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CAPACITORES DE
POTENCIA
- Conceptos Bsicos
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CONCEPTOS
BASICOS
USUARIO
USUARIO
DISTRIBUCIN 34.5 , 23 , 13.8 kV
127, 220 Y 440 VOLTS
USUARIO
GENERACION
TRANSFORMACION
TRANSMISION
TRANSFORMACION
400 Y 230 kV
SUBTRANSMISION
115, 85 Y 66 kV
USUARIO
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TIPOS DE CARGAS
CARGA SIMBOLO UNIDAD
1.- RESISTENCIA OHMS ()
2.- INDUCTANCIA HENRY (H)
3.- CAPACITANCIA FARADS (F)
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DIAGRAMA FASORIALCARGA RESISTIVA PURA
V
I
I V
LA CORRIENTE ESTA EN FASE CON EL VOLTAJE
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DIAGRAMA FASORIALCARGA INDUCTIVA PURA
V
I
V
I
LA CORRIENTE ESTA ATRASADA 90 CON EL RESPECTO AL VOLTAJE
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DIAGRAMA FASORIALCARGA CAPACITIVA PURA
V
IIV
LA CORRIENTE ESTA ADELANTADA 90 CON EL RESPECTO ALVOLTAJE
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POTENCIAS
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1.- ACTIVA WATTS (W)
Esta potencia convierte la energa elctrica en otras formas de energa :
- Mcanica - Luminosa - Termica - Qumica
2.- REACTIVA VOLTS-AMPERES-reactivos (VAr)
Es la potencia utilizada para la generacin de un campo elctrico
magnetico en dispositivos tales como :- Motores - Transformadores - Capacitores
3.- APARENTE VOLTS-AMPERES (VA)Esta potencia es el producto de la corriente y el voltaje o la resultante de lasuma de los vectores de la potencia activa y la potencia reactiva.
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TRIANGULO DE POTENCIAS
POTENCIA ACTIVA ( W )
POTENCIAAPARENTE ( VA )
POTENCIAREACTIVA
( VAr )
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FACTOR DE POTENCIA QUE ES FACTOR DE POTENCIA ? :
Es la relacin de la potencia activa y la potencia aparente.
Un factor de potencia elevado es un sntoma indicativo de la utilizacineficiente de la energa elctrica, mientras que un bajo factor de potenciaindica una deficiente y pobre utilizacin. Cabe aclarar que se pueden tenerdemasiadas cargas instaladas (inductivas, capacitivas y resistivas) pero el
factor de potencia va a depender del tipo de carga que se tenga enoperacin.
P
f.p. = cos = P / SQS
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DIARIO OFICIAL
En el Diario Oficial del 10 de Noviembre de 1992 se publico que quientuviese un f.p. menor a 0.9 ser penalizado y quien tenga un f.p. Entre 0.9y 1.0 ser bonificado de acuerdo a las siguientes expresiones :
RECARGO POR F.P. MENOR A 0.9
3/5 ((90/FP)-1)X100
$1/4 (1-(90/FP))X100
BONIFICACIN POR F.P. MAYOR A 0.9
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FACTOR DE POTENCIACONSECUENCIAS POR BAJO FACTOR DE POTENCIA :
- Disminucin en capacidad de carga.
- Prdidas por efecto JOULE.
- Cada de tensin.
- Pago de penalidad a la Compaa suministradora.
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FACTOR DE POTENCIA
METODOS DE COMPENSACIN :
MOTORES SINCRONOS
CONDENSADORES SINCRONOS
CAPACITORES DE POTENCIA
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CORRECCION DEL
FACTOR DE POTENCIA
kW
KVA1
kVArL
COS
= F.P. INICIAL
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CORRECCION DEL F.P.INSTALAMOS CAPACITORES
kW
KVA1
kVArL
kVArC
COS
= F.P. INICIAL
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CORRECCION DEL F.P.DISMINUCION DE VAr Inductivos
2
kW
KVA2
kVArL
COS 2
= F.P. FINAL
2
<
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FACTOR DE POTENCIA
BENEFICIOS DE LA CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA :
- Aprovechamiento de la capacidad de carga.
- Reduccin de prdidas por efecto JOULE.
- Regulacin de tensin.
- Evitar el pago de penalidad a la Compaa suministradora.
