1. 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.
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. 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. 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.
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.
Para el análisis del sistema de suministro de potencia eléctrico, utiliza tu criterio y
define los siguientes elementos:
a) Cálculo de potencia aparente mínima y máxima.
b) Circuitos equivalentes.
c) Cantidad de compensación de potencia reactiva requerido.
d) Nivel de voltaje adecuado para el alimentador primario.
e) Puntos clave
Criterios a evaluar
• Recuerda el uso del triángulo de potencia y las fórmulas para el cálculo de potencia
reactiva y aparente.
• Recuerda el concepto de factor de potencia y como afecta en los circuitos eléctricos.
• Utiliza la Ley de Watt y la Ley de Ohm para el cálculo del voltaje del alimentador.
• Recuerda que deberás entregar esta práctica en la semana 4. La siguiente lista de
cotejo te permitirá evaluar si tu análisis del sistema de suministro de potencia
eléctrico y el de tus compañeros cumplen con los requisitos mínimos solicitados.
P = 10 MW
FP (-) = 0,75
FP (+) = 0,85
AC
2. CÁLCULO DE POTENCIA APARENTE MÍNIMA Y MÁXIMA.
Datos:
P = 10 MW
FP (-) = 0,75
FP (+) = 0,85
Formula a usar:
CALCULO DE POTENCIA APARENTE MÍNIMA
𝑺𝑺 =
𝟏𝟏𝟏𝟏 𝑴𝑴𝑴𝑴
𝟎𝟎, 𝟕𝟕𝟕𝟕
= 𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑 𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴
Conociendo la potencia reactiva
𝑸𝑸 = �𝑺𝑺𝟐𝟐 − 𝑷𝑷𝟐𝟐 = �(𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑 𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴)𝟐𝟐 − (𝟏𝟏𝟏𝟏 𝑴𝑴𝑴𝑴)𝟐𝟐 = �𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 − 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 =
𝑸𝑸 = �𝟕𝟕𝟕𝟕, 𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 = 𝟖𝟖, 𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖𝟖 𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴
Regla de tres para conocer la compensación idónea que lleve el FP a 1.
8,8187 MVAR 0,75
X 1
COMPENSACION REACTIVA
𝑸𝑸 = 𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕 𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴
𝑷𝑷 = 𝑺𝑺 𝒙𝒙 𝑭𝑭𝑭𝑭 𝑺𝑺 =
𝑷𝑷
𝑭𝑭𝑭𝑭
𝑸𝑸 = �𝑺𝑺𝟐𝟐 − 𝑷𝑷𝟐𝟐
P = 10 MW
FP (-) = 0,75
S = 13,3333 MVA
AC
Q=8,8187MVAR(FP=0,75)
Q=11,7582MVAR(FP=1)
3. CALCULO DE POTENCIA APARENTE MAXIMA
𝑺𝑺 =
𝟏𝟏𝟏𝟏 𝑴𝑴𝑴𝑴
𝟎𝟎, 𝟖𝟖𝟖𝟖
= 𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕 𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴
Conociendo la potencia reactiva
𝑸𝑸 = �𝑺𝑺𝟐𝟐 − 𝑷𝑷𝟐𝟐 = �(𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕𝟕 𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴)𝟐𝟐 − (𝟏𝟏𝟏𝟏 𝑴𝑴𝑴𝑴)𝟐𝟐 = �𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏, 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 − 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 =
𝑸𝑸 = �𝟑𝟑𝟑𝟑, 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 = 𝟔𝟔, 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴
Regla de tres para conocer la compensación idónea que lleve el FP a 1.
6,1974 MVAR 0,85
X 1
COMPENSACION REACTIVA
𝑸𝑸 = 𝟕𝟕, 𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐𝟐 𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴𝑴
NIVEL DE VOLTAJE ADECUADO PARA EL ALIMENTADOR PRIMARIO.
𝑃𝑃 = 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑉𝑉 > 𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊
𝑉𝑉 = 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑅𝑅 > 𝑂𝑂ℎ𝑚𝑚
𝑆𝑆 = 𝐼𝐼 ∗ 𝑉𝑉 → 𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷
𝑉𝑉 =
𝑆𝑆
𝐼𝐼
=
13,3333 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀
300 𝐴𝐴
= 44,4443 𝑘𝑘𝑘𝑘 ≈ 𝟒𝟒𝟒𝟒 𝒌𝒌𝒌𝒌
P = 10 MW
FP (+) = 0,85
S = 11,7647 MVA
AC
Q=6,1974MVAR(FP=0,85)
Q=7,2910MVAR(FP=1)
