2
I.
OBJETIVOS.
Realizar la evaluación del factor de potencia de un circuito de corriente alterna mono monofá fási sica ca y corr correg egir ir dich dicho o fact factor or de pote potenc ncia ia apli aplica cand ndo o elem elemen ento tos s capacitivos en conexión paralelo.
II II..
FUND FUNDA AMENT MENTE E TEÓR TEÓRIC ICO. O. En alguna ocasión se ha preguntado, ¿Por qu es necesaria la eficiencia en la conver conversió sión n de energ! energ!a" a" ¿#uál ¿#uál es la razón razón de las altas altas tarifa tarifas s elct elctric ricas as a la $ndustria que consumen mucha energ!a que utiliza motores o equipo elctrico" %ctualmente la eficiencia eficiencia en el consumo energtico energtico es tema de actualidad, actualidad, desde la conciencia a los usuarios en el uso racional de la energ!a hasta las fá&ricas e industria industrias s que mediante mediante sus procesos les es necesari necesaria a la energ!a, energ!a, 'claro( )na industria tiene que pagar más se preguntará* Pero, ¿será que estas pueden reducir su factura por consumo de energ!a si toman las de&idas precauciones o acciones" En el pa!s, las empresas a cargo de la distri&ución de la energ!a co&ran una tarifa especial a aquellas $ndustrias que consumen mucha energ!a si pasan de cierto rango+ tarifas como Potencia Reactiva, por consumo superior a lo permitido, por hora pico, cada usuario conectado a la red elctrica pertenece a una categor!a de consumo, la categor!a dependerá si es para uso residencial, comercial o $ndustrial y as! será la factura al final de cada mes. En una industria donde su equipo elctrico lo constituy constituyen en motores, motores, iluminac iluminación ión con &alastros &alastros,, equipos equipos de taladro, taladro, tornos, tornos, equipo de refrigeración etc., todo aquello que necesite magnetizarse presentara inconvenientes inconvenientes al momento de operar en la red, la empresa de electricidad le estará girando una factura de exceso de consumo de Potencia Reactiva de&ido a la mayor capacidad de generación generación de sta. a industria de&e prever que esto no suceda o se aminore+ el consumo de reactiva hace que se tenga menor capacidad en la red elctrica para suplir la demanda de otros usuarios, este exceso se co&ra a una tarifa alta, la $ndustria actualmente esta corrigiendo este factor aplicando &ancos de capacitores para compensar la potencia reactiva consumida en ella, a travs de generarla ellos mismos. El &eneficio viene si se colocan lo más cercano a la carga que consume. a potencia elctrica es la relación de paso de energ!a de un flu-o por unidad de tiempo+ es decir, la cantidad de energ!a energ!a entregada entregada o a&sor&ida por un elemento en un tiempo determinado. a unidad en el istema $nternacional de )nidades es el vatio / vatio /watt 0. 0. #uando una corriente elctrica fluye en un circuito, puede transferir energ!a al hacer un tra& tra&a-o a-o mecá mecánico nico o termod termodin inámi ámico. co. os os dispos dispositi itivos vos convie convierte rten n la energ energ!a !a elct elctric rica a de mucha muchas s manera maneras s 1tiles 1tiles,, como como calor , luz /lámpara incandescente 0, movimiento /motor elctrico0, elctrico 0, sonido /altavoz altavoz00 o procesos qu!micos. qu!micos . a electricidad se puede producir mecánica o qu!micamente por la generación de energ!a elctrica , o tam&in por la transformación de la luz en las clulas fotoelctricas . Por 1ltimo, se puede almacenar qu!micamente en &ater!as &ater!as.. 2enominamos factor de potencia al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente, que es coincidente con el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente cuando la forma de onda es sinusoidal pura, etc. COMPESACIÓN DE FACTOR DE POTENCIA
ELECTROTÉCNIA IN INDUSRIAL
2
3 sea que el factor de potencia de&e tratarse que coincida con el coseno phi pero no es lo mismo. Es aconse-a&le que en una instalación elctrica el factor de potencia sea alto y algunas empresas de servicio electroenergtico exigen valores de 4,5 y más. 3 es simplemente el nom&re dado a la relación de la potencia activa usada en un circuito, expresada en vatios o 6ilovatios /780, a la potencia aparente que se o&tiene de las l!neas de alimentación, expresada en voltio9amperios o 6ilovoltio9 amperios /7:%0. as cargas industriales en su naturaleza elctrica son de carácter reactivo a causa de la presencia principalmente de equipos de refrigeración, motores, etc. Este carácter reactivo o&liga que -unto al consumo de potencia activa /780 se sume el de una potencia llamada reactiva /7:%R0, las cuales en su con-unto determinan el comportamiento operacional de dichos equipos y motores. Esta potencia reactiva ha sido tradicionalmente suministrada por las empresas de electricidad, aunque puede ser suministrada por las propias industrias. %l ser suministradas por las empresas de electricidad de&erá ser producida y transportada por las redes, ocasionando necesidades de inversión en capacidades mayores de los equipos y redes de transmisión y distri&ución. ;odas estas cargas industriales necesitan de corrientes reactivas para su operación.
III. ELEMENTOS A UTILIZAR. :olt!metro. %mper!metro. :at!metro monofásico. Resistencias de <54=. >ult!metro digital. #apacitancia ?.@,<4, A4, @4 y B4 uC. #osf!metro. >otor monofásico de < Dp.
IV. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN. 1. 2. 3. 4.
5. 6.
7.
