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Universidad Fermín Toro.   Decanato de Ingeniería.   Ingeniería en Eléctrica.  ACTIVIDAD Nº 3FACTOR DE POTENCIA           ...
Importancia de lo que representa el factor de potencia      La energía electrónica es muy importante en la sociedad actual...
Presencia de equipos de refrigeración y aire acondicionado.      Una sub-utilización de la capacidad instalada en equipos ...
•Los embobinados de los transformadores de distribución•Dispositivos de operación y protección⇒Un incremento en la caída d...
Con independencia de la forma en que esté conectado el motor, en estrella oen Triángulo, la intensidad por cada fase está ...
Si es R la resistencia de cada fase de la línea, la potencia perdida en ella es      Hallaremos ahora el factor de potenci...
Con objeto de anular el consumo de energía reactiva y, por tanto, obteneruna bonificación del 4%, colocamos un condensador...
Y los valores eficaces de las intensidades de línea resultan ser ahoraLa potencia perdida cuando está conectado el condens...
O sea, la potencia perdida es un 36,1% mayor después de esta forma decorrección del factor de potencia que sin corrección ...
Tomando como origen de fases VR,     I4 está en fase con URS; por tanto,     O sea,
La potencia perdida ahora es      Esta es la manera de disminuir al mínimo las pérdidas debidas al bajo factorde potencia ...
batería trifásica automática de condensadores que, dependiendo de la carga,conecta el número de condensadores necesario pa...
O sea, los valores eficaces de las intensidades de fase son ahora      Y las pérdidas en la línea      Menores que sin com...
Otro caso de interés es el que se presenta en la figura 5. Es un receptortrifásico equilibrado cuyas intensidades de fase,...
Si se conecta entre dos fases el condensador C de -1.333 kVAr, secompensa totalmente la energía reactiva, por lo que, en l...
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Asignacion 3(aiza aponte)

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Asignacion 3(aiza aponte)