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BENEFICIOS DEL F.P.
Aprovechamiento de la capacidad de carga :
Si tenemos un transformador de 500 kVA trabajando con un f.p. de 0.7
500 x 0.7 = 350 kW
Corregimos a un f.p. de 0.95 instalando capacitores
500 x 0.95 = 475 kW
35 % de incremento de capacidad
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BENEFICIOS DEL F.P.
Reduccin de prdidas por efecto JOULE :
La reduccin de prdidas (W) esta dado en % de acuerdo a la siguienteexpresin :
Corregimos a un f.p. de 0.95
- P = 100 (1-(COS
/COS 2
)2)%
- P = 100 (1- ( 0.7 / 0.95 )2)%
- P = 45 %
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BENEFICIOS DEL F.P.
I
V XLIRI
ZI
VG1
Regulacin de voltaje :
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BENEFICIOS DEL F.P.
I
V
VG2
XLIRI
ZI
2
VG1
VG1 > VG2
Regulacin de voltaje :
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CORRECCION DEL F.P.Si compensamos a un f.p. De 0.95 :
Consumo = 130 000 kW h Cargo = $ 29,665.05
151986 kVAr h
factor de Potencia = 0.69
Calculo de la bonificacin : 1/4 [1- ( 90 / 95 ) ] x 100 = 1.3 %
.013 x 29,665.05 = $ 385.65
Ahorro del Total = $ 7,208.60
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kVAr NECESARIOS
kVAr necesarios para pasar de un f.p. = 0.65 a un f.p. = 0.95 :
kVAr = kW { Tan [ COS-1
(f.p. 1 ) ] - Tan [ COS-1
( f.p. 2 )] }
kW = (130000 kWh / 20 dias x 16 horas ) = 406
kVAr = 406 { Tan [ COS-1 (0.65 ) ] - Tan [ COS-1 ( 0.95 )] }
kVAr = 342
...
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AMORTIZACION DEL COSTO
Amortizacin del costo de los capacitores :
Costo aproximado por kVAr en 460 Volts$ 76 pesos M.N.
kVAr = 342
$ 76 x 342 = $ 25,992
Tiempo de amortizacin = 25,992 / 7,208.60 = 3. 6 meses
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FACTOR DE POTENCIA
C
ALCULO
S
Determinacin del f.p. en una instalacin industrial :
- Por recibos de la compaa elctrica.
- Con un factormetro ( cos y kW )
- Con un kilowathormetro y un kilovarhormetro registradores
- Wattmetro, Voltmetro y Ampermetro ( cos = kW / kVA )
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TIPOS DE COMPENSACIN
- Fija.a) Individual b) En grupo (CCM)
- Automtica ( uno mas pasos B.T.).
- Mixta
Para estos tres tipos puede ser por :
Alta tensin Baja Tensin
NOTA: Los capacitores siempre deben ir conectados antes del equipode medicin de la Compaa suministradora de Energa.
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C OR O C
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FACTOR DE POTENCIA Vs
TIEMPOCOMPORTAMIENTO DEL SISTEMA:
.65
.70
.75
.80
.85
.90
.951.0
TIEMPO
f.p.
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FACTOR DE POTENCIA
Vs TIEMPOCOMPENSACION FIJA :
.75
.80
.85
.90
.95
1.01.051.10
TIEMPO
f.p.
CAPACITIVO
f.p. CORREGIDO
f.p. ACTUAL
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FACTOR DE POTENCIA
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FACTOR DE POTENCIA
Vs TIEMPOCOMPENSACION AUTOMATICA :
.75
.80
.85
.90
.95
1.01.051.10
TIEMPO
f.p.
f.p. CORREGIDO
f.p. ACTUAL
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FACTOR DE POTENCIA
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FACTOR DE POTENCIA
Vs TIEMPOCOMPENSACION MIXTA :
.75
.80
.85
.90
.95
1.01.051.10
TIEMPO
f.p.
