SISTEMA DE MONITOREO PARA LA CALIDAD DE … · 2013-09-27 · REMY COMPONENTES S. DE R.L. C.V....

DEPARTAMENTO DE OPERACIONES.

SISTEMA DE MONITOREO PARA LA

CALIDAD DE LA ENERGÍA

EMPRESA: EQUIPO: UBICACIÓN:

REMY COMPONENTES S. DE R.L. C.V.

TR-02 DE 2500kVA SUBESTACIÓN ELÉCTRICA No.2

FECHA:

ALERTA:

SEP-13

Reporte de monitoreo

El siguiente reporte muestra el resultado del monitoreo en tiempo real que se llevo a cabo en la fecha del 05 al 12 de Septiembre de 2013 en el transformador de la subestación No.2, ademas de 5 circuitos derivados del mismo transformador. La medición se realizo con periodos de integración de un minuto capturando a su vez todo evento anormal de variacion en tension y corriente con respecto a los datos nominales de operaciónen la distribucion electrica.

CARACATERISTICAS DE LOS EQUIPOS MEDIDOS.

Transformador con designación TR-02, una capacidad de 2500 KVA en 13800-480/277V y con No. de serie SC739-01. El equipo de medición se conecto en el bus de baja tensión que sale al interruptor principal. El monitoreo de este circuito se realizo con el Analizador de Calidad de la Energía PQA824 marca HTInstruments. Los circuitos derivados del transformador corresponden al Electroducto 1, 2, 3, 4 y 5 de los cuales se tomo la medición a la salida del interruptor termomagnetico de 600A correspondiente a cada circuito. El analisis se realizo mediante el programa Topview.

ANTECEDENTES:

Actualmente se consume energía eléctrica en la palnta con un bajo factor de potencia, lo cual esta generando un recargo en la facturación con CFE. Ademas de que se detectan fallas en equipo eléctrico debido a una mala calidad de la energía entregada a los equipos.

OBJETIVO:

El presente informe tiene por objeto proporcionar los resultados del monitoreo y el registro de los parámetros eléctricos de la calidad de la energía eléctrica. Todas las magnitudes registradas están evaluadas en intervalos de medición. Estas mediciones están presentadas en este documento. El monitoreo se requiere para determinar el valor del factor de potencia con el que se consume energía electrica en cada subestación de la planta, para posteriormente relizar las acciones coreectivas necesarias para evitar recargos y aprovechar eficientemente la energía. También se analizarán los parametros eléctricos entregados en cada circuito para detectar algun problema por causa de la calidad de la energía.







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

METODOLOGÍA PARA MONITOREO

El período de medición fue de 164.37 horas continuas en este transformador, tomado muestras cada un minuto. Esto representa un total de 9862 muestras para cada parámetro eléctrico registrado. Estas se registran y se almacenan en memoria, para posteriormente procesarlas y obtener los perfiles de operación de cada parámetro eléctrico. De estos parámetros eléctricos se obtienen los valores máximos, mínimos y promedios y son comparados con lo que recomiendan los estándares internacionales. Además se programó el equipo para detectar eventos de tipo transitorio en voltaje con variaciones del 10% de tensión, esto con la finalidad de evaluar si los arranques de cargas internas impactan en el voltaje de suministro, o en su defecto registrar los eventos que son generados externamente y son reflejados hacia este nodo.

PARAMETROS MEDIDOS DURANTE EL MONITOREO.

DETALLES DE LA MEDICIÓN.

Start: 05/09/2013 15:39 hrs. End: 12/09/2013 12:01hrs. Time: 6d 20hrs 22min Config: 3Ø WYE

Freq: 60 Hz Vnom: 480 Limits: STD IEEE 519-1992

STD IEEE 1159 CFE L0000-45







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

RESULTADOS TR-02 de 2500kVA

Figura1.- Forma de onda de tensión.

Observaciones

En la figura 1, se observa una forma de onda de tensión típica de un sistema trifásico balanceado. No se detectan anomalías, ya que cumple su periodo sin que exista ninguna perturbación del sistema. Esto significa que la tensión en su empresa es constante y efectiva.

Desbalance

de tensión

Tensión medida

06/09/13-20:55Promedio

% de

desbalanceLimite Std IEEE-1159

Va-b 470.3 0.14% Si cumple

Vb-c 472.6 0.35% Si cumple

Vc-a 470.0 0.21% Si cumple

471 2.0%







FECHA:

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SEP-13

Figura 2.- Comportamiento de la tensión (valores promedio RMS).

Observaciones

En la figura 2, la tensión mantiene una magnitud dentro del ± 10% de la nominal. No se presentan anomalías en la señal de tensión. Durante el monitoreo no se registraron picos o huecos de tensión que puedan afectar el sistema.

Nominal: 480

Tensión Máximo Promedio Mínimo Máximo Mínimo

Va-b 479.7 471.3 462.9 0.06% 3.56%

Vb-c 482.6 473.8 465.0 0.54% 3.13%

Vc-a 479.4 471.2 461.3 0.13% 3.90%

Std. IEEE-1100-1999

Si cumple

Si cumple

Si cumple

Valores de tensión % de Variación







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SEP-13

Figura 3.-Forma de onda de la corriente.

