Generador de carga parcial

TMAG 4005
Notas de la Conferencia del 8 de mayo de 2006
Introducción
En la clase anterior estuvimos estudiando el procedimiento para determinar la capacidad
requerida de una planta generadora de emergencia. Establecimos en clase que la planta
puede ser de carga completa o de carga parcial. Por último, establecimos el
procedimiento para determinar la capacidad de la planta de carga completa. En esta clase
veremos el procedimiento para determinar la capacidad de la planta de carga parcial y
estudiaremos un ejemplo.
Definición
La planta generadora de emergencia de carga parcial, como el nombre sugiere, es una
planta generadora de energía eléctrica para usar en caso de emergencia. No se
recomienda su uso por períodos extensos por su alto costo de operación y mantenimiento
(relativo a usar energía de a autoridad) y su nivel de contaminación de ruido. Se le llama
de carga parcial porque no se pretende que tenga la capacidad para operar todos los
equipos de la localidad, sino parte de ellos.
Procedimiento de estimación de capacidad
1. Identificar las cargas críticas. - Cargas críticas son aquellos equipos que es
imperativo mantener en funcionamiento aún si la Autoridad deja de suplir energía.
Ejemplo: el refrigerador
2. Preparar una tabla que incluya todas las cargas críticas con su potencia de
arranque y de carga completa. - Recuerden que la potencia de arranque es para
maquinaria que incluye motores ya que estos requieren una gran cantidad de
corriente para poder comenzar el movimiento.
3. Determinar la secuencia de encendido. - La planta va a ser de carga parcial. La
pregunta es, ¿cuánta es la mínima capacidad que necesito para operar las cargas
críticas? Para hallar esta capacidad mínima, como veremos mas adelante,
necesitamos determinar una secuencia para encender las cargas. Esto es, las
cargas no se encienden todas a la vez como en el generador de carga completa.
Lo que haremos en vez, es encender una carga a la vez y esperar que llegue a
estabilidad antes de encender la siguiente. De esta manera buscaremos que la
planta pueda absorber los picos de demanda de potencia durante el arranque de
los equipos. Para esto, lo que haremos será encender los equipos en orden
descendente de potencia de arranque.
4. Hacer el análisis de carga incremental y determinar el pico máximo de demanda.
5. Aumentar el pico máximo del paso anterior por 10 a 15% para añadir un poco de
capacidad adicional para imprevistos o futuras expansiones. Esto nos da la
capacidad mínima requerida de la planta.
Ejemplo
Las cargas de cierta finca están listadas en la tabla a continuación. Se desea determinar la
capacidad que debe tener un generador de carga parcial.
Equipo
Potencia de arranque (W) Potencia de Carga Completa (W)
Abanico #1, 1/6 hp
1,000
215
1
Abanico #2, /6 hp
1,000
215
Abanico #3, ¼ hp
1,500
300
1
Abanico #4, /3 hp
2,000
400
Calefacción, ¼ hp
1,500
300
Calentador de oficina
1,466
Calentador de agua
3,000
Refrigerador, ¼ hp
1,500
300
Lámparas de calor
2,500
Iluminación
2,510
1. Identificar cargas críticas
Equipo
¿Crítica?
Abanico #1, 1/6 hp
Abanico #2, 1/6 hp
Abanico #3, ¼ hp
Abanico #4, 1/3 hp
Calefacción, ¼ hp
Calentador de oficina
Calentador de agua
Refrigerador, ¼ hp
Lámparas de calor
Sí
Sí
No
No
Sí
No
No
Sí
Sí
Parte
(solo 600W)
Iluminación
Potencia de arranque
(W)
1,000
1,000
1,500
2,000
1,500
1,500
Potencia de Carga
Completa (W)
215
215
300
400
300
1,466
3,000
300
2,500
2,510
2. Preparar tabla
Equipo
Abanico #1, 1/6 hp
Abanico #2, 1/6 hp
Calefacción, ¼ hp
Refrigerador, ¼ hp
Lámparas de calor
Iluminación
Potencia de
arranque (W)
1,000
1,000
1,500
1,500
Potencia de
Carga
Completa (W)
215
215
300
300
2,500
600
3. Secuencia de encendido
Potencia de
arranque (W)
Equipo
Abanico #1, 1/6 hp
Abanico #2, 1/6 hp
Calefacción, ¼ hp
Refrigerador, ¼ hp
Lámparas de calor
Iluminación
1,000
1,000
1,500
1,500
Potencia de
Carga
Completa (W)
215
215
300
300
2,500
600
Secuencia de
Encendido
3
4
1
2
5
6
4. Análisis de carga incremental
Secuencia
de
encendido
Potencia
de
arranque
(W)
Potencia de
Carga
Completa
(W)
Carga de
arranque
acumulada
(W)
Carga
completa
acumulada (W)
Calefacción,
¼ hp
1
1,500
300
1,500
300
Refrigerador,
¼ hp
300 + 1,500
300 + 300
2
1,500
300
= 1,800
600 + 1,000
= 1,600
815 + 1,000
= 1,815
= 600
600 + 215
= 815
815 + 215
= 1,030
1,030 + 2,500
= 3,530
3,530 + 600
= 4,130
Equipo
Abanico #1,
1
/6 hp
Abanico #2,
1
/6 hp
Lámparas de
calor
Iluminación
3
1,000
215
4
1,000
215
5
2,500
6
600
El valor máximo de potencia según el análisis es 4,130W. Nótese que, aunque pueda
parecer que es lo mismo que sumar las potencias de carga completa de todas las
cargas, no siempre será así. En este caso en particular es así debido a que las
lámparas de calor añaden mucha carga. Sin embargo, si esta carga no estuviera, y
solo tuviésemos los motores con los 600 W de iluminación, el resultado sería según la
tabla a continuación.
Equipo
Calefacción,
¼ hp
Refrigerador,
¼ hp
Abanico #1,
1
/6 hp
Abanico #2,
1
/6 hp
Iluminación
Secuencia
de
encendido
Potencia
de
arranque
(W)
Potencia de
Carga
Completa
(W)
Carga de
arranque
acumulada
(W)
Carga
completa
acumulada (W)
1
1,500
300
1,500
300
2
1,500
300
3
1,000
215
4
1,000
215
300 + 1,500
= 1,800
600 + 1,000
= 1,600
815 + 1,000
= 1,815
300 + 300
= 600
600 + 215
= 815
815 + 215
= 1,030
1,030 + 600
= 1,630
5
600
En este caso, la demanda máxima es 1,815W lo cual es mayor que la simple suma de
todas las cargas estables (1,630W).
5. Proveer capacidad para crecimiento
Asumiendo una capacidad de crecimiento de 10%, la capacidad resultante de la planta
de carga parcial debe ser de aproximadamente (4,130 * 1.10 = 4,543W) 4.5KW.