Como calcular potencia grupo electrógeno

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Completa guía facilitada por Taigüer Generadores sobre como dimensionar y calcular un grupo electrógeno.
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Como calcular potencia grupo electrógeno

  1. 1. Dimensionar un Grupo Electrógeno Correcta selección del tamaño del Grupo Electrógeno (análisis de parámetros y cargas)Aunque la mayoría de los ejercicios de Altitud y temperatura:dimensionamiento se realizan mejor con programas de Basándose en la ubicación del sitio, el tamaño del grupodimensionamiento o con la ayuda de un representante electrógeno debe incrementarse para un nivel dedel fabricante, aún así es importante comprender los desempeño estipulado a medida que la altitud y lafactores que afectan el funcionamiento de su grupo temperatura ambiental se incrementan.electrógeno para que pueda tener confianza en quetiene el equipo correcto para su aplicación. Ciclo de servicio: El tamaño del grupo electrógeno también se ve Parámetros del proyecto influenciado por su aplicación, energía primaria o servicio público paralelo. Los sistemas de energíaEl primer paso en el dimensionamiento y la selección de Standby por lo general no tienen capacidad deun generador eléctrico consiste en establecer los sobrecarga. Los sistemas de energía primaria por loparámetros del proyecto. general tienen un mínimo de 10 por ciento de capacidad de sobrecarga. Los grupos electrógenos diseñados paraCarga/capacidad mínima del grupo electrógeno: operar en horarios prolongados con una cargaOperar un grupo electrógeno con una carga ligera constante y sostenida no deben operarse en exceso depuede causar daños al motor, lo que reduce su la capacidad nominal continua.fiabilidad. Taigüer Generadores no recomienda operargrupos electrógenos a menos del 30 por ciento de su Combustible:carga clasificada. Los bancos de carga deben La preferencia de gas, diesel, o gasolina afectará lasuplementar las cargas regulares cuando las cargas elección del grupo electrógeno. A menudo los gruposcaen por debajo del valor recomendado. electrógenos que funcionan con gas o gas LP deben tener tamaños más grandes de lo necesario debido a laMáxima caída de voltaje de medida permisible: disminución de capacidad. Los sistemas de emergencia,(arranque y operación) por lo general, deben abastecerse con combustible queA medida que reduce la máxima caída de voltaje de se almacene localmente.medida permisible durante el arranque inicial, cuando lascargas hacen su ciclo en controles automáticos o Fase:cuando las cargas más altas están funcionando, Elija monofásica o trifásica. La selección trifásica permitenecesita incrementar el tamaño del grupo electrógeno cargas monofásicas pero se asume que las cargasespecificado. Elegir una caída de voltaje permisible más monofásicas se equilibrarán en las tres fases.baja requiere un grupo electrógeno más grande. Frecuencia:Máxima caída de frecuencia de medida permisible: 50 Hz o 60 Hz.A medida que reduce la máxima caída de frecuenciapermisible, incrementa el tamaño del grupo electrógeno Voltaje:que necesita. Las opciones de voltaje, por lo general, son una función de la frecuencia elegida.
  2. 2. Cargas Se debe ser precavido siempre que se apliquen grupos electrógenos a cargas con factor de potenciaEl paso siguiente y el más importante en el capacitiva. Carga con un factor de potenciadimensionamiento de un grupo electrógeno es identificar ligeramente capacitivos puede ocasionar que los grupostodos los tipos y tamaños de cargas a los que el grupo electrógenos pierdan el control del voltaje.electrógeno dará energía. En general, cuando no haypresentes cargas no-lineales, quizás sea necesario elegir Cargas monofásicas y desequilibrio de carga:un alternador más grande de lo necesario. Las cargas monofásicas deben distribuirse tan equitativamente como sea posible entre las tres fases deLa siguiente es una discusión general sobre cómo las un grupo electrógeno trifásico para utilizar la capacidadvarias cargas y los factores eléctricos afectan el del grupo electrógeno por completo y limitar eldimensionamiento de los grupos electrógenos. desequilibrio.Factor de potencia (PF): Cargas pico:Las inductancias y capacitancias en los circuitos de Las cargas pico son causadas por cargas que secarga CA ocasionan que el punto donde la onda decorriente sinusoidal atraviesa el cero se adelante o atrase encienden y apagan en ciclos, como por ejemplo encon respecto al punto donde la onda del voltaje equipos para soldadura, equipos de imágenes de usoatraviesa el cero. Cargas de capacitancia, motores médico o motores. Considerar las cargas cíclicas puedesincrónicos sobreexcitados, etc. provocan el factor de