f.p. CORREGIDO
f.p. ACTUAL
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CAPACITORES DE
POTENCIA
- Bancos de Capacitores
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BANCOS DE CAPACITORES
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BANCOS DE CAPACITORES
Tipos de bancos de capacitores :
- Poste
- Piso
- Subestacin
- En gabinete (casos especiales)
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BANCOS DE CAPACITORES
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BANCOS DE CAPACITORES
Subestaci
n
Pis
o
Poste
POTENCIA75 A 1200 kVAr
VOLTAJE13.28 A 34.5 kV
VOLTAJE13.28 A 34.5 kV VOLTAJE23 A 170 kV
POTENCIA75 A 2700 kVAr
POTENCIA1200 A 42000 kVAr
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BANCOS DE CAPACITORES
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BANCOS DE CAPACITORES
Tipos de conexin :
- Estrella con neutro flotante
- Estrella con neutro solidamente aterrizado
- Doble estrella
- Delta
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ARREGLO DE BANCOS
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ARREGLO DE BANCOS
La conexin en Delta se encuentra en sistemas de baja tensin y sedetermina generalmente por razones econmicas.
Las conexiones estrella y doble estrella con neutro solidamente aterrizadose aplica solo en sistemas multi-aterrizados y en todos los niveles detensin, pero es un camino o retorno para las armnicas.
Las conexiones en estrella y doble estrella con neutro flotante son las msusuales y se utilizan en sistemas con neutro flotante o solidamenteaterrizado.
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CONEXIONES DE BANCOS
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CONEXIONES DE BANCOS
R
ab
c
DOBLE ESTRELLA CON NEUTRO COMUNDOBLE ESTRELLA CON NEUTRO COMUN
R
c
a
b
ESTRELLA CON NEUTRO FLOTANTEESTRELLA CON NEUTRO FLOTANTE
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PRINCIPALES
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PRINCIPALES
COMPONENTESBANCOS DE CAPACITORES :
- Capacitores
- Protecciones
- Aislamiento
- Estructuras Metalicas Gabinetes
- Control
- Dispositivo de Conexin y Desconexin.
- Reactores ( conexin en paralelo)
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PRINCIPALES
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PRINCIPALES
COMPONENTES
- Capacitores
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DESARROLLO DEL CAPACITOR
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DESARROLLO DEL CAPACITOR
1937 1970 1990-20000
0.20.40.60.8
11.21.4
1.61.8
2
1914 1932 1950 1980
DESARROLLO TECNICO
REPRESENTACION DE LA REDUCCIN EN PESO (kg/kVAr)
Pap-Aceite Mineral-AlumPap-Askarel-Alum
Pap-Askarel-AlumPap-Polip.-Askarel-Alum
Pap-Polip.-Ekonol III -Alum
Hazy-Film-Ekonol III -AlumAll-Film-Ekonol IV-Alum laser
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UTILIZACION DE CAPACITORES
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UTILIZACION DE CAPACITORES
1914 1937 1980 1990-20000
102030
405060708090100 %
19501932 1970
EVOLUCION HISTORICA
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TECNOLOGIAS ACTUALES
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TECNOLOGIAS ACTUALES
Tipo de Capacitores de potencia :
- Capacitores fusible externo.
- Capacitores fusible interno.
- Capacitores Fusesless.
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TECNOLOGIAS ACTUALES
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TECNOLOGIAS ACTUALES
Tipo de Capacitores de potencia :
Fusible
Externo
FusibleInterno
Fusesless
CARACTERISTICAS PRINCIPALES
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CARACTERISTICAS PRINCIPALES
Capacitores :
- Potencia (25 a 400 kVAr)
- Tensin (2400 a 19920 Volts)- Frecuencia (50 60 Hz)
- Nivel Basico de Impulso (95, 125 kV)
- Distancia de fuga (2.5 , 3.1 cm/kVf-f)- Temperatura de Operacin (-25 a + 45 C)
- Normas o Especificaciones (IEEE std 18 ,IEC-871)
- Altitud de Operacin (1000 ,2300 msnm)
HOMOLOGACION LAPEM
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HOMOLOGACION LAPEM
FUSIBLE
EXTERNO
FUSIBLE
INTERNO
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INSPECCION EN PLANTA
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INSPECCION EN PLANTA
PRUEBAS DE RUTINA
Prueba Dielctrica
Prueba de Aislamiento Medicin de Capacitancia
Medicin de prdidas (tan )
Medicin de Resistencia dedescarga
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ACEPTACION
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PRUEBA DIELECTRICA
Esta prueba se realiza entreterminales, se tienen dos opciones :
4.3 Vn C.D.
2.15 Vn C.A.
Ejemplo :
7.96 kV * 4.3 = 34.2 kV
C.D.
