma,
que nos permite visualizar la forma en la que fluctúa. Para esto es recomendable
utilizar un sistema de ejes cartesianos, en cuyo eje vertical se representará la
variable en estudio y en el eje horizontal la variable tiempo.
5.3.2 MÉTODOS DE CORRELACIÓN
Estos métodos consisten básicamente en graficar la serie y en base a la nube de
puntos ajustar la tendencia de la serie a la expresión matemática que más se
ajuste pudiendo ser esta una recta o una curva de cualquier índole. Una vez
establecida la ecuación matemática correspondiente y encontrados los respectivos
parámetros se procede a realizar las proyecciones.
Entre los métodos más utilizados para esto se tiene la aproximación lineal,
cuadrática, logarítmica y de la fórmula del monto.
99
Aproximación lineal: Cuando la tendencia histórica de la serie se ajusta a una
recta, la ecuación utilizada es de la forma de la ecuación 5.1:
Ec_ 5>
Aproximación cuadrática: Cuando la tendencia histórica se aproxima a una
parábola, la serie tiene una conformación de curva de segundo grado como se
muestra en la ecuación 5.2:
y = a + b-x + c-x Ec. 5.2
Aproximación logarítmica: Se usa cuando las series tienen una tendencia
como la mostrada en la ecuación 5.3:
Ec.5.3
o expresada en la ecuación de logaritmos 5.4:
Ec.5,4
Aproximación mediante la fórmula del monto: Se usa en caso de
proyecciones de consumo de bienes finales y elementos involucrados, hace uso
de ia fórmula del monto de la ecuación 5.5:
Cn = Co - (l + ¿)" Ec. 5.5
Su procedimiento consiste en obtener la tasa i de crecimiento de una serie año por
año, para luego obtener una tasa promedio que, aplicado a un año base de
100
consumo, a través de la fórmula del monto, nos permite proyectar para el año
deseado.
Para calcular la tasa de crecimiento de un año a otro se hace n = 1 y despejando
tenemos la ecuación 5.6:
• - Cn1 ~ ~ Ec-5-6Co
siendo Cn y Co dos datos consecutivos de la tendencia histórica.
De acuerdo con la aproximación mediante la fórmula del monto se tienen las
siguientes proyecciones indicadas en las tablas 5.1, 5.2 y 5,3:
TABLA 5,1 PROY€CGION"DE-LAS*TONELADAS DE'CAÑA MOIilDAS'''Q
ít DATOS TONELADAS MOLIDAS f l !ANO
1990
19911992
1993
1994
1995
1996
19971998
1999
2000
TONELADAS MOLIDAS ' r100304
106034109591119240129172133714141521150605154850163718
173215
< TASA i
0.0571263360.0335458440.0880455510.0832941970.035162419
0.058385809
0.0641883540.0281863150.0572683240.058008283
Tasa promedio iP056»43l
t ! PROYECCIÓN año base 2000ANO
2001
2002
2003
2004
200520062007200820092010
i n f ,123
456789
10
PROYECCIÓN , , ,182970.6668193275.7839204161.297
215659.8946227806.1064240636.4067254189.3242268505.5575283628.0974
299602.356
TABLA 5.2 PROYECCIONiDE'LOS'SACOS' DE 'AZÚCAR PRODUCIDOS^
( > ' < ' ' < 'DATOS SACOS^R'ODUCIDOS 'ANO,
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
19971998
19992000
' ... \ ;SACOS( :„ ,-,192187207730
213728
227246245970257757285180305244307166338625
352536
TASA . , „
0.0808743570.028874019
0.063248615
0.082395290.0479204780.106390903
0.070355565
0.0062966020.102416934
0.041080842
,Tasa 0.062985361
PROYECCIÓN año base 2000ANO
200120022003
20042005
2006
20072008
2009
2010
nt
123
45
6
78
9
10
PROYECCIÓN374740.607
398343,7792423433.6058
450103.7241478453.6694508589.2462540622.9232574674.2529
610870.3178649346.205
TABLA
, DATOS TOTALES ENERGÍA , ' i { ' ',ANO '
19901991199219931994199519961997199819992000
< „ ! f t KWH1086440113683199824517183601796505180419719389362427798252852228096522843413
' ' , , i TASA
0.046381761-0.1219055430.7213810240.0454765010.0042816470.0746808690.2521290030.0414878010.1111835290.012016079
lTasa¡ promediof
PROYECCIÓN año base 2000, ,ANO
200120022003
200420052006
20072008
20092010
| r 'ti ' i j i
1
23
456789
10
PROYECCIÓN'3180958,16
3558573.7333981016.53
4453608.046
4982301.5
5573756.8246235424.5596975639.7097803726.7378730117.025
toneladas
OXJ>-Z!OoOí
-o.
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D>V)amo>2'>sona
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5.2
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20
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7000
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600000-
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40
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300000-
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21
GR
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5.3
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20
10
V*.
9000000
8000000-
7000000-
6000000-
5000000-
4000000-
3000000-
2000000-
1000000-
18
19
20
21
107
De acuerdo a las proyecciones obtenidas y analizando los gráficos 5.1, 5.2 y 5.3,
se observa que tanto la molienda, como ia producción de sacos de azúcar blanco
y la energía requerida por el ingenio, va en continuo aumento.
Es evidente que ai incrementarse la molienda, también deberá incrementarse ia
producción porque son variables directamente dependientes. La energía requerida
es también proporcional a la producción estimada. Y ia energía que podrá ser
generada, depende de la disponibilidad del combustible para generación (bagazo),
en consecuencia se depende de el crecimiento en la molienda de caña de azúcar.
Son tres variables que están interrelacionadas y cualquier factor que afecte a una
de ellas, afectará a las otras dos.
El crecimiento sostenido de la producción, tendrá que darse mediante la utilización
de toda la capacidad instalada en fábrica, y en caso de requerirlo, habrá que
instalar maquinaria de mayor potencia para el proceso de obtención del azúcar
blanco.
Con estos requerimientos de energía futuros se justifica plenamente la compra del
turbogenerador, y el establecimiento del nuevo voltaje.
5.4 RAZONES ECONÓMICAS PARA EL CAMBIO DE VOLTAJE
Desde el punto de vista económico, el cambio de voltaje a 440 V es más
conveniente por los motivos que se exponen a continuación:
• AI disminuir el valor de las corrientes nominales, disminuirá también el
precio de los elementos requeridos para reposición de los materiales
eléctricos de maniobra, cableado y protección.
• Al disminuir la temperatura de operación de los circuitos, se logra que las
pérdidas térmicas por efecto Joule disminuyan.
108
Al lograr mejores condiciones de operación de los elementos de maniobra
instalados, se logra alargar los intervalos de mantenimiento y reposición de
elementos móviles. Disminuyendo así los costos de operación de la
instalación industrial,
Al disminuir la caída de tensión en la línea, se garantiza menor variación del
voltaje aplicado en las cargas, estableciendo mejores condiciones de
funcionamiento de las mismas.
Al disminuir las pérdidas de potencia en la línea, disminuye también los
costos por pérdidas de potencia que se tienen actualmente.
Al sobredimensionase automáticamente al 200 % los circuitos de fuerza de
la instalación existente, no habrá que realizar gastos futuros en caso de que
se decida la instalación de maquinaria de hasta el doble de potencia que
soportaría a 220 V, esto posibilita la ampliación a futuro del ingenio sin
realizar gastos en circuitos de fuerza.
Por efectos de disminución de la corriente nominal, la transmisión de la
energía generada por el turbogenerador, será económicamente más
conveniente a 440 V. que ha 220 V.
109
5.5 COSTOS DE INVERSIÓN DEL PROYECTO
Actualmente la inversión ha llegado a convertirse en factor determinante en la
economía mundial, debido a que el comercio depende fuertemente de la inversión.
Si bien es cierto, la inversión inicial es alta y en principio puede parecer que es un
excesivo gasto, el beneficio que se pretende obtener está por sobre estas
consideraciones. La inversión inicial no debe considerarse como un gasto, debe
considerarse como una forma de producir más capital que el que se invierte en la
realización de un proyecto. Toda inversión debe enfocarse entonces a obtener una
rentabilidad para el inversionista.
5.5.1 INVERSIÓN INICIAL
Se considera en este punto el monto total resultante de todo e! proyecto, en el cual
se incluye la compra del caldero nuevo, el nuevo generador, etc. La cantidad total
aproximada de esta inversión es de 1400000 USD.
En cuanto se refiere a material y equipo eléctrico para la generación de energía,
podemos resumir los costos de inversión inicial en el siguiente cuadro:
TABLA 5.4 INVERSIÓN INICIAL DEL PROYECTO
ElementoTurbogeneradorTablero General de DistribuciónCables de acometidasTransformador 650 KVACircuitos de fuerza y control caldera nuevaTOTAL
Costo USD310000
40000120007000
31000400000
110
Tiempo calculado para recuperar la inversión inicial
Si suponemos generación de 10 meses al año, 30 días al mes y 24 horas diarias
(7200 horas al año), considerando que el precio del Kwh. de Ea concesionaria local
es 0.08 USD podemos estimar el tiempo en que se paga esta inversión inicial si
consideramos como beneficio único la generación de energía eléctrica.
Se realiza el cálculo, considerando que e! generador trabaje con la cuarta parte, la
mitad, y tres cuartas partes de su capacidad nominal. Se considera un trabajo de
7200 horas al año. Para calcular el tiempo en años se divide la inversión inicial
para el precio por año de generación de energía. Todo esto en valor presente.
TABLA 5.5 TIEMPO DE RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN INICIAL
% Capacidad
255075100
Kw.
700140021002800
Kwh. año
5040000100800001512000020160000
Precio / año
40320080640012096001612800
Tiempo(años)
3.481.741.160.87
Si se genera al 25 % de la capacidad nominal del nuevo turbogenerador, la
inversión inicial se paga en tres años y seis meses. Si se lo hace al 50 % de la
capacidad nomina! del nuevo turbogenerador, la inversión inicial estará cubierta en
menos de dos años ( un año y nueve meses). Para un 75 % de capacidad, el
tiempo requerido es de un año y dos meses. Generando con la capacidad nominal
del turbogenerador, la inversión inicial se paga en aproximadamente 11 meses.
Esto sin considerar que el generador actúa como un reductor de presión y
proveerá de vapor de baja presión para el proceso.
111
Costo de ingeniería y mano de obra
El estudio y puesta en marcha de un proyecto, representa un importante rubro
dentro de las estimaciones económicas que deben hacerse para analizar el
mismo. El costo de la ingeniería y la mano de obra de los proyectos técnicos de
mejoramiento industrial debe ser tomado en cuenta, debido a que se requiere de
personal técnico capacitado y eficiente para realizar el trabajo propuesto de la
mejor manera posible.
"Si faltan máquinas, usted puede comprarlas; si no hay dinero, usted toma
prestado; pero hombres usted no los puede comprar ni pedirlos prestados;
hombres motivados por una idea son la base del éxito"2.