incrementar significativamente el tamaño del grupopotencia capacitivo, donde la corriente se adelanta con electrógeno recomendado a pesar de los grandesrespecto al voltaje. esfuerzos para colocar las cargas en una secuencia de arranque medida. Cargas de motor: Calcular las cargas específicas de motores es algo que se hace mejor con programas de software para el dimensionamiento que convertirán los tipos de motores en requerimientos de carga para el arranque y la operación. Para esta discusión, sin embargo, es suficiente caracterizar en grandes rasgos las cargas como cargas de alta inercia o baja inercia a fin de determinar la potencia del motor necesaria para las cargas de arranque y aceleración del motor.FIGURA 1Curva típica de alternador de capacidad de energía reactiva (kVAR). Las cargas de baja inercia incluyen ventiladores yUna norma razonable es que el grupo electrógeno puede tolerar hasta ventiladores centrífugos, compresores giratorios yel 10 por ciento de su capacidad kVAR clasificada en cargas de factor bombas giratorias y centrifugas.de potencia capacitivos sin dañarse o perder el control del voltaje desalida. Las fuentes más comunes del factor de potencia capacitiva son Las cargas de alta inercia incluyen elevadores, bombassistemas UPS con cargas bajas con filtros de entrada y dispositivos parala corrección del factor de potencia para los motores. Cargar el grupo de cilindros únicos o múltiples, compresores de cilindroselectrógeno con cargas de factores de potencia inductivos antes de únicos o múltiples, trituradoras para rocas y bandaslas cargas de factores de potencia capacitivos puede mejorar la transportadoras.estabilidad. Motores de más de 50 HP:El factor de potencia inductivo, donde la corriente se Un motor grande que arranca inicialmente con un grupoatrasa con respecto al voltaje, es generalmente lasituación y es un resultado de la inductancia del circuito. electrógeno representa una carga de baja impedanciaEl factor de potencia es la relación de kW a kVA y se mientras esté en una condición de rotor fijo o detenido. Elexpresa como una cifra decimal (0.8) o como un resultado es una alta corriente de inserción, por loporcentaje (80%). Los grupos electrógenos trifásicos están general, seis veces la corriente nominal del motorclasificados para cargas de factor energético 0.8 FP y los (operación). Esta alta corriente de inserción ocasiona lagrupos electrógenos monofásicos para cargas 1.0 FP. Los caída de voltaje en el generador eléctrico que puedefactores de potencia inferiores requieren alternadores ogrupos electrógenos más grandes para soportar la carga afectar otros sistemas.correctamente.
  3. 3. La manera en que el voltaje del generador eléctrico se Otras cargasrecupera de esta caída es una función de los tamañosrelativos del generador eléctrico, el motor, la potencia Cargas de suministro de energía ininterrumpibles (UPS):del motor (capacidad en kW) y la capacidad de fuerza Un sistema UPS utiliza un rectificador controlado con siliciode excitación del generador eléctrico. Dependiendo de u otros dispositivos estáticos para convertir el voltaje CAla severidad de la carga, el generador eléctrico debe en voltaje CC para cargar baterías de almacenamientotener un tamaño suficiente para recuperarse al voltaje y son otro tipo de carga no lineal. Se requierenclasificado en unos cuantos segundos, si no en ciclos. alternadores más grandes para prevenir elHay varios tipos de arrancadores de motores de voltaje sobrecalentamiento debido a las corrientes armónicasreducido disponibles para reducir el kVA inicial de un inducidas por los rectificadores y para limitar la distorsiónmotor en aplicaciones donde el torque reducido del de voltaje del sistema al disminuir la reactancia delmotor sea aceptable. Reducir el kVA inicial del motor alternador. Problemas anteriores de incompatibilidadpuede reducir la caída del voltaje, el tamaño del grupo entre los grupos electrógenos y los dispositivos UPSelectrógeno y brindar un arranque mecánico más suave. estáticos crean muchos malos entendidos sobre elSin embargo, estos métodos de arranque solamente dimensionamiento de grupos electrógenos para este tipodeben aplicarse en cargas de motores de baja inercia a de carga. La mayoría de los fabricantes de UPS hanmenos que pueda determinarse que el motor producirá solucionado estos problemas y, actualmente, es másun torque de aceleración adecuado durante el rentable requerir dispositivos UPS que sean compatiblesarranque. con el grupo electrógeno que tener un generador eléctrico significativamente más grande que lo necesarioMotores accionados por variadores de frecuencia (VFD): para el UPS. Utilice la clasificación total de la placa deLos accionamientos de frecuencia variable (o