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PRUEBA DIELECTRICA
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UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
DESCARGA DEL CAPACITOR
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UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
ACEPTACION
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ACEPTACION
PRUEBA DEAISLAMIENTO
Esta prueba se realiza entreterminales y bote :
34 kV C.A. < 13.28 kV
40 kV C.A. > 13.28 kV
C.A.Nota: Capacitores con unaboquilla no llevan esta prueba
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ACEPTACION
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MEDICION DE CAPACITANCIA
Esta prueba se realiza entreterminales a tensin nominal (0.9-1.1 Vn) :Equipo de medicin :Circuito Resonante con
puente computarizado
REACTORAJUSTABLE
CAPACITORPATRON
CAPACITORBAJO
PRUEBAT.C.
PATRON
PUENTE
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ACEPTACION
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TAN (Prdidas)
Esta prueba se realiza entreterminales a tensin nominal (0.9-1.1 Vn) :Equipo de medicin :Circuito Resonante con
puente computarizado
REACTORAJUSTABLE
CAPACITORPATRON
CAPACITORBAJO
PRUEBAT.C.
PATRON
PUENTE
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MEDICION DE CAPACITANCIA Y TAN
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ACEPTACION
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CAPACITANCIA
REACTORAJUSTABLE
CAPACITORPATRON
CAPACITORBAJO
PRUEBAT.C.
PATRON
PUENTE
C = kVAr * 10002 * * f (kV)2
C = 100 * 1000377 * (7.96)2
C = 4.18 F
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ACEPTACION
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MEDICION DE RESISTENCIA DE DESCARGA
Esta prueba se realiza entreterminales, se tienen dos opciones :
2.15 Vn C.D.
Megohmetro
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ACEPTACION
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RESISTENCIA DE DESCARGA
Rd = t1.15 Cn Ln [( 2 Vn ) / Vr ]
Rd = 300
1.15* 4.18 Ln [( 2 *7960 ) / 50]
Rd = 11.52 M
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ACEPTACION
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Resistencia de Descarga
W/KVAR = 1 / ( Rd * C)
Rd
C
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ACEPTACION
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75V 5 10
minutos
VOL
TS
50
V
IECIEEE
UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedidaTIEMPO
ONDA SINUSENOIDAL
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UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
75V 5 10
minutos
TIEMPO
VOL
TS
50
V
IECIEEE
FAMILIA DE CAPACITORES
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Capacitores ms comunes en el Mercado Nacional
POTENCIAkVAr
25
50
100
150
200
300
400
VOLTAJEVolts2400
4160
7960
13280
13800
14400
19920
FRECUENCIA Hertz
50
60
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CAPACITORES DE POTENCIA
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- Bancos de Capacitores
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BANCO DE CAPACITORES TIPOPISO
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PISO
UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
BANCO DE CAPACITORES TIPO
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POSTE
UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
BANCO DE CAPACITORES TIPOPOSTE
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POSTE
UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
BANCO DE CAPACITORES TIPOPOSTE
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POSTE
UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
BCO DE CAP TIPO
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SUBESTACION
UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
BCO DE CAP TIPO SUBESTACION
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UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
PRINCIPALES COMPONENTES
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- PROTECCIONES(Conexin en estrella flotante)
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PROTECCIONES
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Fusibles :
- Corriente nominal
- Tensin nominal
- Fusible tipo expulsin (K)
15 kV y 25 kV
I = kVAr / kV = 100/7.96 =12.56 A
If = I * 1.65 = 12.56 * 1.65If = 20.72 A
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PROTECCIONES
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BARRA BUS
RESORTE
CANILLA
LISTON FUSIBLE
AISLADOR ( BUSHING
)
CAPACITOR
AISLADOR SOPORTE DEBUS
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FUSIBLE
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1 10 100 1000 10000
0.1
1.0
10
100
1000ZONA DERIESGO
ZONA DESEGURIDAD
10 % 90 %
TIEM
POE
N
SEG
UNDOS
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CORRIENTE EN AMPERES
PROTECCIONES
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Relevador de desbalance :
- Corriente (Doble Estrella, 4600 kVAr-15000 J )
- Tensin (Estrella con neutro flotante)
- Nivel de aislamiento
- Rango de Operacin
- Voltaje de la bobina
- Sistema de alarma
- Frecuencia
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CALCULO DE DESBALANCE
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Para bancos de capacitores con nivel de voltaje de 13.8, 23 y 34.5 kV yconexin en estrella con neutro flotante :
Se debe cumplir y considerar el nmero mnimo de capacitores por fase (4 capacitores por fase) , esto es con el fin de que si al fallar una unidad , lasunidades restantes NO se sobretensionen a ms del 10 % del voltaje delcapacitor.