Bajo estas premisas, la participación humana dentro de un proyecto es de vital
importancia para llegar a las metas y objetivos propuestos.
Se estima que el costo de ingeniería y mano de obra del proyecto cambio de
voltaje para el ingenio Monterrey, representa un valor de 40000 USD.
Los gastos de mano de obra del proyecto cambio de voltaje, se harán con gasto
corriente del ingenio Monterrey, debido a que será encargado de la parte operativa
del mismo al personal que viene laborando normalmente en el Taller Eléctrico
MALCA.
La ingeniería del proyecto tiene como una de sus partes el estudio para el cambio
de voltaje y además abarca: planificación, cálculos, análisis de posibilidades,
listado de elementos requeridos, solicitudes de compras, evaluación de elementos
instalados, etc. Y se realiza en este caso gracias a la elaboración de una tesis de
grado, con personal técnicamente calificado para el efecto y económicamente muy
conveniente para cualquier empresa.
Bggon Joao da Silva Catálogo Electrónico W.E.G.
112
5.6 COSTO DE ALTERNATIVAS DE LA INSTALACIÓN
Para efectos del análisis económico, se ha considerado como alternativas en los
circuitos de fuerza de la instalación industrial tas siguientes:
1. Circuito de fuerza compuesto por la combinación de maniobra: breaker más
arrancador directo a 220 V 60 Hz.'
2. Circuito de fuerza compuesto por la combinación de maniobra: breaker más
arrancador directo a 440 V 60 Hz.
Circuito modificado redimensionando a 440 V 60 Hz. las protecciones. Se han
considerado como alternativas:
3. Combinación de breaker más relé térmico
4. Combinación de fusible más relé térmico
5. Guardamotor para cargas menores o iguales a 25 amperios y para motores
de mayor potencia fusible más relé térmico.
6. Guardamotor para cargas menores o iguales a 25 amperios y para motores
de mayor potencia breaker más relé térmico.
7. Breaker más cambio de los calentadores a 440 V 60 Hz.
8. Fusible más cambio de los calentadores a 440 V 60 Hz.
Esto debido a que es necesario comparar ios costos que representa tener una
instalación a 220 V con respecto de una a 440 V. También se debe conocer el
costo de redimensionamiento total de las protecciones y sus alternativas a 440 V.
De esta manera se buscará establecer un acuerdo entre los criterios técnico y
económico para el cambio de voltaje.
Con estas alternativas para la instalación industrial, para poder evaluar los costos
que representaría cada una de ellas, es necesario conocer de manera resumida
las cargas instaladas en el ingenio. De acuerdo a los datos anteriormente
presentados podemos establecer el siguiente cuadro de cargas trifásicas
instaladas:
113
TABLA 5.6 RESUMEN DE MOTORES INSTALADOS
,! MOTOR'JES „
EOP0.180.250.330.50.75
11.21.52
2.22.53
3.54
4.156
6.47.58.610
13.51525305075100120125150
Numero'r\
C
61r<
•5
49
11138111
1217131
131577123111
' Amperaje ' ;
220 '•1.81.31.51.62.63.84.45.26
6.4710
10.512.511.613.816
17.4222426333-56376115180226284342354
. 440
0.650.750.81.31.92.22.63
3.23.55
5.36.36.86.98
8.7111213
16.518
31.538
57.590113142171177
114
Costos de alternativas:
Considerando las alternativas para la instalación y los precios dados por los
fabricantes en catálogos industriales, se obtiene los siguientes costos totales
estimados, :
TABLA 5.7 COSTOS DE ALTERNATIVAS
OPCIÓN1 . Arrancador directo más breaker a 220 V2. Arrancador directo más breaker a 440 V3. Relé térmico más breaker a 440 V4. Relé térmico más fusible a 440 V5. Guardamotor y fusible cargas grandes6. Guardamotor y breaker cargas grandes7. Breaker más calentadores a 440 V8. Fusible más calentadores a 440 V
PRECIO USD14877496913613142528624739293545096214934
Es clara la diferencia existente entre el equipo de maniobra y protección de una
instalación a 220 V. en comparación, con el mismo equipo pero para una
instalación a 440 V.; pues el precio de la segunda representa el 65.14% de el valor
de la primera. Obteniéndose así un significativo ahorro con la instalación a 440 V.
Cuando se habla únicamente del equipo de protección a 440 V. podemos verificar
que es económicamente más conveniente la combinación de protección con
fusibles. Sí se usa relés térmicos, la protección vía fusible representa e! 41.24%
del valor que se tendría comprando breakers.
La opción que considera la instalación de guardamotores para cargas de hasta 25
amperios es 84.28% económicamente más conveniente si usamos fusibles y no
breakers para motores grandes. Esta opción, es muy conveniente comparando el
precio de la opción breaker más relé térmico para todos los motores, pues la
opción 5 representa el 40.35% de la opción 3 y la opción 6 representa el 47.87%
de la opción 3.
115
En el caso del Ingenio Monterrey, existen los relés térmicos, es decir es necesario
únicamente redimensionar sus calentadores para e! nuevo amperaje. Tal como se
puede ver en las opciones 7 y 8, la colocación de fusibles es más conveniente
económicamente que los breakers pues representa el 29.3% del costo de la
opción 7 de redimensionamiento de protecciones.
Se puede verificar lo citado anteriormente, si observamos los gráficos en
comparativos de el costo de las alternativas propuestas;
COSTO DE ALTERNATIVAS
i ouuuu -4 A nnnn1 HrUUUU
1 20000Qff) 4 nnnnnw' IUUUUU
^ pnnnno ouuuu
O
9nnnnzuuuun
\X
y\*
1 2 3 4 5 6 7 8
Alternativas
GRÁFICO 5.4 COSTO DE ALTERNATIVAS DE PROTECCIÓN
Existen otras alternativas para la instalación, como por ejemplo ubicar solamente
relés térmicos o colocar únicamente breaker en el circuito de fuerza. Estas son
más baratas, pero no son técnicamente recomendables, debido a que con estas
alternativas no se protege completamente a los motores involucrados en el
116
proceso de obtención del azúcar. El riesgo de averías en los motores y de paros
en el proceso es mayor, lo que hace que estas opciones baratas en principio, sean
muy costosas a mediano y largo plazo por los gastos futuros que implican.
Todas las alternativas de protección, deben tener un stock mínimo de repuestos y
elementos para cambio de equipos en el almacén. Los fusibles no son reseteables
como lo son los breakers y habrá que considerar esto.
5.7 ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA INSTALACIÓN A 440 V.
En el análisis económico de un proyecto, es necesario considerar que la
información necesaria depende de la situación macroeconómica de un país. Las
tasas de interés, la inflación, el factor de riesgo varían de acuerdo a las
condiciones políticas, económicas y sociales del sitio en donde se va ha hacer
efectivo el proyecto. •
El cambio de voltaje, es una parte de un proyecto de mejoramiento industrial. La
incidencia económica que tiene el mismo, es una parte de todos los aspectos de
mejoramiento involucrados, ya sean estos para proceso, generación, elaboración,
eficiencia, productividad, etc.
Resulta difícil establecer el grado de incidencia económica del cambio de voltaje,
debido a que el proceso industrial es un todo y a que el cambio de voltaje
beneficia a las diferentes partes del proceso.
Si consideramos las ventajas técnicas anotadas anteriormente del cambio de
voltaje:
• Disminución de corrientes nominales
• Disminución de la temperatura de operación
117
• Aumento del flujo de potencia en los circuitos instalados
• Mejora de las condiciones de trabajo de los elementos de maniobra
• Disminución de el tamaño de los elementos de protección
• Sobredimensionamiento de terminales de conexión
• Disminución de corriente en motores de inducción
• Disminución de caída de tensión en los cables
• Disminución de pérdidas de potencia en la línea
Es claro que éstas involucran ventajas económicas, es decir reducción de costos,
mejoramiento de las características de funcionamiento del sistema y menor gasto
por operación y mantenimiento, se verifica que:
1. Las utilidades obtenidas gracias al cambio de voltaje son mayores. También
la inversión de redimensionamiento de protecciones es muy pequeña en
comparación con la inversión total de todo el proyecto. Entonces la
rentabilidad del proyecto con este cambio técnico es mayor a la rentabilidad
que se obtendría con un proyecto similar pero sin el cambio de tensión.
2. Gracias a los beneficios económicos que se obtienen del cambio de voltaje,
el flujo de operación del mismo, será mayor. Haciendo esto que la relación
inversión / flujo de operación disminuye; en consecuencia, la tasa interna de
retorno T. I. R. será mayor.
3. Al incrementarse los beneficios y bajar los costos de inversión,
considerando la baja incidencia en el costo total de el redimensionamiento
de protecciones comparado con la inversión total, es claro que la relación
beneficio - costo sube.
Entonces, se incrementan gracias al cambio de voltaje los tres índices económicos
más comúnmente usados para evaluación financiera de proyectos (rentabilidad,
118
tasa interna de retorno y relación beneficio costo), esto quiere decir que en
definitiva este cambio técnico es económicamente conveniente.
Esto se puede verificar si consideramos ios costos que hubiese representado
llevar a cabo el mismo proyecto con las mismas condiciones técnicas (generación
de energía, producción de vapor, etc.), pero a 220 V. 60 Hz. Se incrementarían los
gastos en acometidas, y la inversión inicial sería similar o quizás un poco mayor.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
120
CONCLUSIONES
Para el cambio de tensión de los circuitos de una instalación industrial, es
necesario tomar en consideración tanto los criterios técnico y económico. Estos
dos criterios están interrelacionados entre sí, habiendo una estrecha dependencia
del primero con el segundo. Es función del-ingeniero encargado de realizar el
estudio, encontrar un equilibrio entre estos, para así poder optimizar la instalación
eléctrica industrial.
Si consideramos las ventajas técnicas que se obtienen gracias al cambio de
tensión, en el caso específico de Monterrey Azucarera Lojana C. A., es
conveniente elevar la tensión de operación entre líneas de los circuitos de fuerza a
una tensión igual al doble con la que ha venido funcionando el ingenio por más de
40 años.
La instalación propuesta a 440 V 60 Hz. es económicamente conveniente con
relación a la existente actualmente. Todas las ventajas técnicas reflejan ventajas
económicas, se obtiene menores costos de operación, se mejoran las condiciones
eléctricas de trabajo de los equipos. Además se tiene la gran ventaja de que con
los circuitos existentes, se puede duplicar la potencia instalada, no se debe hacer
modificaciones en la instalación eléctrica industrial, pero deberá tomarse en cuenta
la capacidad de la maquinaria instalada en el ingenio.
Ai ser el cambio de tensión beneficioso para el sistema industrial; aunque para
esto se haya tenido que realizar una fuerte inversión inicial, es claro que la compra
del Turbogenerador WEG, la Turbina TGM y la Caldera SERMATEC es una
decisión acertada. Las proyecciones de crecimiento del ingenio Monterrey, el
estudio técnico económico para el cambio de tensión y los beneficios adicionales
de este proyecto, así lo confirman.