velocidad identificación del UPS para determinar la carga paravariable) se aplican a cargas no lineales, que se emplean permitir capacidad suficiente para cargar la batería fijapara controlar la velocidad de motores de inducción, del generador eléctrico y tolerar la capacidad total deinducir distorsión en el voltaje de salida del generador carga UPS.eléctrico. Se requieren alternadores más grandes paraprevenir el sobrecalentamiento debido a las corrientes Cargas del cargador de batería:armónicas inducidas por el VFD y para reducir la Un cargador de batería es una carga no lineal quedistorsión de voltaje del sistema al disminuir la reactancia requiere un alternador grande en base al número dedel alternador. Por ejemplo, las cargas VFD en un rectificadores (pulsos), hasta 2.5 veces la carga degenerador eléctrico deben ser menos de operación constante para tres pulsos; hasta 1.5 veces laaproximadamente el 50 por ciento de la capacidad del carga de operación constante para 12 pulsos. Por logenerador eléctrico para limitar la distorsión armónica general, estas cargas se encuentran en sistemas detotal a menos del 15 por ciento. telecomunicaciones.Muchos factores afectan el dimensionamiento del grupo Cargas de equipos para imágenes de uso médico:electrógeno, lo que hace que lleve mucho tiempo hacer Incluyen equipos para tomografías computarizadas,cálculos manuales acerca de la capacidad requerida resonancias magnéticas y rayos X. El grupo electrógenopor el generador eléctrico. Los parámetros que debe tener un tamaño que limite la caída del voltaje a 10determinan el tamaño del grupo electrógeno requerido por ciento cuando el equipo de imágenes para usoincluyen la carga mínima del grupo electrógeno; la médico se opera con todas las otras cargas en ejecucióncaída máxima de voltaje de medida permisible y la para proteger la calidad de las imágenes.caída de frecuencia medida; altitud y temperatura; ciclode servicio, combustible, fase, frecuencia y voltaje. Cargas de iluminación:Programas de software para el dimensionamiento Además de los voltajes de los focos, se deben considerarsimplifican este proceso en gran medida y permiten el los voltajes de balastros y los factores energéticos deanálisis de alternativas para optimizar el tamaño del arranque y operación.generador eléctrico.Conocer los métodos de cálculo manuales ayuda a que Cargas regenerativas:el ingeniero comprenda cómo cada factor contribuye Para cargas como las de elevadores, grúas ycon un grupo electrógeno de tamaño correcto. montacargas, se depende a menudo de la fuente de energía para que absorba la energía durante el frenado.
  4. 4. Grupos ElectrógenosPor lo general, no es un problema cuando el serviciopúblico suministra la energía porque se puede considerarcomo una fuente de energía infinita con muchas cargas.Un grupo electrógeno, en comparación, es capaz deabsorber mucha menos energía, especialmente sin otrascargas conectadas. Por lo general, el problema deregeneración se puede resolver asegurándose que hayaotras cargas conectadas que puedan absorber laenergía regenerativa. Una carga regenerativa excesivapuede ocasionar que un grupo electrógeno acelere enexceso y se apague. Secuencia medida de cargasEn muchas aplicaciones el grupo electrógeno tiene untamaño suficiente para absorber todas las cargas en unpaso. En algunas aplicaciones es ventajoso iniciar lascargas que causan la mayor demanda inicial primero ydespués el resto en pasos múltiples, la regla del “motormás grande primero”. Es posible que los códigosrequieran inicios de cargas en secuencia para arrancarlas cargas de emergencia y seguridad vital en menos dediez segundos, al mismo tiempo que se permiten periodosmás largos a otras cargas.En general, un arranque en secuencia permiteseleccionar el grupo electrógeno más pequeño conrelación a la carga continua. Cuando existen cargas demotor en ciclos, será necesario darle al grupoelectrógeno un tamaño suficiente para arrancar el motormás grande en ciclo al final, con todas las otras cargasconectadas. Necesidades futurasEl último paso en la ecuación del dimensionamiento serefiere a las necesidades futuras. El uso de energía no esfijo y tiende a crecer con el paso del tiempo. Por lo tanto,todos los ejercicios de dimensionamiento de gruposelectrógenos necesitan considerar la expansión delsistema. Incluso con sofisticadas soluciones de programasde software, la decisión final sobre el tamaño del grupoelectrógeno necesita hacer una valoración con criterio.Y, mientras más conozca sobre los parámetros queafectan el dimensionamiento, mejor será la selección.Para recibir soporte técnico adicional, comuníquese conTaigüer Generadores.Visite www.taiguergeneradores.com.

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