El caso de la industria del gas natural de EE. UU
En una planta de procesamiento de gas ubicada en el sur de EE. UU., los sistemas de compensación de energía reactiva de Elspec lograron reducir las caídas de tensión durante el arranque del motor, a la vez que estabilizaron los niveles de tensión. Gracias a estos sistemas, se ha logrado mejorar el rendimiento y la eficiencia energética de la planta.
La industria de procesamiento de gas natural es un componente crucial del sector energético y juega un papel importante en la economía global. El gas procesado se utiliza para diversos fines, como calefacción, generación de electricidad y como combustible para la producción de productos químicos. Siendo uno de los mayores productores y consumidores de gas natural del mundo, EE. UU. ha estado invirtiendo fuertemente en nuevas plantas y tecnologías de procesamiento para mejorar la eficiencia y competitividad de sus operaciones.
Una instalación de procesamiento de gas en el sur de los EE. UU. utilizó un banco de capacitores fijo de 900 kVAr para mantener niveles altos de tensión y evitar que sus motores de potencia significativa se desconectaran durante el arranque. Los motores de potencia significativa se utilizan en las instalaciones de procesamiento de gas para accionar varios tipos de maquinaria y equipos, incluidos compresores, bombas, ventiladores y turbinas. En estos motores, la tensión de arranque puede ser varias veces superior a la tensión nominal de funcionamiento. Por lo tanto, la tensión de arranque del motor es un factor importante que puede afectar el rendimiento del motor y del sistema eléctrico en su conjunto.
Contrario a lo esperado, en este caso, el banco de capacitores fijo aumenta los niveles de tensión durante los periodos de no arranque, mientras que los niveles de tensión durante los arranques, todavía eran demasiado bajos. La falta de reactores en el banco de capacitores también aumentó los armónicos a niveles indeseables. Los altos niveles de armónicos también pueden causar una variedad de problemas en los equipos y circuitos
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ELECTRONICOS
Un análisis de calidad de energía usando un analizador PQ portátil serie G4500 de Elspec (que realiza registro continuo de la forma de la onda), confirmó que el banco de condensadores fijo de 900KVAr esta inadecuado para soportar las condiciones de arranque de los motores de capacidad significativa. Por lo anterior, se recomendó reemplazar el banco de condensadores existente por una solución Elspec.
La solución
La solución elegida para este cliente fue un sistema de compensación dinámica reactiva de 2.970 kVAr desafinado, sistema Equalizer de Elspec. Este sistema es un sistema único que compensa el arranque del motor en tiempo real sin crear armónicos. El sistema proporciona una conmutación suave libre de transitorios mediante la conexión de condensadores a la red en el cruce de la onda por cero. Este sistema Equalizer de 600V se conectó a través de un transformador elevador y se instaló en la red de 13.2kV
Resultados
Tensión L-L: Con los condensadores antiguos, la tensión tenía variaciones importantes, alcanzando mínimos de 11kV y máximos de 14,5kV. Después de quitar los capacitores viejos y de instalar el sistema Equalizer, los niveles de tensión se estabilizaron en aproximadamente 13,2 kV (tensión nominal)
Tensión L-N: Con los condensadores antiguos, la tensión RMS de línea a neutro variaba entre 6,4 kV y 8,4 kV. Después de la instalación del sistema Equalizer, RMS la tensión de línea a neutro se estabilizó en 7,8 kV. Debido a la estabilización de tensión, el arranque del motor experimentó una reducción en las caídas de tensión.
Porcentaje de distorsión armónica de tensión THDV: la distorsión armónica total se redujo considerablemente después de instalar el sistema Equalizer, especialmente durante los arranques. La distorsión armónica total de la tensión alcanzó un máximo del 30 % durante un arranque de motor en particular con los condensadores viejos conectados, y otros alcanzaron el 15 % y el 20 %.
Estas distorsiones armónicas pueden causar importantes perturbaciones en la red eléctrica y ser muy perjudicial para otros equipos conectados a ella.
Porcentaje de distorsión armónica de corriente THDI: la distorsión armónica total para la corriente alcanzó hasta el 120 % con los condensadores antiguos. Estos niveles de distorsión pueden provocar perturbaciones, degradación y aumento de temperatura en otros componentes de la red eléctrica. El sistema Equalizer redujo significativamente estos niveles. La comunicación de seguimiento extendida con el cliente reveló menos caidas molestas en cargas adicionales después de que se instaló el Equalizer
Conclusiones
La instalación del sistema de compensación de potencia reactiva Equalizer proporcionó muchos beneficios clave, tales como:
- Tensión estabilizada al nivel de tensión nominal
- Activación inesperada e indeseada de dispositivos de protección como disyuntores o fusibles.
- Distorsiones armónicas reducidas que fueron amplificadas por el banco de condensadores fijo original
- Mejoró el rendimiento del motor, así como el rendimiento del sistema eléctrico en su conjunto.