121
Para la parte operativa del cambio de voltaje será necesario evaluar
detalladamente todos los elementos constitutivos de la instalación industrial. Esto
garantizará el óptimo funcionamiento de la instalación propuesta y minimizará los
contratiempos que se hallen en el camino.
Al analizar la carga instalada presente en el ingenio Monterrey, y la carga de
operación del mismo, es claro que la carga instalada ha tenido una suficiente
tolerancia a la potencia requerida por el proceso, es decir se puede incrementar el
consumo de potencia, y garantizando los demás requerimientos del sistema,
podemos aumentar la producción de azúcar.
Las protecciones individuales de los motores de inducción instalados en el sistema
eléctrico de la fábrica de azúcar Monterrey, deberá ser redimensionada por
completo, porque se establecen nuevas corrientes nominales del orden del 50 %
por debajo de las corrientes nominales a 220 V 60 Hz. Para esto es recomendable
seguir las normas eléctricas y regirse a los datos de placa que los fabricantes
proporcionan para cada uno de los equipos. Existirán protecciones que podrán ser
reubicadas dentro de la misma instalación industrial, pero las de mayor amperaje
ya no servirán.
De acuerdo con los datos estadísticos obtenidos de producción, molienda y
energía eléctrica consumida en los últimos diez años, es evidente que en este
período de análisis ha existido un crecimiento sostenido de Monterrey Azucarera
Lojana C. A. MALCA. Gracias a este crecimiento del ingenio, se justifica
plenamente la inversión en la compra de la maquinaría y equipos que se instalarán
y entrarán a funcionar en el sistema industrial estudiado.
122
RECOMENDACIONES
El voltaje a utilizarse en el sistema industrial MALCA será de 440 V 60 Hz. entre
líneas. Voltaje que es el mismo presente en la bornera del nuevo turbogenerador,
El sistema de bajo voltaje de la fábrica de azúcar será a cuatro hilos debido a la
presencia del neutro.
Es recomendable utilizar este ESTUDIO TÉCNICO ECONÓMICO PARA EL
CAMBIO DE TENSIÓN DE-LOS CIRCUITOS DE FUERZA Y CONTROL DE LA
FÁBRICA MONTERREY AZUCARERA LOJANA "MALCA", como un documento
guía para la parte operativa del mismo. Este estudio deberá aplicarse
conjuntamente con las normas establecidas y las recomendaciones dadas por los
fabricantes de materiales y equipo eléctrico industrial.
El sistema eléctrico actual viene funcionando ya muchos años. Por esta razón
debería establecerse un programa para cambio de los elementos eléctricos que
estén deteriorados o que sean muy antiguos. En este contexto debe irse
implementado la utilización de nuevas tecnologías que harán más eficiente el
sistema industria!. Esto nos permitirá en un mediano plazo lograr la automatización
de procesos, para llegar a un óptimo funcionamiento de los mismos
¡mplementando modernos sistemas de control y adquisición de datos.
Es conveniente que las protecciones de los circuitos de fuerza del sistema
eléctrico tengan una combinación de maniobra fusible contactor y relé térmico con
calentadores. Es la alternativa más barata de las que se han presentado y de esta
forma estaríamos protegiendo eficientemente las fallas de cortocircuito y
sobrecarga que podrían presentarse.
123
Para las protecciones que se ubicarán en el sistema, es necesario hacer un
estudio de coordinación de las mismas tomando en cuenta su selectividad. Para
lograr esto habrá que seguir las recomendaciones de fabricantes.
Debe implementarse un Programa de Mantenimiento Preventivo del Sistema
Eléctrico del ingenio Monterrey, con el objetivo de obtener un óptimo
funcionamiento del mismo y minimizar los tiempos de mantenimiento correctivo
para de esta manera disminuir e! tiempo de paros de producción por causa
eléctrica.
Es fundamental preparar al personal técnico involucrado por medio de cursos de
entrenamiento periódico, para que no tengan problemas al manipular y utilizar los
nuevos niveles de tensión que entrarán en funcionamiento. Se debe impartir las
normas de seguridad necesarias para el trabajo a 440 V. Así como de proveer al
electricista del equipo necesario para trabajar en caliente como por ejemplo
guantes, chalecos y mangas protectoras. Además deberá proveerse al personal
técnico del equipo de segundad necesario para trabajar en la subestación de la
cámara de transformación de 13200/440 V.
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22.SIEMENS Guardamotores 3RV
23.TELEMECANIQUE GROUPE SCHNEIDER Catálogo productos eléctricos.
24.VEM Motors GMBH Three phase asynchronous motors for low voltaje with
squirrel cage rotor Product summary
25.WEG Aplications Special Machines
26. WEG Automacao Ltda, Panel de control turbina generador WEG
27.WEG S. A. Catálogo industria!
28. WEG Sistema de controle, regulacao, monitoracao e display para .urna unidade
síncrona.
29.3M Ordering Catalog Eléctrica! Products.
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1. http://www.ansi.org American National Standars Institute ANSÍ
2. http://www.csa.ca Canadian Standars Association CSA
3. http://www.ieee.org Institute of Eléctrica! and Electronic Engineers IEEE
4. http://www.iec.ch International Electrotechnical Commission IEC
5. http://www.malca.com Monterrey Azucarera Lojana C. A. MALCA
6. http://www.ui.com Underwriters Laboratories UL
7. http://www.weg.com.br WEG
A N E X O S
A1 Identificación y características de desempeño generador sincrónico
SERMATEC.
A2 Diagrama unifilar Generador WEG.
A3 Diagrama multifilar Generador WEG.
A4 Pesos de! turbogenerador WEG
A5 Datos técnicos de la caldera SERMATEC
A6 Grados de protección IP
A7 Categorías de empleo para contactores Klockner Moeller
A8 Datos y tablas técnicas Klockner Moeller
A9 Intensidad Absorbida por un motor
A10 Motores trifásicos WEG IP55
A11 Contactores SIEMENS vida útil de los contactos
A12 Cables de alimentación para instalación de motores trifásicos y
monofásicos para caída de tensión máxima de 5% en electroducto AWG.
A13 Clases de voltajes de AC.
Al4 Rangos permisibles de variaciones de voltaje
Al 5 Cables TTU de cobre
Al 6 Platinas de cobre electrolítico
Al 7 Terminales para cables y accesorios
Al 8 Tabla de multiplicadores y reactancias de máquinas a ser usadas para
cálculos de rangos de cortocircuito para aplicaciones de interruptores de
fusibles.
Al 9 Valores pu típicos de reactancias
A20 Valores pu típicos de resistencias y reactancias
A21 Guardamotores WEG
A22 Fusibles "D" curvas características
A23 Fusibles "NH" curvas características
A24 Curvas de actuación disyuntor de 5000 A. ABB de! panel de fuerza WEG
A25 Capacitores para corrección del factor de potencia
A26 Precios ALLEN BRADLEY
A27 Precios Breakers General Electric
A28 Precios de opciones de redimensionamiento de protecciones.
IDENTIFICACIÓNModelo: S5W.560kVA: -ttOO.O core, seokW : 2800.0 Reg. SIF. Pot.: .80 Aisl. Frpm: 1800. AT 100 'Hz : 60 Amb. 40 'N' Foses: 3 Alt. 1000 rV 440/ /A 4S92.6/ /Con.: 4Y / /Protección IP54F. Constr.: B3EEnfriom. : IC 81W7Excitación: BRUSHLES5Regulador: GRMP04-1Nota:
DOCUMENTOPARA APROBACIÓN
CARACTERÍSTICAS DE DESEMPEÑO%Carqa 0F.Pot. — 1,0Rend. %) — 97Uexc. V) 15.4 34
C lexc. A) -9 2
50.80
0 96,03 42.1.1 2.6
C Corr.Corto Circ.pp.: 70427. A Sn Corr.Corto Circ.eff.: 27666. A S
Distor. armónica :Fator Interí. Telef.:
5.0 % S
3.0 % Ir
Xd 303.3 % Xq : 298.6 % XX l d 24.1 % X" q:X " d 16.6 % Xo :Vibración:Ruido :Rotación: HORARIO
20.0 % T4.6 % ymm/s DedB(A) M
751,0 .80
97,3 96.446.4 55.52.8 3.4
1001,0 .80
97.3 96.359.1 69.53.6 4.2
obrecorqo: 1.1 x In por 1h cada 6hobrecarqa moment.: 2obrevelocidad: 1.25 xercia Rotor(J=qd 2/4):
2 18.1 % T"' d .0145 s T ' dd -1403 s To
x In por 20 sn por 120 s
.00 kgm2
do .0210 so 1.7659 s
.068 sívan. amortiquador :fflCom DSemasa Aprox.: * kq
* Vide Dibujo Dimensionale.
•jj Delont.: • Inlerv<3 Tros.: * Lubríc.
alo Quaní de,(h] Lubríc (g)
-oo
Especif.: IEC 34.1 NBR 5117Ensayos: IEC 34.2 NBR 5052 DProlección: IEC 34.5 NBR 6146 CRefrig.: IEC 34.6 NBR 5110 MF.Conslr.: IEC 34.7 NBR 5031 FRuido: IEC 34.9 NBR 7565 CVibración: IEC 34.14 NBR 7094Toleranc.: ISO 286 NBR 6158
Tolerancias No Especif.
mensiones:IEC 72 NBR 5432ufiero ISO R773NQR 6375
ecaniz.: ISO 2768 NBR 6371undidas: ISO 8062 NBRonsír.Sold: ISO 8015 NQR
Fecha11.MA1.0Q
o Verif. :u: E¡ec. :^ Verif. :"ó Ejec. :
CMS N*:
GENERADOR SINCRÓNICOSERMATEC
Tipo deLubric
Ejec. ' Verif.Liberado
ALCIDES
LUIZ [
CARLOS |U
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FDS
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Fecha Liberado
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REDUCTOR
A4
TANQUE: DE ACEITE LLENO
GENERADOR,
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.,2200
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1 - [L INGENIERO CIVIL DEL USUARIO PUEDE DISEÑAR EL CIMIENTO DM lUKüQCOr.RAÍXÑ[VvJO INKORMACOES CONTENIDAS EN ESTO DIOUJO, PFfíO DCDE KACCR LA VOT ICACIONDEL COMPORTAMIENTO ESTÁTICO Y DINÁMICO DE LA ESTRUCTURA.
2 - EL CIMIENTO Y SU FUNDACIÓN DEBENDE OTROS EQUIPOS. (MIN. 25mm)
MALCAJ
CSfl Turbinas
Porg Referencia
Paro Aprovacuo
Cerlílicado
Como Construido
(X S.