% S = N / [ (3 x M) -N ]
N = Unidades Falladas
M = Unidades en paralelo
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CALCULO DE DESBALANCE
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Normalmente estos bancos de capacitores se forman con una sola serie porlo que el voltaje de las unidades es el voltaje de fases entre raz de tres.
Para 13.8 kV corresponden unidades de 7.96 kVPara 23 kV corresponden de 13.28
Para 34.5 kV corresponden de 19.96 kV
En casos especiales pueden ser con dos series para bajar la tensin delcapacitor y tambin en doble estrella, para cumplir con la potencia de cadaparalelo para fusin del fusible.
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CALCULO DE DESBALANCE
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% S = {1 / [( (3x 4) -1 ]} x 100 N = 1
% S = 9.09 M = 4
% S = {2 / [( (3x 4) -2 ]} x 100 N = 2
% S = 20 (RIESGO) M = 4
Por ejemplo si es un banco de capacitores de 600 kVAr deben ser 12capacitores de 50 kVar cada uno.
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CALCULO DE DESBALANCE
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En ocasiones por no contar con unidades para remplazar suceden dos cosasen campo:
1.- Podan el Banco de Capacitores quitando una unidad de las dems fases yno se mueve el ajuste de proteccin.
2.- Colocan una unidad de diferente potencia o diferente tensin y no semueve el ajuste de proteccin.
NO SE DEBEN HACER NINGUNA DE LAS DOS COSAS.
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CALCULO DE DESBALANCE
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Voltaje en el neutro :Vn = [ ( N x Vf-n ) / {[( 2 x N ) + [3 x ( M-N)]}
Vn = [ ( 1 x 7960 ) / {[( 2 x 1 ) + [3 x ( 4-1)]}
= 7960 / 14 = 568 Volts ( 2=> 1592)
Este valor se divide entre la relacin del transformador del neutro :
8400 : 120 => 70 : 1
568 / 70 = 8.11 Volts Alarma (5 Volts)
1592 / 70 = 22.74 Volts Disparo (15 Volts)
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PROTECCION Y CONTROL
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Transformador de instrumento :
- Proteccin o medicin
- Relacin de transformacin
- Clase y potencia de precisin
- Distancia de Fuga
- Frecuencia
- Nivel Bsico de Aislamiento
- Altitud de Operacin
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PROTECCIONES
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Cuchilla Cortacircuito:
- Voltaje nominal del sistema- Corriente nominal del banco
- Distancia de Fuga
- Nivel Bsico de aislamiento- Corriente interruptiva simtrica y asimtrica
- Altitud de Operacin
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PROTECCIONES
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Cuchilla Tetrapolar (puesta a tierra):
- Voltaje nominal del sistema- Distancia de Fuga
- Nivel Bsico de aislamiento
- Altitud de Operacin
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PROTECCIONES
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Apartarrayos :
- Tensin del sistema
- Altitud de operacin
- Distancia de Fuga
- Contador de operaciones
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AISLAMIENTOSAislamientos :
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Aislamientos :
Aisladores tipo soporte y suspensin
- Voltaje del sitema y del capacitor
- Distancia de Fuga
- Resistencia mecnica
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SOPORTES
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Estructuras Metlicas :
- Condiciones ambientales
- Condiciones sismicas- Dimensiones del sitio
- Nmero de unidades capacitivas
- Tensin de operacin (Distancia de los aisladores)
- Tipo de conexin (Montaje de las unidades)
- Accesorios
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CONTROL
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Control :
- kVAr
- Corriente
- Tiempo
- Temperatura
- Tensin
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ACCESORIOS
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Dispositivo de conexin y desconexin :
- Corriente del Banco
- Voltaje de la lnea
- Corriente Capacitiva
- Nivel Bsico al Impulso
- Capacidad Interruptiva
- Distancia de fuga
- Altitud de Operacin
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ACCESORIOS
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Reactores :
Limitar corriente de Inrush,Filtros de armnicas
- Corriente del Banco
- Potencia de corto circuito del sistema
- Potencia reactiva del banco- Frecuencia
- Nivel Bsico al Impulso
- Distancia de fuga- Altitud de Operacin
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Consideraciones para la instalacin de un banco de
CONSIDERACIONES IMPORTANTES
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capacitores :
- Ventilacin
- Frecuencia y voltaje de operacin del sistema
- Perturbaciones por armnicos
- Condiciones anormales de operacin
- Transitorios
- Resonancia
- Pruebas en campo y mantenimiento
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
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- Ventilacin:
- El incremento de temperatura en 20 C sobre latemperatura normal de operacin degrada a losmateriales y reduce la vida til.