Observaciones

En la figura 3, se observa la forma de onda de corriente del circuito con ligera distorsión de armónicas. La magnitud y desfasamiento corresponde al de un sistema trifásico normal. Más adelante se evaluarán las armónicas de manera individual para conocer su efecto en el sistema.







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

Figura 4.- Comportamiento de la corriente (valores promedio RMS).

Observaciones

En la figura 4, se observa la magnitud de corriente está dentro de la capacidad del transformador y el tablero.

Corriente Máximo Promedio Mínimo Máximo Mínimo

A 774 416 177 25.7% 5.9%

B 829 430 161 27.6% 5.4%

C 819 442 181 27.2% 6.0%

Valores de corriente Amp. Capacidad del

circuito Amp.

% de Ocupación

3007







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

Figura 5.- Comportamiento de las potencias demandadas por la carga instalada.

Observaciones

En la figura 5, la potencia máxima demandada no rebasa la capacidad nominal del transformador de 2500kVA. Se recomienda no demandar más del 80% de su capacidad.

Potencia Máximo Promedio Mínimo Máximo Mínimo

Aparente (kVA) 650 350 142 2500 26.0% 5.7%

Real (kW) 604 309 120

Reactiva (kVAR) 299 163 69

Valores de potencias Capacidad del

transformador

% de Ocupación







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

Figura 6.- Comportamiento del factor de potencia.

Observaciones

En la figura 6, se muestra el comportamiento del factor de potencia. Este presenta un valor promedio por debajo del permitido por CFE (0.9). Lo cual genera un recargo en la facturación y no se aprovecha eficientemente la energía eléctrica.

Factor de potencia promedioInductivo/

Capacitivo

% de

Bonificación

% de

Recargo

0.88 Inductivo 0.0% 1.4%

*El recargo es proporcional a la carga de esta subestación, para el recargo

generado en el recibo de CFE se debe considerar el total de las subestaciones.







FECHA:

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SEP-13

Figura 7.- Espectro armónico de tensión.

Observaciones

En la figura 7, se muestra el espectro armónico de tensión. La magnitud individual de las armónicas de tensión se encuentran dentro del límite de la especificación IEEE 519-1992 para este punto de acoplamiento común.

Armonica% max

VA

% max

VB

% max

VCLimite Max IEEE 519-1992

5 1.13% 1.16% 1.23% Si Cumple

7 0.28% 0.34% 0.36% Si Cumple

11 0.96% 1.02% 0.98% Si Cumple

Principales armonicas presentes en el sistema

3%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

Figura 8.- Comportamiento de la distorsión armónica total de tensión (THD).

Observaciones

En la figura 8, se muestra la distorsión armónica total. La magnitud de THD V se mantiene dentro de los límites de la especificación IEEE 519-1992 para este punto de acoplamiento común. Las armónicas de tensión dentro del sistema no son suficientes para afectar la instalación y equipos eléctricos.

FaseTHD V

Maximo

Limite

Max.Std. IEEE 519-1992

A 1.9% Si cumple

B 2.1% Si cumple

C 2.1% Si cumple

5%







FECHA:

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SEP-13

Figura 9.- Espectro armónico de corriente.

Observaciones

En la figura 9, se muestra el espectro armónico de corriente. La magnitud individual de las armónicas de corriente se encuentran dentro del límite de la especificación IEEE 519-1992 para este punto de acoplamiento común.

Armonica % max A % max B % max CLimite Max

H<11Std. IEEE 519-1992

5 3.04% 2.91% 4.04% Si Cumple

7 7.97% 8.45% 8.41% Si Cumple

11 3.40% 3.87% 3.70% Si Cumple


10%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

Figura 10.- Comportamiento de la distorsión demandada total (TDD).

Observaciones

En la figura 10, se muestra la distorsión demandada total. La magnitud de TDD I se mantiene dentro de los límites de la especificación IEEE 519-1992 para este punto de acoplamiento común. Las armónicas de corriente dentro del sistema no son suficientes para afectar la instalación y equipos eléctricos.

FaseTDD

Maximo

Limite


A 9.65% Si cumple

B 9.95% Si cumple

C 10.31% Si cumple

12%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

RESULTADOS ELECTRODUCTO No. 1


Observaciones








FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones

En la figura 12, se observa la magnitud de corriente está dentro de la capacidad del electroducto y del interruptor termomagético.


A 64 41 29 10.7% 4.8%

B 70 44 29 11.6% 4.8%

C 80 47 32 13.3% 5.3%


circuito Amp.

% de Ocupación

600







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



H<11Std. IEEE 519-1992

3 2.61% 4.16% 7.13% Si Cumple

5 6.66% 7.60% 8.20% Si Cumple

7 3.09% 2.73% 2.50% Si Cumple


12%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones


FaseTDD

Maximo

Limite


A 7.11% Si cumple

B 9.67% Si cumple

C 10.20% Si cumple

15%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13



Observaciones








FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



A 335 150 62 55.8% 10.4%

B 359 155 62 59.8% 10.3%

C 342 149 60 56.9% 10.0%


circuito Amp.