  1. 1. Universidad Fermín Toro. Decanato de Ingeniería. Ingeniería en Eléctrica. ACTIVIDAD Nº 3FACTOR DE POTENCIA Participante: T.S.U. AIZA APONTE C.I 18.301.281 PROF. NANCY BARBOZA MAYO-2011
  2. 2. Importancia de lo que representa el factor de potencia La energía electrónica es muy importante en la sociedad actual, ya que es labase para el funcionamiento de cualquier aparato electrónico. El no aprovecharlacorrectamente influye directamente en el malfuncionamiento de estoscomponentes, los cuales se comportan como cargas eléctricas. Para poderaprovechar al máximo la energía que proporcionan las compañías eléctricas, serequieren que se corrija el factor de potencia. El cual se conoce como, un indicador cualitativo y cuantitativo del correctoaprovechamiento de la energía eléctrica. También podemos decir, el factor depotencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica quese ha convertido en trabajo. Como el factor de potencia cambia de acuerdo alconsumo y tipo de carga, repasaremos algunos conceptos para expresarmatemáticamente el factor de potencia. Consecuencias de un bajo fp. La potencia reactiva, la cual no produce un trabajo físico directo en losequipos, es necesaria para producir el flujo electromagnético que pone enfuncionamiento elementos tales como: motores, transformadores, lámparasfluorescentes, equipos de refrigeración y otros similares. Cuando la cantidad deestos equipos es apreciable los requerimientos de potencia reactiva también sehacen significativos, lo cual produce una disminución del exagerada del factor depotencia. Un alto consumo de energía reactiva puede producirse comoconsecuencia principalmente de: Un gran número de motores.
  3. 3. Presencia de equipos de refrigeración y aire acondicionado. Una sub-utilización de la capacidad instalada en equipos electromecánicos, por una mala planificación y operación en el sistema eléctrico de la industria. Un mal estado físico de la red eléctrica y de los equipos de la industria. Cargas puramente resistivas, tales como alumbrado incandescente, resistencias de calentamiento, etc. no causan este tipo de problema ya que no necesitan de la corriente reactiva. Para una potencia constante, la cantidad de corriente de la red seincrementa en la medida que el factor de potencia disminuya, por ejemplo, con unfactor de potencia igual a 0.5, la cantidad de corriente para la carga será dos vecesla corriente útil, en cambio para un factor de potencia igual a 0.9 la cantidad decorriente será de 10% más alta que la corriente útil. Esto significa que a bajos factores de potencia los transformadores y cablesde distribución pueden sobrecargarse, y que las pérdidas en ellos se incrementarán(en proporción con el cuadrado de la corriente), afectando a la red tanto en el altocomo en el bajo voltaje. Otros factores que afectan un bajo factor de potencia se debenprincipalmente por los siguientes puntos:⇒Aumento de las pérdidas por efecto Joule, las cuales son en función delcuadrado de la corriente, estas pérdidas se manifestarán en:•Los cables entre medidor y el usuario
  4. 4. •Los embobinados de los transformadores de distribución•Dispositivos de operación y protección⇒Un incremento en la caída de voltaje resultando en un suministro inadecuado enlas cargas (motores, lámparas fluorescentes, etc.); esta caída de voltaje afecta a:•Los embobinados de los transformadores de distribución•Los cables de alimentación•Sistemas de protección y control⇒Incremento de la potencia aparente, con lo que se reduce la capacidad de cargainstalada. Esto es importante en el caso de los transformadores de distribución.⇒Estas pérdidas afectan al productor y distribuidor de energía eléctrica, por lo quese penaliza al usuario. Ejemplicar la corrección del factor de potencia en un circuito monofásico y uno trifásico Suponemos que los dos receptores conectados a la línea de 220 V entre fasesde la figura 1 son inductivos. El valor eficaz de la intensidad que absorbe elreceptor trifásico por cada fase es:
  5. 5. Con independencia de la forma en que esté conectado el motor, en estrella oen Triángulo, la intensidad por cada fase está retrasada el ángulo arccos0.6=53.13° respecto a la tensión simple correspondiente a esa fase.Por tanto, tomando como origen de fases VR, se tiene: O sea, los valores eficaces de las intensidades por cada fase son
  6. 6. Si es R la resistencia de cada fase de la línea, la potencia perdida en ella es Hallaremos ahora el factor de potencia de la carga. La potencia activa totales:La potencia reactivaEl factor de potencia en retraso esY el recargo seráCompensación por un solo condensador
  7. 7. Con objeto de anular el consumo de energía reactiva y, por tanto, obteneruna bonificación del 4%, colocamos un condensador que absorba una potencia de-2.545 kVAr, conectado entre cualesquiera fases; en nuestro caso entre R y T. Entonces, el consumo total de energía reactiva es nulo, y un contador deenergía reactiva colocado antes del condensador indicaría siempre cero y elrecargo de energía reactiva no sólo no existiría, sino que sería negativo; es decir,habría una bonificación del 4%. Con el condensador conectado como en la figura 2se tiene: Esta intensidad está adelantada 90° respecto a
  8. 8. Y los valores eficaces de las intensidades de línea resultan ser ahoraLa potencia perdida cuando está conectado el condensador esMayor que sin la compensación.
  9. 9. O sea, la potencia perdida es un 36,1% mayor después de esta forma decorrección del factor de potencia que sin corrección alguna. A pesar de ello, conesta corrección el abonado será recompensado con una bonificación del 4%,cuando realmente provoca más pérdidas que sin la compensación; y, si nocorrigiera, sería penalizado con un recargo del 33,21% cuando realmente provocamuchas menos pérdidas.Corrección del factor de potencia de cada receptor Otra solución que puede adoptarse para compensar la energía reactiva es lacorrección del factor de potencia de cada receptor monofásico, incorporándolepermanentemente un condensador en paralelo con él que se conecte y desconectecon el receptor. El factor de potencia de receptores trifásicos equilibrados puedecorregirse con una batería trifásica equilibrada de condensadores como en la figura3. Esta forma equivale a corregir el factor de potencia de cada receptormonofásico por separado. Para corregir allí el factor de potencia del receptortrifásico hasta 1, la batería de condensadores debe tener una potencia de -1,333kVAr, y el condensador en paralelo con la carga monofásica -1,212 kVAr paraelevar a la unidad el factor de potencia del receptor monofásico. Entonces
  10. 10. Tomando como origen de fases VR, I4 está en fase con URS; por tanto, O sea,
  11. 11. La potencia perdida ahora es Esta es la manera de disminuir al mínimo las pérdidas debidas al bajo factorde potencia o al consumo de energía reactiva. La bonificación es del 4%. Compensación con una batería trifásica equilibrada de condensadores En la figura 4 se muestra la conexión de una batería trifásica equilibrada decondensadores de -2545 kVAr para la compensación, procedimiento habitualmenteutilizado en las instalaciones actuales, al inicio de las cuales suele conectarse una
  12. 12. batería trifásica automática de condensadores que, dependiendo de la carga,conecta el número de condensadores necesario para mantener el factor depotencia en torno a la unidad. Comenzaremos hallando la intensidad por cada fasede la batería de condensadores. Cada intensidad de fase de la batería de condensadores está adelantada 90°respecto a la tensión simple correspondiente a esa fase:
  13. 13. O sea, los valores eficaces de las intensidades de fase son ahora Y las pérdidas en la línea Menores que sin compensación y con la compensación con un solocondensador, pero mayores que en el caso óptimo de corrección individual de cadareceptor. Como el factor de potencia es también ahora la unidad, se produciría unabonificación del 4%. Compensación de carga equilibrada con un solo condensador
  14. 14. Otro caso de interés es el que se presenta en la figura 5. Es un receptortrifásico equilibrado cuyas intensidades de fase, halladas anteriormente, valen: Por tanto las pérdidas que origina son El recargo sin compensación de la energía reactiva es
  15. 15. Si se conecta entre dos fases el condensador C de -1.333 kVAr, secompensa totalmente la energía reactiva, por lo que, en lugar de recargo, existela bonificación del 4%. Las intensidades son ahora Esta intensidad está adelantada 90° respecto a , es decir, Las intensidades de fase son ahora La potencia perdida es La misma que sin corregir. Sin embargo ahora, aunque no se produceahorro alguno, se bonifica al abonado con el 4%.

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