Cliente
AcabamenloSuperficial
4) DIN ISO J302
bfUlo
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V - Vfó 25. ^V - VP/ '«—u.V " V% 10
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AJ.ÍF.FW30 CONFORME ÜOMf.NíAíílOS DO CUCrnC
AI.URA.OO COTA [)E 4/5 PARA 057,5
ALTERADO CONFORME COWLNTARIOS 00 CLICNIC
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35/07/CKí
75/07/00
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AU ERADO CERAÍJOR COMÍ'ORf^ DCSENIfO CEKTinCAfX) l«VEC
fíe?. Campo Doc. ÍÍCT.
1999 Desenhado Verificado Aprovado
DoU 25/05 ;
Home WEUMGTOM ;
Des. compí, N*
Turbina tipo
TM2000
Peso
DESENHO DE INSTALAQAODIBUJO DE INSTALACIÓN
Substituí o
Substituido pelo
•M/OG/UÍ) 'AT.U !i)!l
10/06/00 Wt'mfilOM
Dalo Nomc
(TURBINAS
RCT.
A5
DATOS TÉCNICOS DE LA CALDERA
nM^v^\A E PROJETO M.M M MJ9 Eng*
GERADOR DE VAPOR
MODELO
SERIE
hjs DEL EQUIPO
AÑO DE FABRICACIÓNMÁXIMA PRESIÓN DE TRABAJO ADMISIBLEPRESIÓN DE TESTE HIDROSTÁTICOCAPACIDAD MÁXIMA CONTINUAPRESIÓN DE SALIDA DEL VAPORTEMPERATURA DE SALIDA DEL VAPORÁREA DE LA SUPERFICIE DE CALENTAMIENTONORMA DE DISEÑO
e Eqtos. Ltda.
Kgf/cm2 g
Kgf/cm2 g
Kg/h
Kgf/cm2 g
*C
m2
SERMATEC Industrio e Monlcigsng Ildo. Rodovio Armondo de Salles Olivara Km 341 - Telefone: (016) 642-4-122 - S-rtOoiinho - SP78®$S&W$mt*SW^^
ÍTEM N.PEQAS
DESENHADO POR
RUB. CESAR
DATA 29/06/99
VERIFICADO POR
RUB, FERNANDES
DATA 29/06/99
APROVADO POR
RUB. P1ZZO
DATA 29/06/99
ESCALA ( ,ri:75
DISCRIMINAQAO MATERIAL
HPB — Eng enJiaria e Equipcnnvntos LtdcL
O.S. CLIENTE PESO TOTAL(kg)
MALCA
TAI HFIPA MPR TIPD \/9 SDOO/ALULIfArX nru 1 IrU Yo JUu
SERIE VS 5025/2
LAY OUT
REF.DES. MOD. PESO(kg)
PROJEQAO T DIEDRO
SUBSTITUIDO PELO N*
SUBSTITUÍ 0 DE N'
DESENHO N'
10-1-1034
REV.
REV.
REV.
1
GRADOS BE PROTECCIÓN IP según normas NJF C 20-010 - DIN 40050 - IEC 529Protección de personascontra contactos directosProtección del equipocontra entradas de cuerpossólidos01
2
3
4
5
6
7
8
9
11
Sin protecciónProtección contra loscuerpos sólidossuperiores a 50 mm.Protección contra loscuerpos sólidossuperiores a 12 mm.Protección contra loscuerpos sólidossuperiores a 2.5 mm.Protección contra loscuerpos sólidossuperiores a 1 mm.Protección contra elpolvo ( ningúndepósito perjudicial)Protección total contrael polvo
Protección del equipocontra líquidos
Sin protecciónProtección contra la caídavertical de gotas de agua(condensaciones)Protección contra caída degotas de agua hasta 15° de laverticalProtección contra la lluviahasta 60° de la vertical
Protección contra laproyección de agua en todaslas direccionesProtección contra chorros deagua en todas direcciones
Protección contra laproyección de agua "golpe demar"Protección conta los efectosde inmersiónProtección contra los efectosde inmersión prolongada
Protección mecánica
No hay protecciónEnergía de choque:0.225 Julio
Energía de choque:0.500 Julio
Energía de choque:2 Julios
Energía de choque:6 Julios
Energía de choque:20 JuliosEnergía de choque:60 JuliosNBNC20-001
Página A26 del catálogo General Electric Power Controls Material de DistribuciónIndustrial. 1996.
Determinación del grado IP, en función del local. Según norma C 15 100Azucareras IP mínimo — 555
Página A27 del catálogo General Electric Power Controls Material de DistribuciónIndustrial. 1996.
Valores characterísticos A7
Los aparatos Klockner-Moeller son aparatos para el mercado rnuridíaiHan sido construidos y verificados según prescripciones nacionales e internacionales.Eslas son, para lo República Federal Alemana, las siguientes:VDE 0660 Normas para aparatos para instalaciones de baja tensiónVDE 0110 Normas para el dimensionado de distancias de aire y de corriente de efluvioVDE 0100 Normas para el montaje de instalaciones para tensiones nominales inferiores a 1000 VVDE 0113 Normas para el equipo eléctrico de maquinariaVDE 0105 Normas para el servicio de instalaciones de corrienteVDE 0106 Normas para la protección contra electrocuciones
Categorías de empleo Para contadores según VDE OGGO, parte I02/1EC 158
Clara docorriente
Gómenlealterna
Corrientecontinua
Categoríade empleo
AC-1
AC-2
AC-3
AC-1
DC-t
DC-2
DC-3
DC--1
DC-5
Aplicaciones típicas
1 " Inlensiílad de conexiónlc "Intensidad de desconexiónU ^ Inlesidad nominal de servicio, U TensiónU. «Tensión nominal de servidoU, •* Tensión de relomo
Cargas no inductivas o con pequeña inducción,Hornos con resistencia
Motores do anillos tozantes: arranque, frenadoa contraconionte1). Inversión1)
Motor os de jaula de ardilla: conexióndesconoxióndel motor durante sufuncionamiento
Molotes de ¡aula de ardilla: nuanquo, contia-corrlenle1), inversión1). Impulsos7)
Cargas no inductivas o con pequeña ¡dilación.Hamos con resistencia
Motor es con devanado en paialolo; Arranquedesconexión durante el funcionamiento
Motores con devanado en paralelo; Arranque;frenado contracorriente1), inveisíón'). impulsos7)
Motores con devanado en sene; Attanquo,dosconexión durante el íuncionamÍRnlo
Motores con devanado en serie; Ananque.frenado conttacomenle1). inversión1)
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Conexión
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') Frenarlo conlra corriente e Inversiones de los motores son Irenadoi; bruscos o cambios del sentido de giro permutando dos cables cuando el molo- r-itá lorlavm qiranrio•") Impulsos son puestas en marcha del molor durante un tiempo muy cor lo sin quo la maquinaria cuite nn movimiento
Categorías de empleo Paraintenuploios auxiliaros según VDE OGÍ3Q.píit!G200/!EC 337
Clase decomento
Comentealterna
Coi tienteconlinun
Categoríade empleo
AC-ll
DC-11
Aplicaciones lípicas
1 ^ Intosidad do conexiónle f Intensidad do desconexiónL =• Intensidad nominal de servicio. U -TensiónUB «Tensión nominal de servicioU, Tensión do rntor nolii.1»" Ucmpoonms hasta que la corriente
eslabonaría alcance el 95 %P -* Un- lf Potencia nominal walloo
Conncxión de electroimanes do c.a.
Conexión de elüi'.li uimancs dü c.c
Síii vicio do iilitirnKíñnnni mal
Conexión Dnr.nnnoxión
1 U eos. i 1, U, cn-..|!„ U,. 1. Un
:
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1 U \ \, 1,,.,.u u, u u.
1 1 0 -P ' ( 1 1 G-P' I
Ü"tM''iní!'*iitiTi.-.T ••'in r-'ftttr i I
f'ir-nr.ñn I ».w-rnt*ovi/)ti
u 1.1 o.;
f) P'l l.l l.l <i l'-l
') El valor "G • P" resulta de una relación empírica que ípsponc Je a la innyorin dn los clunltoíinanes do c.c hant.n ni limite nuprninr rln P - 50 VV. G [ti^lfvvCon ello se ptesuponc; que la carga individual no puedo apnieccr con una polcnoia supoiíor a los 50 W: y con pnlnncias noin-nalni r.npnriorps <?r, nicargas en paralelo. Por ello hay un limite superior cíe 300 ins.
r fiv/ oí .O-M' n
Datos y tablas técnicas
Intensidad nominal de los motores trifásicos de Inducido en cortocircuitoy calibre de los fusibles de prolecciónEl valor máximo del fusible depende de los aparatos de conexión y del relé térmico acoplado.
"-1
Eslas intensidades nominales son validas para motores trifásicos a 1500 r.p.m.ventilados exterio' e Interiormente y los fusibles Indicados están previstos para:Arranque directo: Corriente de arranque máx. 6 x In, Duración de! arranque máx. 5 segundos.Arranque Y/A: Para una corriente de a'rrnnqua de máx. 2 * !„. Duración del arranque máx. 15 segundos.
(Regulación del relé térmico dispuesto en el circuito estrella - 0.58 ** 1,,).Los valores de los fusibles para arranque Y/¿ son válidos también para motores de anillos rozantes.Los motores de corriente nominal ó de arranque más elevado, o con arranque muy lenlo.necesitan fusibles de calibre superior.
Valores validos para fusibles «lento- ó -gL- (VDE 0636)Fusibles Mil característica aM. calibre Inmediato, superior a intensidad nominal.