- La ventilacin para capacitores intemperie es porcondicin natural ( Distancia dada por el fabricante) .
- Para condiciones cerradas si es necesario instalarventilacin forzada.
- El fabricante garantiza la Estabilidad Trmica.
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
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- Frecuencia y voltaje de operacin del sistema
Los capacitores deben operar a la frecuencia de diseo menor a sta.
kVAr = ( fsistema / fdiseo ) x kVAr diseo.
= ( 50 / 60 ) x 100 = 83 .33
Los capacitores deben operar a la Tensin de diseo menor a sta
kVAr = ( Vsistema / Vdiseo )2 x kVAr diseo.
= ( 6900 / 7960 ) 2 x 100 = 75.14
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
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- Frecuencia
Los capacitores deben operar a la frecuencia de diseo menor a sta.
kVAr = ( fsistema / fdiseo ) x kVAr diseo.
= ( 920 / 60 ) x 100 = 1533
La sobrecorriente es 15 veces ms que la nominal.
I = kVAr / kV = 1533 / 7.96 = 192.6 Amp
PELIG
RO
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
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- Voltaje de operacin del sistema
Los capacitores deben operar a la Tensin de diseo menor a sta
kVAr = ( Vsistema / Vdiseo )2 x kVAr diseo.
= ( 19920 / 7960 ) 2 x 100 = 626
In = 100 / 7.96 = 12.56 Amp
I = kVAr / kV = 626 / 7.96 = 78.64 Amp
Tomar un riesgo ms que es sobretensin y NO opera el capacitor FALLA
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
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- Perturbaciones por armnicosEquipos que generan armnicos:
- Hornos de Arco.- Hornos de Induccin.- Arrancadores de motores.
- Equipos electrnicos.- Rectificadores.
- Mquinas de Soldar
I = 2 f C kV
Xc = Vn / WC = Vn / 2 f C
I = Vn / Xc Ver archivo armonicos cap I
VOYAFA
LLAR
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
C di i l d i
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- Condiciones anormales de operacin
1) Humos y Vapores corrosivos.
2) Polvos conductores explosivos.3) Choques mecnicos vibraciones.4) Radiacin de calor.5) Inadecuada Ventilacin.6) Rangos de temperatura excesivos.7) Altitud de operacin.8) Sobre tensiones.9) Presencia de armnicas.10) Requirimientos especificos.
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
- Transitorios y Resonancia
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Cuando existen transitorios continuos en el sistema , se debe tener un estudioespecifico de las caractersticas y magnitudes para disear el banco, ya quelos picos de sobretensin debilitan el dielctrico del capacitor.
De igual forma se hace un estu dio calculo de resonancia para evitar la falladel banco ya que cuando se igualan las impedancias en el punto de
instalacin se genera un efecto de resonancia paralelo.
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- Pruebas en campo y mantenimiento
CONSIDERACIONES IMPORTANTES
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a) Rigidez dielctrica 75 % Up 10 Seg.b) Capacitancia.c) Resistencia de descarga.
d) Hermeticidad ( Fugas ).Al terminar la instalacin verificar:- Balanceo de tensiones.- Potencia no exceda del 30 %.
