El documento describe una red de distribución eléctrica monofásica que alimenta una carga industrial de 10 MW. Se calculan los límites superior e inferior de la potencia aparente consumida considerando factores de potencia entre 0.75 y 0.85. Se proponen circuitos eléctricos equivalentes y se calcula la compensación reactiva necesaria para llevar el factor de potencia a 1. Finalmente, se propone un nivel de voltaje de 33.3 kV para el alimentador primario considerando un conductor de 300 A.

1. Distribuciónde laenergía eléctrica
Práctica individual conevaluaciónentrepares
Marco AntonioPorrasAlvarez
Contexto
Se desea alimentar una carga industrial por medio de una red de distribución
eléctrica. Para simplificar el análisis se utilizará un sistema de potencia
monofásico. Se prevé que la demanda promedio de la carga industrial sea de 10
MW. La industria tiene cargas reactivas que la hacen funcionar con un factor de
potencia de entre 0.75 y 0.85.
R:
Requerimientos
Calcula el límite superior e inferior de la potencia aparente consumida por la
industria, tomando en cuenta la demanda promedio para ambos factores de
potencia.
R: Tomando en cuenta que se conoce la demanda promedio de 10000
watts y el factor de potencia que oscila entre el 0.75 y 0.85, se procede
a usar los conocimientos adquiridos durante el curso, y se plantea el
Triángulo de Potencia y con ello la siguiente formula:
F P = __P__
S
DemandaPromedio=10 MW
Factor de Potencia
Entre 0.75 y 0.85
Potenciaaparente =?

2. Distribuciónde laenergía eléctrica
Práctica individual conevaluaciónentrepares
Marco AntonioPorrasAlvarez
Como ya se conocen algunos elementos, se procede a obtener la
fórmula adecuada para obtener en ambos supuestos, la potencia
aparente:
( S ) * ( F P ) = P
S = __P__
F P
Sustituimos los valores y nos queda de la siguiente manera:
Caso 1:
S = __10000__
0.75
S = 13.3 MVA
Caso 2:
S = __10000__
0.85
S = 11.8 MVA
Por lo tanto, los límites de la potencia aparente son 13.3 MVA y 11.8
MVA.
DemandaPromedio=10 MW
Factor de Potencia
Entre 0.75 y 0.85
Potenciaaparente =13.3 MVA y
11.8 MVA

3. Distribuciónde laenergía eléctrica
Práctica individual conevaluaciónentrepares
Marco AntonioPorrasAlvarez
En ambos casos dibuja el circuito eléctrico equivalente (monofásico) utilizando
una resistencia para representar el consumo de potencia real y un elemento reactivo
(inductor o capacitor según corresponda) en paralelo con la resistencia para
representar el uso de potencia reactiva.
R: El circuito propuesto es:
Para ambos casos, calcula la cantidad de compensación reactiva en VAr que se
tendría que poner en paralelo con la carga para llevar el factor de potencia a 1.
R: Tomando en cuenta el Triángulo de Potencia y con ello la siguiente
formula:
F P = __P__
P2 + Q2
Resistencia
Capacitor
SalidaAlimentador
Inductor
SalidaAlimentador
Resistencia

4. Distribuciónde laenergía eléctrica
Práctica individual conevaluaciónentrepares
Marco AntonioPorrasAlvarez
Como ya se conocen algunos elementos, se procede a obtener la
fórmula adecuada para obtener en ambos supuestos, la potencia
aparente:
Q = _P_ 2 - P 2
FP
Q = _10000_ 2 - 10000 2
1
Q = 0 VAr
Teniendo en cuenta que el factor de potencia equivalente a 1, quiere
decir que la totalidad de la potencia utilizada se está aprovechando
como potencia activa. Y con ello no se tienen desperdicios en el
circuito.
Finalmente, propón en nivel de voltaje del alimentador primario que alimenta a
la industria para la carga en su peor escenario (mayor consumo de potencia) para
poder utilizar un conductor que soporta 300 A RMS.
R: Si se retoman los principios de la Ley de Watt y la Ley de Ohm, se
puede obtener lo siguiente:
P = V * I
Despejamos y obtenemos:
_P_ = V
I
V = _10000 W_
300 A
V = 33.3 volts
( )
( )