2.1 Estimación de la demanda

Proyección de la demanda

2.2 Factores de diversificación

2.2 Diversificación y definición de factores

FACTOR DEMANDA

El factor de demanda en un intervalo Δt de un sistema de distribución o de una carga, es la

relación entre su demanda máxima en el intervalo considerado y la carga total instalada.

El Fd es adimensional

La demanda máxima y la carga instalada se deberán considerar en las mismas unidades.

El factor de demanda generalmente <1

Fd= 1 si durante Δt, todas las cargas absorben Pnominal.

Definimos factor de demanda de una instalación como:

Donde:

: Factor de demanda

= demanda máxima

= potencia instalada

El factor de demanda es básico para el dimensionamiento de los conductores de una instalación.

A través del Fd, conocemos el porcentaje máximo de potencia instalada que está siendo utilizada

en una instalación.

Ejm: Un sistema de potencia alimenta a una ciudad con cargas industriales, residenciales y de

iluminación pública.

La potencia consumida por cada conjunto típico de usuarios está dada en la tabla 1 en kW

La potencia instalada de las cargas 1,2 y 3 es 50,2500 y 1600kW respectivamente>

Calcular

La curva de carga diaria de los tres tipos de consumidores del conjunto.

Las demandas máximas del conjunto e individuales

Los factores de demanda del conjunto en individuales

En la figura 4 están representador las curvas de carga individuales y del conjunto.

De la figura obtenemos:

Para calcular el factor de demanda debemos aplicar la definición para las cargas de la figura 4 de la

siguiente forma:

A continuación se dan los factores de demanda de servicios industriales, comerciales y

residenciales para el diseño en sistemas de distribución.

CARGAS DE SERVICIO HABITACIONALES

Asilos y casas de salud 45%

Asociaciones civiles 40%

Casas de huéspedes 45%

Servicios de edificio residencial 40%

Estacionamiento o pensiones 40%

Hospicios y casas de cuna 40%

Iglesias templos 45%

Residencial sin aire acondicionado 40%

Residencial con aire acondicionado 40%

CARGAS COMERCIALES

Tiendas y abarrotes 65%

Agencias de publicidad 40%

Alfombras y tapetes 65%

Almacenes de ropa y bonetería 65%

Artículos fotográficos 55%

Bancos 50%

Baños públicos 50%

Boticas, farmacias y droguerías 50%

Cafeterías 55%

Tiendas de ropa 65%

Centros comerciales 65%

Colegios 40%

Dependencias de gobierno 50%

Embajadas, consulados 40%

Gasolineras 45%

Imprentas 50%

Jugueterías 55%

Papelerías 50%

Mercados y bodegas 50%

Molino de grano 70%

Panadería 40%

Peluquerías, salas de belleza 40%

Restaurantes 60%

Teatros y cines 50%

Zapaterías 60%

EQUIPOS DE FUERZA:

Hornos de acero de inducción 100%

Soldadoras de arco y resistencia 60%

Motores de: bomba, compresores, etc 605

Motores para operaciones semicontinuas en fábricas y plantas de proceso 70%

Motores para operaciones continuas tales como fábricas textiles 80%

FACTOR DE POTENCIA

El factor de potencia se define como la relación entre la potencia activa (kW) y la potencia

aparente (KVA), para circuitos polifásicos en que el voltaje y corriente son senoidales y

balanceados, el circuito se analiza por fase, así, el factor de potencia esta dado de la siguiente

manera:

Donde son dos angulos de fase de V e I, es ∠ de atraso de I con respecto a la ΔV e la carga.

La definición anterior no es aplicable a la carga distribuida o a un grupo de cargas individuales, las

cuales cambian continuamente.

En este caso el factor de potencia se debe aplicar a una condición particular de la carga tal como

un pico de carga.

Si es necesario considerar el fp en un punto más cercano a las cargas individuales, entonces se

debe calcular el fp del grupo existente en cada carga, sabiendo cuales son las cargas que forman el

grupo, pues el fp del grupo se puede deber a una carga muy grande que no representa a las cargas

individuales.

Para aceptar que un fp del grupo sea aplicable a cada carga de manera individual, es fundamental

imaginar que las potencias totales: S, P y Q, se distribuyen de manera similar a lo largo del

alimentador de distribución.

En ocasiones se considera razonable determinar el fp promedio en lugar que un fp para una

condición de carga en particular.