Potencia nominal 220 V 300 V 500 V • 66OVdelmolor
Inlen- Fusibles Inten- Fusibles Inlen- Fusibles Inlen- Fusiblessldad sidad sidad sidadnoml- Arranq. Arranq. noml- Arranq. Arranq. noini- Arranq. Arranq. noml- Arrnnq. Arranq.mil del directo lenlo naldel directo lenlo naldel directo lento naldel directo lenlo
i] motor YM motor YM motor YM motor YMk W cosif % A A A A A A A A A A A A
0,06 0.7 50 0,39 2 - 0,23 2 - 0,17 2 - 0,13 20.09 0.7 60 0,56 2 - 0.32 2 - 0,25 2 - 0.19 20.12 0.7 60 0.75 4 - 0.43 ?. - 0.33 2 - 0.25 20.18 0.7 62 1,1 4 - Q.G'l 2 - 0.40 2 - 0.3G 2
0.25 0.7 62 1.4 2 2 0.8 2 0.6 2 0,5 2 -0.37 0.72 64 2,1 4 2 1.2 4 2 0,9 2 2 0,7 20.55 0.75 69 2.7 4 4 1.6 4 2 1,2 4 4 0.9 20.75 0,6 74 3,4 6 4 2 4 4 1,5 4 4 1,1 2 -
1.1 0.83 77 4.5 6 6 2,6 4 4 2 4 4 1 ,5 4 21,5 0.83 78 6 16 10 3,5 6 4 2,6 4 4 2 4 42.2 0.03 8 1 8.7 20 16 5 1 0 G 3.7 6 G 2.9 6 43 0,84 81 11,5 20 16 6.6 16 10 5 10 10 3,5 6 4
4 0.84 82 15 25 20 8.5 20 16 G.4 16 10 4.9 10 65,5 0.85 83 20 35 25 1 1.5 25 20 9 20 16 6,7 16 107,5 0.85 85 27 50 35 15,5 35 25 1 1,5 25 20 9 16 10
1 1 0.86 87 39 63 50 22,5 35 35 17 35 25 13 25 16
15 0.86 87 52 80 63 30 50 35 22,5 35 35 175 25 2018,5 0.86 80 64 100 ^ 80 36 63 50 28 50 35 21 35 2522 0.87 89 75 100 80 43 63 50 3?. 63 SO 25 35 3530 0.87 90 100 125 100 56 80 63 43 03 50 33 50 35
37 0.67 90 124 200 160 72 100 00 54 00 63 42 63 5045 0.08 91 1 47 250 200 05 125 1 00 64 100 00 49 63 6355 0.88 91 180 250 200 104 100 125 78 125 100 60 80 6375 0,88 91 246 315 250 124 200 160 106 160 125 82 125 100
90 0.88 92 292 400 315 169 ' 200 200 127 200 160 96 125 1001 1 0 0.88 92 357 500 400 204 250 200 154 200 200 118 160 1 25132 0.00 92 423 630 500 243 315 250 1 82 250 200 1 40 200 1 60
160 0.00 93 500 630 630 292 400 3I5 220 315 250 170 250 200200 0.80 93 620 800 000 360 500 4CO 283 • 400 315 214 315 2502CO 0.08 93 - - 465 500 500 355 500 400 268 400 315
315 0.08 93 - - - 500 630 630 444 500 500 337 400 315400 0.89 96 - - - 720 800 800 534 630 630 410 500 400500 0.89 96 - - - - - - - 5 15 630 630600 0.90 97 - - - - - - 600 800 630
.
Diámetro tubos protectoresNúmero máximo de conducían;* u alojar-en loa tubos sflgún el reolnnujnto esparto(Instr. MIBT019)
A) Tubos metálicos riaírJos noima'p.1) comíenlo interior [luho Beroman). tubos mrígidos normales con n sin aislamiento flubus aislantes f["xib1p-í normales, toeen moniajps empollados
B) Tubos flexible'? nórmalos, tubos m«lrtl!dos norma!*!1! con aislamiento ininriofmetálicos fiflxiblf»: no'mrt'o-; con o smíenlo inlniiot montarlo'' ni n"<? nn tía"tos. Y tubos nmlrtiicm ito-l'ir. bl-nrlntaislamiento interior monla'ln1* al aire n odos en Iranios recios.
Húmeromáx. doconduc-toresSecc'nn
Dlamnf ro mínimo uri mm de lotubas para darnos recios
A EL
,nnn* r*"' ' i i"""
2 X 12 x 152 x 2,52x 42x G2 x 10
3x 13 x 1.53 x 2,53x 43x 82 x 1 0
3x 163 x253x353 x 5 03 x 7 03 x95
4 x 14 x 1,54 x 2,54 x 44x 64x 10
5x 1
5 x 1.5
5x 2.5
5 X 4
.. _ .
13
'313131323
1.11313131623
232936•10
40
-
n1313162323
13
13
13
IR
131313IG2323
1.11313162323
2335
¿e--
1616
'62323
g
"9o
Ti16
9a9II1316
29232929'30•ifl
9a
91113
79 ¡ 23l
16 j 9i
16 1 91
?3 i U1
71 ! 111
99
1 11 11316
1 1U1 1131623
232929364848
1 11 113131623
13
13
16
Caídas tensión en voltios paro lineas trifásicas220 V (sin inducción)
Carga en Apara 10 m
Carga enkWpor melio
2.5 mm1
4mm*Ornm7
lOmnV
15mmJ
25 mm7
35 mm1
50 tnm!
70 mm1
95 mm*
2.6A
10 kW
0,32
0.20
0,13
0,07
0.05
0.03
0,02
0,01
0,01
0,01
4.2 A
16 kW
0,52
0,32
0,21
0,13
0.05
0.05
0,03
0,02
0,01
0.01
10.4 A
40 kW
1,30
0.81
0,54
0.32
0,20
0,13
0,09
0,06
0.04
0,03
15.7A
60 kW
1.97
1,22
0.81
0,49
0.30
0.19
0,14
0.09
0.07
0.05
2GA
100kW
3,25
2.03
1.36
0,79
0.51
0.33
0,23
0,16
0.12
0.09
42 A
ieokw
5,29
3,25
2,15
1.30
O.B1
0,52
0,37
0,26
0,19
0.14
68 A
260 kW
0.43
5,31
3,50
2.10
1,32
0.85
0,60
0.42
0.30
0.22
104A
400KW
13.0
8.1
5.4 '
3,25
2.06
1,3
0,93
0,65
0,47
0,34
156A
600 kW
19,7
12,2
8.1
4.9
3.05
1.9G
1,40
0,97
0.70
0.52
Para hallar una caída de tensión que no se halla en la labln se pundo hacerInterpolando o por aproximación. Ejemplo: una calda paro 4.2 A en 10 m esigual que 2.1 A en 20 m. 8.4 A en 5 m u 8 kW en 2 m.Para 300 V hay qiio multiplicar por 0.58. y para cabios dn aluminio por l.G.Eslos valores resulten aproximados en exceso por habeise calculado con uncosip- 1, y en la prálica en los molorñs es Cas '['-0.8
Intensidades máximas en amperios de los cablessegún reglamento españo (MI BT017)
A) Conductores tripolares de cobrn hasta 750 V aislados congoma, PVC o materiales análogos, monlndor- al ñire, lijadosen las paredes o directamente empollados, en maníalesde bajo aislamiento térmico.
B) Para 3 conductores iinipolaiefideoo.bre tingla 750Vaístadoscon goma, PVC o maleriales análogos instalados bajo tubo oconductos,
Para cables de aluminio hay que mullipHcar p.pioy.imíK.1amonle por0,8 para Instalación dentro de tubo, por U.75. También hay H'ietener en cuenta condiciones especiales df? lomprnalura; porejemplo, cables expuestos, al. sol, colocados ¡unió con olioscables, ele.
Secciónenmm2
11,52,5A6
101G25
Tipo A
9,512172329'UJ5-171
„ _ ..
TipoB
8,5111520263fi'IB64
Secciónenmm?
35507095
120Ifin1 Mfi
2'10
Tipo A
88110135'Ifi5190??n,>M)
295.
TipoB
7895
120M5170ins??n2PO
.... . . _ .. J
Intensidad absorbida por. un motor
Intensidad media a plena cargade los motores trifásicos de simple jaula
Motores trifásicos 4 polos 50/60 Hz
u v w
-! <r£¡E#iSr¡SB?¡íl "-ASjíflSH v&&$SÍ<ir>i£l 1 «íVffífWAí*v^MwtÍw -i K;«K%
Estos valores son indicativos/varlan según el tipo de motor y el constructor.
25
MOTORES TRSFASSCOS - IP55linea
CARACTERÍSTICAS TÍPICAS
Potencia
HP | IcW
CorcaiaIEC
RPMCorrientenominalen 220V
A
Corrientecon rotorbloqueado• Ip/lo
Momentonominal
CnNrn
Mamen ocon rotorbloqueadoCp/Cn
MomentomáximoCmóx.
Cn
Rendimiento Faclor de potencioCos <p
% de lo potencia nominal
50 I 75 | 100 | 50 | 75 | 100
Factorde
servicioES..
Momentode
inerciaJ
kgm3
Tiempomóximo
con ro!orbloqueado
en caliente/frió (S)
1200RPM-60Hz0,16
0,25
0,330,5
0,751
1/52345ó
7,510
12,51520253040506075100125150175200250250270270300300350350400
*400'450
U, 120,180,250,370,550,75
•1,11,52,2
33,74,55,57,59,21115
18,522303745557590110132150185185200200220220260260300300330
637171808090S905100L100L112M1325132S
132M132M1ÓOM1ÓOM100118QL200L200L
225S/M250S/M250S/M280S/M2805/M315S/M315S/M3 1 5S/M
315B355M/L
315B355M/L
315B355M/L
315B355M/L
315B355M/L355M/L
114011101100115011501140113011501150114011601160116011601160117011651165117511751180118011851185118511851185118511901190119011901190119011901190119011901190
1,171,351,852,513,493,775,487,4410,513,015,718,721,930,033,6'41,050,700,374,4103127148184253
'303374445500600646646670714754844
• 91095610001110
3,303,003,304,304,905,305,305,205,505,806,206,70
. 7,007,506,006,507,507,906,000,008,407,807,606,506,006,507,007,005,806,206,106,306,106,907,106,507,206,306,20
0,991,582,113,054,580,169,3212,218,324,630,330,345,400,075,790,11211511792392983574455937418891037118514761476159415941771 '177120662066236123012656
2,52,02,32,ó3,02,92,62,12,42,52,02,12,22,52,02,12,22,62,12,23,23,13,02,42,32,22,42,41,ó1,81,71,51,71,82,02,02,01,7l,ó
2,62,0
' 2,32,83,12,82,62,42,72,62,62,82,53,02,32,72,72,82,32,33,32,93,02,52,42,22,42,42,42,22,42,22,42,22,72,12,72,1 .1,9
36,040,051,045,059,068,069,166,970,076,379,580,082,984,085,588,087,588,688,789,087,890,090,090,291,591,091,590,494,592,794,793,094,993,094,893,095,193,793,9
42,050,056,355,463,372,072,271,573,879,081,983,584,285,287,089,089,089,390,090,490,091,291,592,292,892,392,592,595,093,795,194,095,294,595,394,795,094,594,7
46,357,458,162,365,672,573,273,576,679,482,584,084,485,887,589,089,089,490,290,691,291,792,192,792,993,093,793,794,794,094,994,294,994,595,294,995,494,795,0
0,460,460,460,440,450,530,520,520,540,580,580,580,620,580,660,580,570,810,770,740,740,810,700,700,700,690,680,680,730,650,730,760,740,660,700,020,720,710,70
0,520,540,550,530,540,640,660,640,640,690,680,700,730,700,770,710,710,870,840,810,810,850,800,780,800,790,780,780,820,760,820,810,820,760,800,730,810,790,78
0,580,610,610,620,630,720,720,720,720,760,750,750,780,750,820,780,780,900,860,840,840,870,850,840,840,830,830,830,850,800,850,83
0,850,810,840,790,850,830,82
1,15
1,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,00
0,000080,000500,000960,002420,003290,005040,005610,011210,012890,022430,034890,042640,050400,065900,122090,143640,186730,303380,412580,448460,988431,223771>3Ó4972,642983,102633,677195,285975,285970,691859,531297^65448,800008,0302210,96109,3685913,820410,707014,773514,7735
18/4049/10828/6210/2210/2214/319/207/158/187/1510/229/208/188/1811/248/184/9
8/1822/4818/4017/3719/4217/3728/6234/7525/55
' 23/5126/5714/31
74/16314/3122/4811/24
64/14110/22
73/1619/20
63/13958/128
89111415192027'304451556272113120139180232244370
425453048700820 •987 .98711881367126014691350157215191702168518411841
900 RPM - 60 Hz0,160,250,330,5
0,751 "
1,52345ó
7,510
12,51520253040506075
•iooM25*150
175175200200250250300300
'350
0,120,180,250,370,550,751,11,52,23
3,74,5
5,57,59,21115
18,522
303745557590110132132150150185185220220200
7180
8090S90L
•90L100L112M132S-132M
132M
1ÓOM
1ÓOM
1ÓOL
180M
180L
180L
200L225S/M225S/M250S/M250S/M
80S/MSOS/M155/M15S/M315855M/L315B55M/L315B55M/L315B55M/L55M/L
820865860850830830860855800870805875875875870880870880880885885885890890890890890890890890890890890890890
1,161,872,342,513,294,456,887,7510,013,416,119,123,631,534,039,853,072,978,8102126159192269323394462456508554626640784768901
2,503,203,203,803,003,604,204,605,806,706,905,205,205,307,407,906,504,807,607,708,607,607,007,807,807,807,506,307,207,006,706,707,706,807,80
1,372,032,704,136,358,4012,316,424,532,340,648,2 '60,280,3101120161200
239.31739747659278998711841381138115>815781973197323682308 •2702
.2,03,02,42,31,8
' 2,1- •1,92,11,92,32,42,01,91,92,42,4-2,0
. 2,02,22,22,41,92,22,12,12,02,11,11,91,51,81,32,22,01,9
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. 2,42,82,82,72,72,6'2,72,82,22,22,42,83,2
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• 2,1.2,72,12,5
2,13,0
2,12,2
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]} Para obtener corriente en 38QV, multiplicar par 0,577. Pora obtener 440V, mullipücar por 0.5.2} Las informaciones contenidas en esla hoja están sujetas a modificaciones sin previo aviso. Para valores garantizados remitirse o la fábrica.• AT 100K
MOTORES TRIFÁSICOS - IP55
CARACTERÍSTICAS TÍPICAS
Potencia
HP kW
Carcaza RPMCorrienlenominal
A
Corrienlecon rotor
Ip/ln
Momeólonominal
Nm
Momenocon rolor
Cp/Cn
Momentomáximo
Cn
Rendí míenlon%
Faclordepa enciaCos ip
°LA 1 I 1A de la potencia nomino!
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Faclorde
• F.S.
Momentode
Inercia
kgm'
Tiempomáximo
con rolar
en colíenle/frío (S)
Pesooprox.
N
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11,5
23
45ó
7,510
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'350
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112M
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132M
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1,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,151,001,001,001,00-1,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,001,00
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1) Para obtener corriente en 380V, mulüplicar por 0,577, Para obtener 440V, multiplicar por 0.5.2) Las informaciones contenidas en esia hoja están sujetas a modificaciones sin previo aviso. Para valores garanlizados remitirse a la fabrico.' AT 100K
MOTORES TRIFÁSICOS - IP55
DIMENSIONES EN niin
/ - /^ "\linea }
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Dimensiones de la punía del eje para molares en II polos.En los lámanos arriba de 280S/M la medida "H" liene una lolcroncia de -Imm.Los dalos arriba expucslos para lamaño 355M/L son para aplicaciones llorizonlales en condiciones de acoplamiento con cargas normales.En el caso de aplicación verlical o acoplamiento con cargas especiales el cliente deberá enlrar en contado con el fabricante.
MOTORES TRIFÁSICOS - IP55línea
DIMENSIONES DE LA BRIDA
Carcaza' I E C '
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DIMENSIONES DE LA BRIDA TIPO "C" DIN. Brida .:
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3.5
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FORMAS CONSTRUCTIVAS NORMALIZADAS
Los motores eléctricos WEG son normolmsníefabricados en formo constructiva B3D, parafuncionar en posición horizontal
Pueden también ser aplicados en cualquierotra posición. Bajo consulto y de acuerdo conlas posibilidades de la fábrica, se aceptanencomiendas de motores especiales; conbrido, eje con caracierísticas especiales,verticales, sin pies, etc.
El cuadro al lado indica las diversas formasconstructivas estándar - IEC 34-1. Cada figurapresenta la configuración, referencia,ejecución de carcaza (con o sin pies),Idealización de lo punta de eje (con relación alo carcaza y a la caja de conexiones) y elmodo de fijación del motor.
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Contactores 3TF, 3TK48 hasta 3TK56
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Vida útil de los contactos auxiliares
La vida útil del contacto, para la categoríade servicio AC-12 o bien AC-15/AC-14,depende fundamentalmente de la intensi-dad de desconexión.
Condiciones son mandos aleatorios, esdecir conectados de manera no sincrónicaa la posición de fase de la red.
Contactores 3TF2
En el diagrama significan:/„= Intensidad de desconexión
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3/28 Siemens NSK-1997
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Contactores 3TF2, 3TK2, 3TF3
316
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Vida útil de tos contactos principales
Las curvas características representadasabajo muestran la vida úlil de contactos deos contactores cuando se conectan consu-midores trifásicos inductivos (AC-3) depen-diendo de la intensidad de desconexión yde la tensión asignada de servicio. Condi-ción: mandos aleatorios, es decir, conecta-dos de manera no sincrónica a la posiciónde fase de la red.
^a intensidad asignada de servicio ia se-gún categoría de servicio AC-4 (descone-xión de 6 veces la intensidad asignada deservicio) está lijada para -una vida útil deos contactos aproximadamente de200.000 ciclos de maniobra.
SÍ basta con una vida úlil más corta, sepuede elevar la inlensidad asignada deservicio /o/AC-4.
Si se prevé un servicio mixto, es decir servi-cio de conexión normal (desconexión de laintensidad asignada de servicio según cate-goría AC-3) con servicio pulsatorio esporá-dico (desconexión de la intensidad asigna-da de servicio múltiple según categoríaAC-4) se calcula la vida úlil aproximada delos conlactos según la siguiente formula:
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Contadores 3TF2, 3TK2En la íormula significan:X Vida úllt de los conlaclos con servicio mixto en
ciclos de maniobraA Vida úlil de los conlaclos con servicio normal
(/a = /„) en ciclos de maniobra0 Vida úlil de los conlaclos con servicio pulsalorlo
(/a = múltiplo de /e) en ciclos de maniobraC Porcenlaje de conexionas pulsalorias de las
conexiones lolales
Indicación del estado de los contactosen los contactores 3TF68 y 3TF69
El estado de los contactos en los tubos deconrflutación al vacío, se controla a travésde tres correderas dobles blancas situadasen la parte inferior del contador.
Si la distancia que sobresale de una corre-dera doble en estado conectado es inferiora 0,5 mm, hay que sustituir el tubo de con-mutación al vacío. Para garantizar una ele-vada seguridad de servicio, es convenientesustituir los tres tubos de conmutación alvacío.
En el diagrama signltican:PK= Potencia asignada de los motores lilfáslcos
con lolor de Jaula con 400 Vta = Intensidad de desconexión/„ = Intensidad asignada de servicio
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1/0
1/0
1/0
1/0
1/0
1/0
2/0
3/0
3/0
4/0
250M
300M
145 2/0
2/0
2/0
2/0
2/0
2/0
2/0
2/0
3/0
3/0
4/0
4/0
250M
300M
165
•3/0
. 3/0 3/0
3/0
3/0
3/0
3/0
3/0
3/0
4/0
4/0
250M
300M
400M
195 4/0
4/0
4/0
4/0
4/0
4/0
4/0
4/0
4/0
250M
250M
300M
400M
500M
215
250M
250M
250M
250M
250M
250M
250M
250M
250M
250M
300M
300M
400M
500M
240
300M
300M
300M
300M
300M
300M
BOOM
BOOM
_300
Mj
BOOM
BOOM
400M
500M
500M
280
400M
400M
400M
400M
400M
400M
400M
400M
400M
400M
400M
400M
500M
600M
320
500M
500M
500M
500M
500M
500M
500M
500M
500M
500M
500M
500M
600M
355
600M
600M
600M
600M
600M
600M
600M
600M
600M
600M
600M
600M
700M
700M
|800
M
385
700M
700M
700M
700M
700M
700M
700M
700M
700M
700M
700M
700M
700M
800M
400
SOOM
SOOM
SOOM
SOOM
SOOM
SOOM
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¿OO
MSO
OMSO
OMSO
OMSO
OMSO
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stru
ccio
nes p
ara
inst
alac
ión
de m
otor
es e
léct
ricos
AJO
CLASES DE VOLTAJES DE AC IEEE standar* Board
Clase devoltageBajos
Voltaj es
Voltaj esmecüos
Voltaje nominal del sistema2 Cond. 3 Cond. 4 Cond.
Voltaje máximodel sistema
SISTEMAS MONOFÁSICOS120 120/240 1270 127/254
SISTEMAS TRIFÁSICOS
(240)480
(600)(2400)4160
(4800)(6900)
13800(23000)
(34500)(46000)69000
208Y/120240/120
480Y/277
12470Y/720013200Y/7620
(13800Y/7970)
24490Y/1440034500Y/19920
220254508635
25404400508072601320013970145202434026400355004830072500
Nota: los voltajes fuera de los paréntesis sorx preferidos.
Al 4
RANGOS PERMISIBLES DE VARIACIONES DE VOLTAJE"Electric Power Distríbution for Industrial Plants" IEEE
Voltaje % Vclelsistema
Variación de voltaje%
SISTEMAS MONOFÁSICOS A BAJO VOLTAJEZ.F. : VrnáxY.N.S. y R.V. del TransformadorR.V. del motorZ.F. : Vmin
125120115110
104.210095.091.7
+4.2
-8.3
12.5
Z.F. : Vmáx:V.N.S. y R.V. del TransformadorR.V. del motorZ.F. : Vmiu
250240230220
104.210095.991.7
+4.2
-8.3
12.5
SISTEMAS TRIFÁSICOS A BAJO VOLTAJEZ.F. : Vmáx y R.V. del TransíV.N.S.R.V. del motorZ.F. : Vroin
216208208197
103.8100100
' 94.7
+3.8
-5.3
9.1
Z.F. : Vmáx y R.V. del Transf.