% de Ocupación

600







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



H<11Std. IEEE 519-1992

3 3.90% 5.07% 4.76% Si Cumple

5 6.68% 6.99% 7.27% Si Cumple

7 4.03% 4.59% 4.37% Si Cumple


12%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones


FaseTDD

Maximo

Limite


A 9.17% Si cumple

B 9.43% Si cumple

C 9.28% Si cumple

15%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13



Observaciones








FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



A 114 44 20 19.0% 3.4%

B 79 36 18 13.1% 3.0%

C 106 43 20 17.6% 3.3%


circuito Amp.

% de Ocupación

600







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



H<11Std. IEEE 519-1992

3 7.23% 7.52% 8.35% Si Cumple

5 4.91% 4.91% 5.01% Si Cumple

7 1.85% 1.76% 1.95% Si Cumple


12%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones


FaseTDD

Maximo

Limite


A 10.13% Si cumple

B 8.79% Si cumple

C 7.05% Si cumple

15%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13



Observaciones








FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



A 140 112 76 23.3% 12.7%

B 119 99 79 19.8% 13.2%

C 121 103 78 20.2% 13.0%


circuito Amp.

% de Ocupación

600







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



H<11Std. IEEE 519-1992

3 11.33% 8.09% 6.41% Si Cumple

5 4.23% 2.61% 3.36% Si Cumple

7 1.56% 1.93% 1.93% Si Cumple


12%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones


FaseTDD

Maximo

Limite


A 8.98% Si cumple

B 6.57% Si cumple

C 5.48% Si cumple

15%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13



Observaciones








FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



A 90 26 13 15.0% 2.2%

B 93 28 14 15.5% 2.3%

C 97 27 17 16.2% 2.8%


circuito Amp.

% de Ocupación

600







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones



H<11Std. IEEE 519-1992

3 10.30% 7.71% 7.50% Si Cumple

5 5.41% 4.20% 5.11% Si Cumple

7 2.60% 2.40% 1.60% Si Cumple


12%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13


Observaciones


FaseTDD

Maximo

Limite


A 12.12% Si cumple

B 6.57% Si cumple

C 5.48% Si cumple

15%







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

INFORME FINAL

Tensión:

El equipo medido se encuentra dentro los de los estándares marcados, el desbalance de las fases no supera el 2% recomendado, por lo que su funcionamiento es óptimo. Le regulación de tensión no excede el +/-10 %. Durante todo el monitoreo no se detectaron transitorios o anomalías de tensión.

Corriente:

Los valores máximos o mínimos de corriente tanto como como su promedio se encuentran dentro de la capacidad del circuito. No se detectaron picos de corriente que pudieran disparar la protecciones eléctricas, o que causen un desbalance de fases que puedan afectar a los equipos eléctricos.

Potencia:

Los valores máximos de potencia se encuentran dentro del 80% de la capacidad del transformador por lo que su capacidad aun se encuentra dentro de su operación normal. Se puede aumentar la carga a este transformador revisando los ajustes de la protecciones eléctricas y las capacidades de los conductores.

Factor de potencia:

El factor de potencia como se muestra en las mediciones esta fuera de los estandares marcados por CFE (<0.9). Actualmente la subestación tiene conectados dos bancos de capacitores de los cuales se encuentran en el siguiente estado:

• Banco de capacitores INELAP aporta acualmente 110kVAR con 4 capacitores dañados .

• Banco de capacitores SUMMAA no aporta reactivos, este cuenta con 2 capacitores dañados y dos fuera de operación los cuales son de una capacidad de 30kVAR cada uno.

La necesidad de esta subestación para aumentar el factor de potencia propio y de la planta en general es de 180kVAr.







FECHA:

ALERTA:

SEP-13

Armónicos:

Dentro del monitoreo realizado los resultados muestran que en la instalación a pesar de tener armónicos presentes, no se ve afectada por estos, ya que cumplen con los valores dentro de las recomendaciones de los estandares mostrados anteriormente. Estos armónicos son producidos por el tipo de maquinaria con la que cuenta las cuales son cargas denominadas no líneales.

Recomendaciones

Para corregir el factor de potencia en esta subestación se recomienda los siguiente:

• Reponer los 4 capacitores dañados del banco INELAP lo cual incrementaria los reactivos aportados por este banco en 20kVAr.

• Habilitar solo 2 capacitores de los dañados o fuera de operación del banco SUMMAA, con lo cual este banco aportaría un total 60kVAr.

• Instalar un banco de capacitores automatico de 120kVAr.

Esto nos da un total de 200kVAr los cuales mejoran el factor de potencia de esta subestación además del factor de potencia general de la planta.

Ventajas:

• Recibir bonificación por parte de CFE al tener un factor de potencia general por encima del 90%

• El banco de capacitores automatico ayuda a la regulación de tensión al mantener el factor de potencia estable.

• Liberar un promedio de 40kVA del transformador, al reducir el consumo de reactivos.

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