Este documento describe el análisis de un sistema de suministro de potencia eléctrica monofásico para una industria con una demanda promedio de 10 MW y factores de potencia entre 0.75 y 0.85. Se calculan los límites superior e inferior de la potencia aparente consumida y la compensación reactiva necesaria para cada factor de potencia. También se propone un nivel de voltaje adecuado para el alimentador primario considerando el peor escenario de consumo.

1. Tema 2.4 Práctica individual con evaluación entre compañeros:
Sistema de suministro de potencia eléctrico.
Objetivo.
Analizar un sistema de suministro de potencia eléctrico sencillo, para un usuario de
tipo industrial con ciertas características de carga y proponer el voltaje de suministro
eléctrico para dicho usuario.
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.
1. 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.
Calculo superior e inferior de la potencia aparente consumida por la industria
tomado en cuenta ambos factores de potencia:
P= 120v
Demanda promedio= 10MW
Fp1= 0.75

2. Fp2= 0.85
Solución 1:
Si Fp1= 0.75 entonces:
Cosθ1= 0.75
θ1=41.41°
Donde θ1 es la diferencia de fase entre la tensión y la corriente. La potencia aparente
se obtiene de la potencia real y el Fp como:
S1 = p / cosθ1
S1= 10,000,000 / 0.75 = 13,333,333 VA
La potencia reactiva es:
Q1= S1 * Cosθ1
Q1= 13,333,333 VA * 41.41° = 552,133,319 VAR
Solución 2:
Si Fp2= 0.85 entonces:
Cosθ1= 0.85
θ1=31.79°
Donde θ1 es la diferencia de fase entre la tensión y la corriente. La potencia aparente
se obtiene de la potencia real y el Fp como:
S1 = p / cosθ1
S1= 10,000,000 / 0.85 = 11,764,705 VA
La potencia reactiva es:
Q1= S1 * Cosθ1
Q1= 11,764,705 VA * 31.79° = 373,999,972 VAR

3. Dibujo del circuito eléctrico (monofásico) para ambos casos equivalente.
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.
El nivel de voltaje del alimentador primario que soporta los 300 RMS debe de ser
bifásico.
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: El cálculo de la potencia
aparente máxima es cuando el aparato está en función y está consumiendo la
energía necesaria y mínima cuando deja de funcionar. Este cálculo se obtiene
mediante la potencia real y el factor de potencia.
b. Circuitos equivalentes: Es un circuito que conserva todas las
características eléctricas de un circuito dado, con el fin de facilitar el análisis.
c. Cantidad de compensación de potencia reactiva requerido: Es la
potencia que intercambia los elementos reactivos o la fuente de un lado hacia otro
de manera continúa sin producir trabajo.
R
R1
1
Capacitor
1

4. d. Nivel de voltaje adecuado para el alimentador primario: Los
alimentadores primarios son las líneas que saliendo de una subestación de
distribución van a alimentar a los transformadores de distribución, su valor de voltaje
varía desde 2,4 hasta 13,2 kv.