- Inspecciones peridicas ( 2 x ao )- El estado de los fusibles- Temperatura de operacin (termografa).- Tensin de operacin.
- Limpieza de los aisladores y bote- Condiciones adversas ( Limpieza y pintura ).
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CONSIDERACIONES IMPORTANTES
P i t d l t i i t
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- Pasos a seguir antes del mantenimiento
1.- Desenergizar el banco ( abrir interruptor general).2.- Esperar 15 minutos antes de maniobrar.3.- Aterrizar los puntos de potencial del banco (pertiga)4.- Cortocircuitar las terminales.5.- Inspeccin visual del banco (unidades falladas).
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CAPACITORES DE
POTENCIA
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POTENCIA
- Bancos de Capacitores(69-170 kV)
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DESBALANCEOPARA BANCOS DE CAPACITORES
CON MAS DE UNA SERIE
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Para bancos con 2 ms seriesS = 3M Vn / [ 2N + 3 X (M-N)] (2)
Voltaje en el Neutro con 2 ms series
Vno = NVn / [ 2N + 3 X (M-N)] (3)
Donde:
S = DesbalanceN = Unidades
FalladasM = Unidades en
paraleloX = No. SeriesVn = Voltaje al
neutro
Vno = Desbalanceen el neutro
CON MAS DE UNA SERIE
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DESBALANCEO
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13.28 kV
34.5 kV (200 kV)
26.56 kV
34.5 kV (200 kV)
26.56 kV
115 kV (550 kV)
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ARREGLO DE UNA FASE 115 kV
FASE
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FASE
BASTIDOR 1
BASTIDOR 2
BASTIDOR 3
NEUTRO
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ARREGLO DE UNA FASE 115 kV
No Series 161 kV 138 kV 115 kV 69 kV
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No.Series 161 kV 138 kV 115 kV 69 kV
1 92960 79680 66400 39840
2 46480 39840 33200 199203 30987 26560 22134 132804 23240 19920 16600 9960
5 18592 15936 13280 79686 15495 13280 11067 66407 13280 11385 9486 56908 11620 9960 8300 49809 10330 8850 7380 4430
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ARREGLO DE UNA FASE 115 kV
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Potencias en MVAr solicitadas por CFE
161 kV 138 kV 115 kV 69 kV
12 9 6, 7.5, 9 624 21 11.25, 12,15 1230 30 18, 22.5, 24 18
30 30
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ARREGLO DE UNA FASE 115 kV
Despejando de (3) tenemos que las unidades paralelo sonid d 10 % d t i
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Despejando de (3) tenemos que las unidades paralelo sonconsiderando 10 % ms de tensin:
M = 1.1 * Vcap * ( 2 - 3 X ) / [ 3 * ( Vn - ( Vcap * 1.1 )]
Ejemplo para un banco de 138 kV con capacitores de 13.28 kV
M = 1.1 * 13.28 * ( 2 - 3 ( 6 ) ) / [ 3 * ( 79.68 - ( 13.28 * 1.1 )]
= 9.77 => 10
Esto implica 6 series con 10 capacitores en paralelo = 60 totales
por fase.
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ARREGLO DE UNA FASE 115 kV
Para un banco de 21 MVAr :
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Para un banco de 21 MVAr:MVAr por fase = 21 / 3 = 7 = 7000 kVAr
7000 kVAr / 60 = 116.66 kVAr por capacitor para estndarizarse tienen capacitores de 100 kVAr.
60 * 100 = 6000 kVAr * 3 = 18000 kVAr = 18 MVAr=> 180 capacitores totales de 100 kVAr
Capacitores Estndard:
50 ; 100 ; 150 ; 200 ; 300 y 400 kVAr
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ARREGLO BANCO INTEGRAL
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ARREGLO BANCO INTEGRAL
Integral bank
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Integral bank- POWER CAPACITOR BANK (CAPACITORS + STRUCTURE)
- INTERRUPTER (CIRCUIT BREAKER)
- SWITCH DISCONNECTOR ( MECHANIC )
- PROTECTION, CONTROL AND MEASUREMENT PANEL.
- SURGE ARRESTERS
- REACTORS
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CUCHILLA SECCIONADORA
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Cuchilla tripolar de 123 kV con un impulso de 650
kV cuchilla cerrada y 750 kV cuchilla abierta parauna corriente de 600 A y una Icc de 31.5 kA.