Con frecuencia se consideran servicios industriales y comerciales en que por lo general existen

cláusulas que muestran valores mínimos de fp.

Para estas condiciones el fp promedio se determina por la potencia promedio activa y la potencia

promedio reactiva las cuales serán proporcionales a los kWh y los kVAr-hora.

FACTOR DE UTILIZACIÓN

Definimos factor de utilización como la relación:

Donde:

C= capacidad nominal

Ejemplo:

Para la curva de demanda especificada en la figura 4, suponga que la capacidad del alimentador

principal es 3MW y calcule el factor de utilización.

El factor de utilización es adimensional, la demanda máxima y la capacidad del sistema de

distribución se expresan en las mismas unidades.

Mientras el factor de demanda expresa el porcentaje de potencia instalada que ésta siendo

alimentada.

El factor de utilización establece, qué porcentaje de la capacidad del sistema de distribución está

siendo utilizado durante el pico de carga.

FACTOR DE CARGA

Es la relación entre la demanda media y la demanda máxima en un intervalo de tiempo.

Multiplicando el numerador y denominador por Δt tenemos:

Y sustituyendo:

Tenemos:

Ejemplo: Para la curva de demanda de la figura 4 obtener el factor de carga de cada tipo de

consumidor y del conjunto.

Inicialmente debemos calcular la energía consumida en cada tipo de carga.

Energía de iluminación pública 12x50=600kWh

Energía de carga residencial=6495kWh

Energía de carga industrial = 14000kWh

Energía del conjunto= 14000+6495+600=21095kWh

Con estos datos y conociendo la demanda máxima de cada carga del conjunto el factor de carga.

FACTOR DE DIVERSIDAD

Factor de diversidad de un conjunto de cargas es la relación entre la sumatoria de las demandas

máximas individuales y la demanda máxima del conjunto

Donde:

=demanda máxima de las carga i

=demanda máxima del conjunto

FACTOR DE COINCIDENCIA

Fator de coincidencia es el inversa del factor de diversidad

Mientras que el Fdiv es >1, el Fcoin siempre es <1

El Fcoin es como el porcentaje promedio de la Dmáx individual de un grupo que es coincidente en el momento

de la demanda máxima del grupo:

Fcoinc y Fdiv

Ejemplo:

Para las cargas de la figura 4, obtenga el Fdiv.

Primero se debe obtener de las curvas de demanda de la figura 4 las demandas máximas individuales y del

conjunto:

Demanda máxima de iluminación pública = 50kW

Demanda máxima residencial = 450kW

Demanda máxima industrial = 110kW

Demanda máxima del conjunto = 19000kW

Los factores de diversidad y coincidencia de afectan por:

El número de cargas individuales

El factor de carga

Las costumbres de vida de la zona

El factor de diversidad tiende a incrementarse con el número de consumidores en un grupo con rapidez al

principio y más lentamente a medida que el número es mayor.

Por otra parte, el factor de coincidencia decrece rápidamente en un principio y con más lentitud a medida que

el número de consumidores se incrementa.

FACTOR DE CONTRIBUCION

Fcontr de una carga dentro de un conjunto es la relación entre la contribución de esta carga al instante de la

Dmax del conjunto y la Dmax individua de esta carga, o sea:

Donde:

Di= contribución de la carga i al instante de la demanda máxima.

Ejemplo:

Para las cargas de la figura 4 obtener los Fcontr.

Inicialmente debemos obtener las contribuciones de cada carga al isntante de la demanda máxima:

Contribución de iluminación pública = 50kw

Contribución de residenciales = 1450kW

Contribución de industriales = 400kW

Con esto y sabiendo las demandas máximas individuales de cada carga obtenemos:

Al calcular un alimentador de distribución para un consumidor deberá tomarse en cuenta su Dmax a la que

impondrá las condiciones más severas de carga y caída de tensión.

Cuando más de una consumidor similares se alimenta por un mismo cable, es necesario considerar la

simultaneidad existente en el uso de la energía el;ectrica para los distintos tipos de consumidores.

Definimos factor de pérdidas de una instalación como la relación entre calr medio y máximo de las pérdidas

medidas en un determinado intervalo>

Donde:

Pm= pérdidas medias

Pmax= pérdidas máximas

FACTOR DE PÉRDIDAS

Multiplicando el termino Δt en la ecuación anterior tenemos:

La energía perdida en un intervalo de tiempo

Sustituyendo en la ecuación anterior tenemos: