Ejemplo
Considere un banco de condensadores conmutados de 12,47kV, 1,800 kVar. La Tabla 1 a continuación indica algunas posibles opciones.
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Tabla 1 – Varias configuraciones de bancos de condensadores de 1,800 kvar. |
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Parte de # de NEPSI |
# de Pasos |
# de Etapas |
Tamaño de Paso (kvar) |
Secuencia de Conmutación |
Etapa 1 de kvar |
Etapa 2 de kvar |
Etapa 3 de kvar |
Etapa 4 de kvar |
Lista de Precios |
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ACB12.47/111 |
1 |
1 |
1,800 |
1 |
1,800 |
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$37,268 |
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ACB12.47/112 |
2 |
2 |
900 |
1:1 |
900 |
900 |
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$44,400 |
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ACB12.47/113 |
3 |
2 |
600 |
1:2 |
600 |
1,200 |
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$44,321 |
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ACB12.47/114 |
4 |
3 |
450 |
1:1:2 |
450 |
450 |
900 |
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$55,586 |
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ACB12.47/115 |
6 |
3 |
300 |
1:2:3 |
300 |
600 |
900 |
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$55,586 |
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ACB12.47/116 |
12 |
4 |
150 |
1:2:3:6 |
150 |
300 |
450 |
900 |
$67,146 |
Con respecto a la Tabla 1, las siguientes definiciones se aplican para cada encabezamiento de columna:
Consideraciones del Impacto del Diseño y Costo
Como se puede ver en la Tabla 1, cuando se especifican o comparan los bancos de condensadores y series de filtro armónico, es importante entender los pasos y etapas. Mientras que todos los bancos de condensadores en la Tabla 1 son de 12,47kV y 1.800 kvar, su diseño y costo son considerablemente diferentes. A medida que el número de etapas aumenta, el costo aumentará, principalmente porque se necesitan más componentes, como interruptores, relés de protección, condensadores, fusibles, y reactores de nucleo de hierro (para series de filtro armónico). El tamaño del gabinete también aumenta a medida que aumenta el número de etapas.
La diferencia en la lista de precios entre (2) etapa y (3) bancos de condensadores de etapa en la Tabla 1 es de aproximadamente $11.000 dólares. La diferencia de costo para los filtros armónicos será considerablemente más. por ejemplo, la diferencia en la lista de precios entre una (2) etapa y la etapa de serie de filtro armónico de 12,47kV 1.800 kvar. Para un número dado de etapas, el número de etapas tiene menos impacto en el costo y diseño. La tabla 1 anterior indica que los números de partes ACB12.47/114 y ACB12.47/115 de NEPSI tiene (3) etapas, con ACB12.47/114 teniendo (4) pasos y ACB12.47/115 teniendo (6) pasos.
El costo de ambos bancos automáticas es el mismo. Cuando se necesitan condensadores conmutados, el número mínimo requerido de etapas se debe especificar, y si se desea, el número de pasos. Si sólo se especifica el número de pasos, por ejemplo (3), un fabricante puede proponer un banco de etapa (3) con una conmutación 1:1:1, el otro puede proponer un banco de etapa (2) menos cara con una conmutación de 1:2.
Consideraciones del Tamaño de Etapa
Es una práctica común para muchos ingenieros para especificar los bancos de condensadores de media tensión que consisten de muchos pasos/etapas. Esta filosofía viene de la industria de baja tensión, donde el tamaño de los pasos raramente está sobre los 50 a 100 kvar. Los bancos de baja tensión se especifican con estos tamaños de etapa por las siguientes razones:
-
Los contactores capaces de conmutar las etapas con clasificaciones mayores que los 100 kvar no son económicos. Por ejemplo, el costo del contactor capaz de conmutar 200 kvar es cuatro veces el costo de un contactor capaz de conmutar 100 kvar. Por lo tanto es más económico conmutar dos etapas de 100 kvar que una etapa de 200 kvar.
-
• Clasificaciones KVAR de cortocircuito son menores, y por lo tanto el aumento de la tensión y las preocupaciones transitorias son mayores en su nivel de tensión.
-
La corriente permanente admisible del conductor para los componentes de interconexión son incontrolables para las clasificaciones de etapa mayores que los 100 kvar.
En el nivel de media tensión, NEPSI recomienda que los diseñadores consideren pasos y etapas mayores, manteniendo los siguientes puntos claves en perspectiva:
- Conmutadores de vacío vienen en clasificaciones de 200, 400 y 600 amp. No hay clasificaciones más pequeñas disponibles. Un conmutador de vacío de 200 amp puede conmutar hasta 3.300 kvar en 13,2kV. por lo tanto, para usar completamente la clasificación del conmutador, el cual contribuye una porción importante del costo del banco, se deberían considerar etapas mas grandes. (Nota: La economía de la media tensión es algo reservada de la baja tensión).
- Las clasificaciones de KVA de cortocircuito en el nivel de media tensión son altas en comparación con los sistemas de baja tensión. Por lo tanto, el aumento de tensión asociado con la aplicación de los bancos de condensadores es mucho menor, y se pueden aplicar tamaños de etapas más grandes.
- La mayoría de las utilidades no cobran por un factor de energía principal. Por lo tanto, en las aplicaciones donde las penalidades del factor de energía son una gran preocupación, es más económico utilizar etapas grandes.
- Las corrientes permanentes admisibles en un nivel de media tensión son bajas y la mayoría de las conexiones se realizan con una barra conductora de cobre. Por lo tanto, la interconexión de componentes en este nivel de tensión es algo independiente del tamaño de etapa.
Conclusión
Es importante que se entienda la terminología entre el paso y etapas cuando se especifique y compare las cotizaciones del banco de condensadores de media tensión. Se deberían clasificar las cotizaciones que no estipulan específicamente el número de etapas y pasos. También se debería apuntar que algunos de los fabricantes pueden intercambiar los términos “pasos” y “etapas”. Cuando se tenga dudas de qué está siendo proporcionado o especificado, siempre pida un diagrama de tres líneas.
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