El Problema
PIQUÉ S.A. posee una planta de fabricación de ropa íntima (calcetines, medias...) de alta producción con varios problemas a nivel de optimización energética. Con ayudas de la Comunidad Europea, la fábrica tiene instalada una cogeneración para obtener más rendimiento en los consumos.
Asimismo, la planta se encuentra en una zona conflictiva a nivel de calidad energética, y el personal de mantenimiento requiere un control exhaustivo de ésta.
La instalación eléctrica está compuesta por cuadros Merli Gerin con Unidades de control Micrologic 5.0A, Compact NS y Sepams 1000+.
El personal de mantenimiento, con gran poder de decisión, requiere un Sistema Supervisión para gestionar los siguientes puntos:
- Optimizar el rendimiento energético de la instalación regulando el nivel de la cogeneración dependiendo del consumo de la instalación. Asimismo, tener en cuenta la potencia contratada con la Compañía para efectuar esta gestión energética comentada anteriormente.
- Controlar la sensibilidad de la instalación a fenómenos de no Calidad Energética detectando las perturbaciones, incidencias y consecuencias en la instalación.
- Integrar todos los elementos de protección eléctrica ya instalados en la instalación en el Sistema de Supervisión. Esta integración incluye la comunicación de los Compact NS, Sepam 1000+, las Micrologic 5.0A y la inclusión de diferenciales para efectuar esta supervisión de la instalación. El personal de la planta pretende efectuar una mejor previsión en el mantenimiento de la fábrica y aumentar la seguridad de la instalación.
- Gestión de las salidas más importantes cuando el funcionamiento es en Isla
- Efectuar un análisis exhaustivo de las tendencia en la instalación de fugas diferenciales
Términos y conceptos clave
Figura 1. Q representa el ángulo en que la intensidad retrasa a la tensión.
El factor de potencia representa el grado de desfase entre la tensión y la intensidad aplicadas a una carga. El cálculo del factor de potencia desde esta perspectiva se realiza tomando el coseno del ángulo (Q) en que la intensidad retrasa a la tensión. Las formas de onda de tensión e intensidad de la figura 1 son las típicas de un motor de inducción.
Figura 2. Tensión e intensidad en un variador modulado por ancho de pulso (PWM).
En contraste a la forma de onda sinusoidal de la figura 1; la figura 2, muestra las distorsiones típicas introducidas por un variador de frecuencia variable, modulado por ancho de pulso (PWM).
La figura 3, muestra la componente fundamental de la intensidad del variador en comparación con la intensidad total.
Figura 3. Intensidad de un variador (PWM) incluyendo armónicos (total) y sin ellos (fundamental).
Comparando los desfases en las figuras 2 y 3, podemos observar que la tensión y la intensidad fundamental están casi en fase; por tanto cos Q es aproximadamente 1 (factor de potencia aproximadamente 1). Si leemos el factor de potencia del panel frontal de un Circuit Monitor, tendremos un valor de 80%. ¿Significa esto que el Circuit Monitor calcula el factor de potencia erróneamente? Después de todo, los variadores PWM son conocidos por tener factores de potencia de entrada elevados. La verdad es que, efectivamente, los variadores PWM tienen un factor de potencia de entrada elevado (desplazamiento del factor de potencia de entrada).
La definición general de factor de potencia es la reacción entre la potencia activa y la potencia aparente:
PF=KW/KVA
Esta fórmula es equivalente al cos Q sólo en el caso de condiciones puramente sinusoidales (sin presencia de armónicos). Cuando el factor de potencia se calcula con la potencia activa y aparente total (que incluye armónicos), el resultado es el factor de potencia total (PF), que es el que aparece en el panel frontal del Circuit Monitor. Cuando se consideran solo las componentes fundamentales, el resultado es el desplazamiento del factor de potencia (dPF)...