Registrar los datos de los componentes del circuito paralelo R9 /resistencia9 motor monofásico0 )tilizando una fuente de tensión de AA4:, 4Dz, alimentar el circuito construido. Registrar la información de los instrumentos aplicados en el circuito y ta&ular siguiendo las instrucciones del formato de ta&la presentando. Registrar la potencia activa que toma el circuito utilizando un vat!metro monofásico aplicando la conexión y los factores que indica el instrumento utilizado. Para evaluar la potencia reactiva aplicada en el ensayo, registrar la información necesaria que permita esta&lecer su cos F en forma indirecta. $nsertar en el circuito un cosf!metro para determinar el factor de potencia real del circuito y compara con el deducido en el paso anterior indicando el error y explicando la -ustificación del mismo. $nsertar un capacitor de ?.@ microfaradios en paralelo al circuito y registrar la información de los puntos ?.G, ?.?, ?. y ?.B+ ta&ulando adecuadamente los resultados, repetir los ensayos reemplazando el condensador por uno de <4, A@, @4 ,B4 y finalmente reemplazarlo por uno de
COMPESACIÓN DE FACTOR DE POTENCIA
ELECTROTÉCNIA INDUSRIAL
2
8.
Para cada caso ela&orar el diagrama fasorial correspondiente.
V
A
S
P
AA@ AA? AA@ AA@ [email protected] AAG
A.< <.G@ 4.B@ <.4B A.B ?.G
?BA.@4 G4A.?4 <5.B@ A?4.B@ 4<.@@ [email protected]
<@4 <A.@ <@@ <@ <54
ƟTEÓRICO
ƟLEÍDO
Io
4.5H 4.HH 4.HH@ 4.H5B 4.B@5 4.@4@
A.< A.< A.< A.< A.< A.<
C 4 4.B@ <.G@ <.4G 94.@B 9A9A
FOTOS DE LA PARTE EXPERIMENTAL.
Figura 0! #ircuito terminado.
Figura 0"! 2ocente verificando funcionamiento de circuito.
COMPESACIÓN DE FACTOR DE POTENCIA
ELECTROTÉCNIA INDUSRIAL
4 <4IC A@ IC G4 IC @4 IC B4 IC
2
Figura 0#! :erificando y V.
anotando datos o&tenidos.
CUESTIONARIO. . 2esarrollar un &reve comentario so&re las mediciones realizadas en el procedimiento de paso ?.. •
)n cos!metro, cosenof!metro, cof!metro o fas!metro es medir el factor de potencia /cosJ0.
un
aparato
para
;iene en su interior una &o&ina de tensión y una de corriente dispuesta de tal forma que si no existe defasa-e, la agu-a está en cero /al centro de la escala0 lo que mide el cosimetro es el defase que se produce entre la corriente y la tensión producto de cargas inductivas o capacitivas. i esta medición está atrasada se dice que es %K y si esta adelantada se dice que es E%2.
".
Kraficar en el mismo plano cartesiano la potencia inicial y la evolución de la potencia cuando se corrige el factor de potencia con los diferentes condensadores.
#.
¿Por qu se presenta una elevada corriente en el momento de energizarse el circuito" 2eterminar en qu condición se presenta la mayor corriente de inserción. •
Porque en el momento en que se mide el punto pico, no existe reactancias.
$. OBSERVACIONES % CONCLUSIONES.
El factor de potencia se puede definir como la relación que existe entre la potencia activa /780 y la potencia aparente /7:%0 y es indicativo de la eficiencia con que se está utilizando la energ!a elctrica para producir un tra&a-o 1til.
COMPESACIÓN DE FACTOR DE POTENCIA
ELECTROTÉCNIA INDUSRIAL
2
)n cos!metro, cosenof!metro, cof!metro o fas!metro es un aparato para medir el factor de potencia /cosJ0.
El &a-o factor de potencia es causa de recargos en la cuenta de energ!a elctrica, los cuales llegan a ser significativos cuando el factor de potencia es reducido. )n &a-o factor de potencia limita la capacidad de los equipos con el riesgo de incurrir en so&recargas peligrosas y prdidas excesivas con un dispendio de energ!a.
Para el uso racional de la energ!a, es prioritaria la corrección del Cactor de Potencia. En la compra de artefactos y maquinarias existen algunas marcas que ya traen compensada esta energ!a a valores exigi&les por la EPEC
El consumo de la energ!a reactiva es registrado por el medidor, con-untamente con el de energ!a activa.
os costos de la energ!a activa no se pueden reducir mientras que los costos de la energ!a reactiva se pueden disminuir /reduciendo el ángulo L0 lo cual se consigue conectando cargas capacitivas /condensadores0 conectados en paralelo a las cargas inductivas.
El mantenimiento de valores controlados del Cactor de Potencia redundará en su &eneficio.
Para reducir la factura por consumo de energ!a se ha de tomar en cuenta los siguientes aspectos* o
o
o
o
#ontrolar el consumo de potencia reactiva en la industria resulta venta-oso al reducir la factura por consumo de potencia reactiva. e me-ora la regulación de volta-e en la red elctrica /no fluct1a0. e consigue operar más equipos con la misma capacidad de la red elctrica. e consigue un aumento de la capacidad de l!neas y transformadores instalados.
o
e disminuyen las pedidas de energ!a.
o
e consigue una reducción en el coste glo&al de la energ!a.
o
>enos sección transversal de conductores.
o
>enos perdidas de energ!a por las altas corrientes en la l!nea.
COMPESACIÓN DE FACTOR DE POTENCIA
ELECTROTÉCNIA INDUSRIAL
2
&. BIBLIO'RAFÍA.
http*MMes.Ni6ipedia.orgMNi6iMCactorOdeOpotencia>e-oraOdelOfactorOdeOpotencia
http*MMNNN.monografias.comMtra&a-os
mo http*MMNNN.monografias.comMtra&a-os
COMPESACIÓN DE FACTOR DE POTENCIA
ELECTROTÉCNIA INDUSRIAL