V.N.S,R.V. del. motorZ.F. : Vmüi (iluminación)Z.F. : Vmin (motores)
480460440434*420
104.310095.694.391.3
+4.3
-5.7*-8.7
13
10
SISTEMAS TRIFÁSICOS A VOLTAJES MEDIOSZ.F. : VmáxV.N.S.R.V. del motorZ.F. : Vmín
4240416040003810
102.110096.191.7
+2.1
-8.3
10.4
Z.F. : VmáxV.N.S. y R.V. del TransformadorR.V. del motorZ.F. : Vmin
14100138001320012630
102.110095.791.7
+2.1
-8.3
10.4
V.N.S. = voltaje nominal del sistemaR.V. = rango de voltajeZ.F. = zona favorableVmáx = voltaje máximoVmín = voltaje mínimo
TTU - COBRE • 2000V - 75° C
A15
.Conductor
Calibre
AWG Ó MCM
8-7h
6 - "
4 ' - "
2 -
\1A)- "
2/0- '
3/0- '
4/0 - '
1/0- 19 h
2/0- '
3/0 - -
4/0 - '
250 - 37 h
300- '
350 - "
400- '
500 - '
600- "
700 -61 h
750 - '
800 - r1000 - "
SecciónApróx.
rmf8.4
13.3
21.1
33.6
53.5
67.4
85..0
107.2
53.5
67.4
85.0
.107,2
126.6
152.0
177.4
202.7
253.4
304.0
354.7
380.0
405.4
- 506.7
DiámetroApróx.
rrní3.69
4.65
5,88
7.41
9.36
10.50
11.79
13.26
9.45
10.50
.11.95
13.40
14.62
16.00
17.30
18.49
20.65
22.63
24,48
25.35
26.17
29.26
PesoApróx
Kg/Km
75.9
120.0
191.8
304.9
484,9
611.4
711.0
972.3
484.9
611.4
711.0
972.3
1157.9
1389.5
1622
1853
2316
2780
3242
3474
3705
4632
EspesorAislamien-
to
rrm
1,14
1.40
1.40
1.40
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.90 '
1.90
1.90
' 1.90
1.90
2.29
2.29
2.29
2.29
2.29
EspesorChaquela
mn
-1.14 -
1.14
1.14
1.14
1.14
1.14
1.14
1.14
1.14
1.14
1.14
1.14
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
DiámetroExteriorApióx
rrm
8.25
9,73
10.96
12.49
14.94
16.08
-17.37
18.84
15.03
16.18
17.53
18.98
21.72
23.10
24.40
25.59
27.76
30.51
32.36
33.23
34.05
37.14
PesoTotalApróx
Kg/Km
130.38
192.14
277.19
407.32
622.05
763.10
879.67
1160.8
619.48
759.76
877.31
1155.3
1410
1662
1915
2164
2661
3192
3684
3932
4177
5159
Capacidad
DAmp.
50
65
85
115
150
175
200
230
150
175
200
230
255
285
310
335
380
420
460
475
490
545
D
• Amp.
70
95
125
170
230
265
310
360
230
265
310
360
405
445
505
5-15
620
690
755
785
815
935
Especificaciones:Elaborado y probado de acuerdo a la última revisión de: ASTM -B3 -B8 1PCEA - S- 61 - 402, NEMA WC - 5 -1973, INEN - EL, NEC. - •
Aplicaciones:Líneas aéreas, instalación en ductos o tuberías (conduil) o di re clamen le enterradas, en lugares secos o húmedos donde la temperalura de!conductor no exceda de 75°C
Voltaje de servicio: 2000 V c.a.
Construcción:
Conductor de cobre aislado con una capa de polietileno-natural y sobre ésta colocada una chaqueta de PVC negro.
- 5 -
Al 6
'" Octubre/99'
No. 66
P ^H-íKH.", . 'r i íS'fé •^HMMM'4í¡-!:>':: OTPQ^f PLATINAS DE COBRE ELECTROLÍTICO T~T K í'" ' í""f"" Í " " ' • ' ' ^^ ™ •••^^^'-•*'-í5'V- - -i >r - ^-F-*> í. :.;,- \. '- í¡i"- • :.?íí ? ' = - i1' iu: ¡r: > ! ; -( '•:•/•?!-'' • ''•'% r . --".'^P "í" ' r - - - : ' " ; . • ? . - • > - - :• : -' ' ' í - i ' ' • • í ••• í j • '
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• 50.0 X 5.060.0 X '- 5.040.0 x 10.050.0- x 10.060.0 x 5.060.0 X 10.0
- 100.0x 5.0•« 80.0 X 10.0- 100.0X 10.0
3,2 x 12.73.2 x ' 25.43.2 x 38.13.2 X 50.86.3 x ' 50.86.3 x 68.96.3 x 101.69.5 x 38.1
• e n pulgadas- . .-...-.-. , .
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'•*>:. '';'• ''."' 1 - *'!» -i ípli> ,¿ 1
'!">•* Corte í• 45mm2 •
: • • > 60mm2 "•'• . 90mm2 •
'•- 125mm2-• 150mm2- •
•12001^12' *: - 200mm2 •' '•" ' 3OOmm2 í :. ; 250mm2 : - ^
;300mrn2 <-400mm2 ' '500mm2 .-4OOmm2' •
• 60Qmm2 '5OOmm2 ' '
i ' • 800mm2 •-:-- 1000mm2 «i 40mm2 •
81 mm2 '.•• 121mm2'---
161mm2323mm2 '565mm2645mm2 .-,363mm2 • •
^ Peso, ({.'*^ Kg/m. í-'•.• 0.396 (-
0.529 í -•• 0.796 f •
1.100 !'> 1.330 I'
• • 1.060T"1.770-í
.- 2.660 í?'•• 2.220 (^
2.660 i r -•• 3.550 i'"
4.440!'• 3.55O .• '
5.330 .- '4.440!7.110= •
• 8.890''0.360*0.716-1.080
' 1.4402.870 • •5.060 .5.7403.23O
.. Cargabtlidad de Harras en Amp.• i. > sin pintar •
¡«1^1^,'-, j 170 '.'- /''¡220! ' > •
• ií-315 í?,r-.. í<350 ' ''•' > ' 400 } '— T'420 f - - - ;
\-í 520 r ">:• t "s. 570 ! "-- '-A IKB30 V"•~: ¡,'i760 í !•- , • : •
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1,3501,560 ;1,880 l.171 '302431554795
1,2881,400795
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.780'•7901,0001.2OO1,2201,4301,5001,8001,9002,1002,3002,5003,100278491701
. 9011,2922,0932,2751,292
Código965109653096540965609657096580965909660096610966209663096640 £
9665096660966709668096690967009672096730967409677096790
- 9680096820
LAMINAS FLEXIBLES DE COBREí ' ' ¡ i . ' 'REPARTIDORES DE CARGA
Características Técnicas : ¡ ..
- Con longiti»des de aprox. 1 00 cm.oirás medidas bajo pedido ;
- Fabricadas can flejes de 0,5mm. '
- Los 2 extremos vienen soldados
con esiaüo
'- Para conectar a terminales de
transformadores en subestaciones
compactas, etc, ele.
Medidas _ ¡ • ¡ ; i ¡en mm. Amperaje Código ' ' f ' '60 X 0,5 96883
60 X 5 • - 850A. . 9688460X10 1200A. 96885
80X0,5 ' 96888.
80X5 . 1070A... ;. 96889 • . - t
80X10 ' 1560A. ... 96890 ;
100X0,5' 96898 :100X5 1350A. 96899 •' ;
100X10 1880A. 96900
i1^' ;i i j ! ; :;Juego de réglelas para 10 cables
de hasla* 10 y mox. 63 Amp. toral
Montaje sobre rid DIN ,w
/ ! í í - í:Juego de 4 platinas para 10 cables
¡de hasta * 8 y max 160 Amp. tola!
i Montaje sobre ríe) DIN
I t! i * í •
Tipo Código
'2021101 96460
2021109 96465
AISLADORES PARA BAJA TENSIÓN MARCA "RICOLIT" ALEMANIA. :Datos Técnicos:
- Fabricados con resina de políester
reforzado con láminas de vidrio '
- cumplen con normas europeas comoD IN534 79/53452/53453/534S2/
'53483, etc.
-120 N/mm2 Fuerza de dobíez- 1 ,75 gr/cm3 ' Densidad
- 50 KJ/m2 Fuerza de Impacto-45KJ/m2 Ensayo Dureza de rayar
- 130 Gr Cerrt. Temperatura permitida- 10 ¡uJtifli. Resistencia de superficie- 10 EDhm. X cm. Resistencia especifica
de presión.
Medidas30 x 30 mm.40x40mm.40 x 50 mm.50 x 60 mm.
iTenMá*
•• • . ' .stón 'rma '
750V. •1000V.- '1000V. •1000V. •
. i -' í i . - •
' Tipo '303O06124
404010124504010020
6O6012024
• •
Código: 93048
9304893050
930601- .- . . ; • . . . : • . ' . • ( .
AISLADORES PARA BAJA TENSIÓN MARCA "MATRIMOL" COLOMBIA- •' - i » • í . ; . í í ! í •-r :" í: l í: í - * ).':; : " :
-Medidas0 Altura
20 x 25 mm.31 x 40 mm.50 x 60 mm.45x50mm.
Roscas •Arriba | Abajo
3/16"1/4"
3/8"2x1/4"
3/16"1/4"3/8"3/8"
/ Tensión -' Máxima
600V.• zooov.
2.000V.2.000V.
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T-5OM.T-45M
Código930709308093O9093085
Los precios son netos más IVA vigentes al momento de facturtar. Salvo error ú omisión. Loa precios están sujetos a cambio sin previo aviso.i '"1- ' : 1 : ' ' ¡ '
Al 7 -
OPERACICMES TÉCNICAS ELÉCTRICAS S.A. "OTE&" Fecha; 25,10.90
$>\S PARA CABLES Y ACCESORIOS
PARA CABLEMr.
Termina l es
*•- \6\^ • \6
ífflíl ^ M"Ié^yjy^LA 16-14
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12-1012-1012-10
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22-1616-1412-10
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T^^==^yS -~ '' " ll \°a '•'•) 1 '\^ --A. ^ *\ 16-14' ^^^ -^-f-A 12-10
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COLOR
t i p o Allí i lo
r o j orojorojo
azulazulazul
amar i 1 1 oamar i 1 1 oamar i 1 1 o
Upo Abierto
E1 0 j 0ro jorojo
azulazulazul
amar i 1 loamar 1 1 1 oamar i 1 1 o
t i p o PIN
rojoazu laman i 1 o
t i p o Enchufe
r o j oazulamar i 1 lo
HEDIDAS El-J m.B
88
10.5.
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10
S101/4
CÓDIGO
58000seo 1058020
58050580605B070
581005811058120
582005821058220
582505826058270
583005831058320
584005841058420
raq. i
TIFO
3110431311053VH31I064M
315043UH315053ÍJH315064VH
313043VH31305^'H313064UH
321037H321043-13210531
3250 3 TUR3250431325053<JH
323fid31-323053'.,|H323060M
33IOÍ?VH-33501SVH333027\.'H
PRECIO
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LOS PRECIOS ESTÁN SUJETOS A CAMBIOS SIN PREVIO AVISO.
AJL7
OPERACIONES TÉCNICAS ELÉCTRICAS S.A. "ÜTESA1 Fecha : 00 .12 .1790
TERMINALES PARA CABLES Y ACCESORIOS
PARA CABLE COLORNr.
MEDIDAS EN (ti.L E
TORNILLODO AUG Nr.
CÓDIGO TIPO PRECIO
Terminal t i p o Enchu fe M i x t o
10-1412-10
AzulAmar i l l o
Uniones de p res ión para cab les
22-1 ¿ Rojo16-14 Azul12-10 C a r i l l o
Uniones para 2 cab]es
14-1B
22-1 ¿
azu]
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58750 395 Ó3BW S/.5B7ÓO 393 Ó38VH S/.
58770 341 032VM S/.5B780 345 040UH S/.58790 343 058VH S/.
5BÓ90 888
58900 CE-t
S/.
S/.
Juegos de t e r m i n a l e s
Juego con 100 t e r m í n a l e s de 12 t i p o s d i f e r e n t e sJuego con 175 t e r m í n a l e s de 18 t ipos d i f e r e n t e sJuego con 300 t e r m i n a l e s de 21 t i pos d i f e r e n t e sJuego con 500 termínales de 24 tipos d i ferentes
R e g l e t a ais lada para 12 po los parate rm ina les t omaco r r í en tes p lanos
Terminal a is lado para 1 entrada+ 2 sa l idas para t o m a c o r r i e n t e s p l anos
Machinadora Automática de presión
Machinadora a u t o m á t i c a de p res ión con pe ladora
58810 YCI-3Ó9 S/.5B820 YCI-370 S/.58830 YCi-371 S/.5BB40 YCI-372 S/.
58800 88á S/.
58805 885 S/.
58870 YYT-1 S/.
58880 YY-78-320 S/.
LOS PRECIOS ESTM.SUJETOS A CTÍ1BÍOB SIN PREVIO AVISO.
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VALORES (pu) TÍPICOS PARA REACTANCIAS DE MÁQUINAS SINCRÓNICAS
Xd" Xd'Generadores con turbina2 polos4 polosGeneradores de polos salientes
0.09 0.150.15 0.23
con Devanado Amortiguado12 polos o menos14 polos o más
0.16 0.330.21 ' 0.33
Motores sincrónicos6 polos8-1.4 polos
0.15 0.230.20 0.30
Nota: los KVAbase de los motores sincrónicos pueden ser encontrados como sigue:0.8 fp KV A base-rango euHPl.Ofp KVAbase-0.8 xrango enHP
VALORES (pu) TÍPICOS PARA REACTANCIAS DE MOTORES DE INDUCCIÓN
Sobre los 600 V600 V para abajo
Xd"0.170.20
Xd'
——
VALORES (pu) TÍPICOS DE REACTANCIA DE TRANSFORMADORES
Rango de voltaje del primario
2400/41 60 V13.8 KV46 KV69 KV
Capacidad del banco KVA*25-100
(0.015-0.018)(0.015-0.025)
——
100-5000.0500.0500.0600.065
Sobre 5000.0550.0550,0650.070
*Banco trifásico o de tres transformadores monofásicos.
"Electric Power Distribution for Industrial Plañís" IEEE
CONSTANTES PARA CONDUCTORES I>E COBRE PARA UN ESPACIAMJENTO SIMÉTRICO
Tamaño del conductor
Circular mil2116001678001331001055008369066370
AWG4/03/02/01/012
RaOhms/contl/10003
60 Hz0.05740.07240.09110.11500.14500.1810
XaObms/cond/1000'
60 Hz0.09530.09810.10100,10300.1060OJOSO
REACTANCIA POR FACTOR DE ESPACIAMIENTO Xd A 60 Hz.Ohms/conductor/1000'
Pulgadas
0123
Separación — cuartos de pulgada0
__„-0.0571-0.0412-0.0319
1/4-__.
-0.0519-0.0384-0.0301
2 / 4-0.0729-0.0477-0.0359-0.0282
3 / 4-0.0636-0.0443-0(0339-0.0267
REACTANCIA DE INTERRUPTORES DE BAJO VOLTAJE
RANGO DE INTERRUPCIÓN(Amp.)
15000 y 25000
50000
75000
RANGO DE CORRIENTE
125 a 225250 a 600200 a 8001000 a 16002000 a 3000
REACTANCIA(Ohms)
0.0010.00020.00020.000070,00008
REACTANCIA APROXIMADA DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
RANGOS DE CORRIENTEDEL PRIMARIO
100 a 200250 a 400500 a 8001000 a 4000
REACTANCIA EN OHMS PARA VARIOSRANGOS DE VOLTAJE
600-5000 y0.00220.00050.000190.00007
7500 V0.00400.00080.000310.00007
15000 V0.00090.00020.000070.00007
"Electric PowerDistributíon for Industrial Plañís" IEEE.
Interruptor automático de motor DMW25Maniobra y protección de motoresIEC 947-27 VDE 0660
Potencias Máximas (motores trifásicos) AC-3
Rango de ajuste
- (A)0,1 -0,16
0,16-0,25
0,25-0,4
0,4-0,63
0,63-1
1-1,6
1,6-2,5
2,5-4
4-6 ,3
6,3-10
10-16
16-20
20-25
Código .
DMW25-0,16
DMW25-0,25
DMW25-0,4
DMW25-0,63
DMW25-1
DMW25-:l,6
DMW25-2,5
DMW25-4
DMW25-6.3
DMW25-10
DMW25-16
DMW25-2Q
DMW25-25
•V " H P (50/60 Hz) IV polos ' Corriente deV ' . . disparo maq-
220V 380V 440V netico (A)
1,9
3
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0,16
0,25 e 0,33
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7,5 e 10
12,5
15
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0,16
0,25-0.33
0,5-0,75
1 e 1,5
2
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5 -6e7 .5
I0e12.5
15
20
4,0
7.5
12
10
30
48
75
120
190
240
non
Datos Técnicos
Interruptor Automático de Motor
Tensión nominal de aislamiento Ui (Vea)Tensión nominal de empleo De (Vea)Corriente térmica convencional Ith (A)Vida útil mecánica / Vida útil eléctricaFrecuencia máxima de maniobrasCompensación de temperaturaTemperatura ambienteTemperatura ambiente (con caja)Grado de protección (sin caja)Capacidad de cableadobornes principales (cable flexible)bornes principales (cable unipolar)bornes auxiliarescoriector externo trifásicoTiempo total de abertura (ms)Potencia total disipada bajo corriente nominal y calentado (W)
Güt)
690
25
1QPtrnnnQhins40 mnn/h
-5/ MO-25 / -i ftO-25/- - -40
IP20
de 2 x 0,75 a ?. x 4de 2 x 0.75 a 2 x 6
do 2 x 0.75 a ? x ?.f>de 6 a ?F>
7
6
Contactos Auxiliares
Tensión nominal de aislamiento Ui (Vea)Corriente térmica convencional Ith (A)Sección de los condutores (mm?)Capacidad de cableadoMontaje lateralMontaje interno
5006
do 0,75 a 2.5
3.5o
Curvas Características - "D1
CURVA TIEMPO x CORRIENTE
2 3 4 5 20 30 40 SO 200 300 400 500 1000 2000 3000 40OO
Tolerancia ± 5% la corriente- Curvas tiempo x corriente medias para fusibles D, arrancando de un estado no precalentado parcarga. Corriente en A (valor eficaz)
CURVA DE LIMITACIÓN DE CORRIENTE CURVA DE SELECTIVIDAD
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12.0 Curvas de acluación 12.8 Trip curves
12.8.1 Curvas tío acluación lie la prolección "L" 12.0.1 Ttip ctnvcs ofproleciion "L"
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12.0.2 Curvas de acluación de la protección "I" f2.8.2 Tríp curves oí protcc.tíon "/"
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12.8.3 Curvas de ncluaclón cíe la prolección "S" 12.8.3 Ti¡p curves of protcclion "S"
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12.0.4 Curvas de actuación de la protección "G" 12.8.4 Tríp curves of proieclíon "G"
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Características Eléctricas y Dispositivo de Protección - UCWy UCW-TCaracterísticas Técnicas :Frecuencia nominal:Tolerancia de capacitancia:Pérdida dieléctrica:Temperatura ambiente:Máxima tensión admisible:Máxima corriente admisible:Máximo AV/AT admisible:Normas de referencia:Tensión nominal Un:Tensión de aislamiento U¡:
50 Hz
<0,4W/kvar-25°C a 50°C1,10 Un1,3 In25 V/psIEC 831/1-2 VDE 560/4230V/400V3kV
Dispositivo de Protección :
T~n.n
Flg. 1 Flg, 2 Normal Expandido
Este dispositivo (Fig. 1 y 2) actúa en la ocurrenciade sobrecargas o en casos de sobrepresiones in-teriores en el capacitor, evitando peligro deexplosiones y propagación de fuego. La protecciónes obtenida através de la expansión del vaso yconsecuente interrupción de la alimentación del ele-
. mentó capacitivo.
Tabla para Cálculo de la Corrección del Factor de Potencia
Factor depotencia actual
0,520,560,600,640,680,720,760,800,840,880,92
Factor de potencia deseado0,851,0230,8600,7130,5810,4580,3440,2350,1300,026
0,871,0760,9130,766 •0,6340,5110,3970,288
^0,183'' 0,079
0,891,1310,9680,8210,6890,5660,4520,3430,2380,1340,028
•
0,911,1871,0240,8770,7450,6220,5080,3990,2940,1900,084
0,921,2171,0540,9070,7750,6520,5380,4290,3240,2200,1140,000
0,931,2481,0850,9380,8060,6830,5690,4600,3550,2510,1450,031
0,951,3141,1511,0040,8720,7490,6350,5260,4210,3170,2110,097
0,971,3921,2291,0820,9500,8270,7130,6040,4990,3950,2890,175
0,991,5001,3371,1901,0680,9350,8210,7120,6090,5030,3970,283
Para calcularse el valor de potencia reactiva necesaria para sobrellevar el factor de potencia al valor deseado, utilizase los valores del factorde potencia actual y potencia activa consumida {recomiéndase obtener la media'de los últimos 12 meses <") de las cuentas de energíaeléctrica y el factor encontrado en la tabla arriba,Ejemplo '2>: Factor de potencia actual (FPA) = 0,80;
Potencia activa consumida (PA}= 1000KW;Factor de potencia deseado (FPD) = 0,92;Factor (ver tabla arriba) (F)= 0,324;kvar = PA x F = 1000 X 0,324 = 324 kvar.
Notas:(1) En casos de sazonalidad, hacer el análisis de los períodos en separado, llevándose en cuenta el peor caso.(2) Este ejemplo es orientativo. En lo posible, saber los tipos de cargas presentes y la curva de carga de la instalación.
f%caroal P FPara corrección del factor de potencia de motores, utilizar la siguiente fórmula : Qcapm = ^^—:—, donde :
% carga= Factor relativo a la potencia de trabajo del motor: motor trabajando a 50% de P = 0,5, 75% de P = 0,75 y 100% de P = 1,0;P = Potencia activa en kW;F = Factor de multiplicación, según tabla arriba;ri = Rendimiento del motor en función del percentual de carga con el cual está trabajando;Qcapm = Potencia reactiva del capacitor necesaria en el motor en kvar.
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