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INTERRUPTOR
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Interruptor tanque muerto de 123 kV con un impulsode 650 kV cerrado y 750 kV abierto para unacorriente de 600 A y una Icc de 31.5 kA.
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APARTARRAYOS
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Tres apartarrayos de oxido de zinc, clase estacinpara 1800 msnm con una tensin de designacinde 96 kV y un MCOV de 77 kV , corriente dedescarga de 10 kA.
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TP RESISTIVO
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Divisor de potencial resistivo con relevador marcaS&C tipo UP, para un sistema de 115 kV.
UnidadUnidad dede TransformadoresTransformadores dede MedidaMedida
TABLERO DE PCYM
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EN FORMA TRADICIONALPOR TABLAS
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Determine el valor de los condensadores necesarios para corregir elfactor de potencia de una carga de 500 kW desde 0,70 hasta 0,95.
Localice el valor de 70 % (factor de potencia original) en la primercolumna, y en esa fila encuentre el valor de correccin en lainterseccin con la columna de 95 % (factor de potencia corregido). Elvalor de correccin es 0,691, por lo que el valor de los condensadores
sera:kVAR = kW x 0,691 = 500 x 0,691 = 345.5
RESUMEN DEL FACTOR DEPOTENCIA
FUNDAMENTOS DEL FACTOR DE POTENCIALa corriente requerida por los motores de induccin, lmparas fluorescentes,
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transformadores y otras cargas inductivas, puede considerarse constituida por corrientemagnetizante y por corriente de trabajo.La corriente de trabajo es aquella que es convertida por el equipo en trabajo til, por
ejemplo hacer girar un torno, efectuar soldaduras o bombear agua. La unidad de medidade la potencia producida es el kilowatt (kW).La corriente magnetizante (reactiva o no productora de trabajo) es la necesaria paraproducir el flujo para la operacin de los dispositivos de induccin. Sin corrientemagnetizante, la energa no puede fluir a travs del ncleo del transformador o a travs
del entrehierro de los motores de induccin. La unidad de medicin de esta "potenciamagnetizante" es el kilovar (kVAR).La potencia total denominada "potencia aparente" (kVA), ser la suma geomtrica deambas potencias, esto es:
kVA = ((kW)2 + (kVAR)2 )1/2
El factor de potencia se expresa como la razn entre la potencia real entre la potenciaaparente:
kWFactor de potencia = -------
kVA
RESUMEN "el usuario procurar mantener un factor de potencia (fp) tan aproximado a
100 % (cien por ciento) como lo sea posible pero en el caso de que su
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100 % (cien por ciento) como lo sea posible, pero en el caso de que sufactor de potencia durante cualquier periodo de facturacin tenga unpromedio menor de 90 % (noventa por ciento) atrasado, determinado pormtodos aprobados por la secretara de comercio y fomento industrial(SECOFI), el suministrador tendr derecho a cobrar al usuario la cantidadque resulte de aplicar al monto de la facturacin el porcentaje de recargoque se determine segn la frmula que se seala. en el caso de que elfactor de potencia tenga un valor igual o superior de 90 % (noventa porciento), el suministrador tendr la obligacin de bonificar al usuario la
cantidad que resulte de aplicar a la factura el porcentaje de bonificacin,segn la frmula que tambin se seala":
FORMULA DE RECARGO: PORCENTAJE DE RECARGO = 3 / 5 x ((90/FP) -1) x 100 FP MENOR QUE 90 %FRMULA DE BONIFICACIN:PORCENTAJE DE BONIFICACIN = 1 / 4 x ( 1 - (90/FP) ) x 100 FP
MAYOR O IGUAL A 90 %DONDE FP ES EL FACTOR DE POTENCIAEXPRESADO EN PORCIENTO "Los valores resultantes de la aplicacin de estas frmulas se redondearn
a un solo decimal, por defecto o por exceso, segn sea o no menor que 5(cinco) el segundo decimal. en ningn caso se aplicarn porcentajes de
recargo superiores a 120 % (ciento veinte porciento), ni porcentajes debonificacin superiores a 2.5 % (dos punto cinco porciento)".
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SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA S.A. DE C.V. 81261800
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SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA S.A. DE C.V. 81261800