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lOMoAR cPSD|3707762 lOMoAR cPSD|3707762 CORRECION DEL FACTOR DE POTENCA. JULIAN DAVID DUQUE CALDERON FECHA: (29-11-2015) RESUMEN: En esta práctica se trata de determinar el factor de potencia en sistemas trifásicos equilibrados y de esta manera se analizó los métodos para su mejoramiento y corrección, primero implementamos 3 circuitos Para una carga trifásica equilibrada en estrella formada por tres impedancias, cada una compuesta por una resistencia en serie con una bobina, determinamos la potencia activa, reactiva, aparente y el factor de potencia. Después Conectamos 3 condensadores a la entrada de la carga y encontramos también la potencia activa y reactiva para la combinación así formada, lo cual conectamos los condensadores en triangulo o en estrella Conociendo la potencia activa que se consume y el factor de potencia a que se opera, deducimos la expresión para obtener la potencia reactiva de los capacitores que es necesario instalar para aumentar el factor de potencia a un nuevo valor deseado. MARCO TEORICO Potencia activa: Es la potencia en que en el proceso de transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo, los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como: mecánica, lumínica, térmica, química, etc. Esta dado por un número real. Potencia reactiva: está dada en números imaginarios y es la Potencia disipada por las cargas reactivas (Bobinas o inductores y capacitores o condensadores). Se pone de manifiesto cuando existe un trasiego de energía entre los receptores y la fuente, provoca pérdidas en los conductores, caídas de tensión en los mismos, y un consumo de energía suplementario que no es aprovechable directamente por los receptores. Como lOMoAR cPSD|3707762 está conformada por bobinas y capacitores es importante saber que las bobinas se toman positivas y los condensadores negativos. Potencia aparente: La potencia compleja de un circuito eléctrico de corriente alterna (cuya magnitud se conoce como potencia aparente y se identifica con la letra S), es la suma (vectorial) de la potencia que disipa dicho circuito y se transforma en calor o trabajo (conocida como potencia promedio, activa o real, que se designa con la letra P y se mide en vatios (W)) y la potencia utilizada para la formación de los campos eléctrico y magnético de sus componentes, que fluctuará entre estos componentes y la fuente de energía (conocida como potencia reactiva, que se identifica con la letra Q y se mide en voltamperios reactivos (VAr)). Esto significa que la potencia aparente representa la potencia total desarrollada en un circuito con impedancia Z. Factor de potencia: Representa el valor del ángulo que se forma al representar gráficamente la potencia activa (P) y la potencia aparente (S), es decir, la relación existente entre la potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidor conectado a un circuito eléctrico de corriente alterna. Resultados y Análisis • Se ensamblo el circuito base del pre informe, se le aplicó el método aprendido en la práctica anterior para obtener medidas de potencia (reactiva y activa): 𝑃3∅ = 𝑊1 + 𝑊2 𝑄3∅ = √3(𝑊1 − 𝑊2) Reóstato de 100 ohm. Inductancia de 280 mH con núcleo de hierro, Rs = 167.4 ohm lOMoAR cPSD|3707762 Imagen 1: circuito ensamblado en el numeral 1 Para el circuito del numeral 1 se obtuvieron los siguientes datos (W: vatímetro). W1=28 W W2= -6 W Utilizando las fórmulas para obtener valores trifásicos según el método: 𝑃3∅ = 22 𝑊 𝑄3∅ = 58.89 𝑉𝐴𝑟 Fp=0.35 Al realizar el pre informe bajo estas mismas condiciones de manera teórica los valores son muy diferentes a estos obtenidos experimentalmente, de acuerdo con un documento realizado en la Universidad Tecnológica de Pereira sobre estas bobinas, los parámetros de placa se obtuvieron a una frecuencia de 1 Khz, en el mismo documento también se determinaron los parámetros cuando estas bobinas eran utilizadas en circuitos de 60 hz, para nuestro caso utilizamos estos valores para la simulación. A 60 Hz inductancia de 1.69 H con resistencia interna serie de 151.8 ohm. • Para corregir el factor de potencia en atraso, se conectaron al circuito de potencia capacitores de 10 µ F en Y, pero su efecto capacitivo era muy grande y termino por suministrar más reactivos de los necesarios. lOMoAR cPSD|3707762 Imagen 2: circuito ensamblado en el numeral 2. Datos obtenidos al implementar esta configuración para compensación capacitiva: 𝑃3∅ = 21 𝑊 𝑄3∅ = −112.58 𝑉𝐴𝑟 Fp=0.18 Es evidente que estos capacitores tenían un efecto mucho más grande que el requerido por el circuito ensamblado, con la experiencia obtenida afianzamos conceptos y somos más conscientes de los efectos producidos por las diferentes cargas en el sistema de potencia. lOMoAR cPSD|3707762 • Teóricamente el efecto capacitivo de la configuración en D es mayor al de la otra configuración. Imagen 3: circuito ensamblado en el numeral 3. Datos obtenidos al implementar esta configuración para compensación capacitiva: 𝑃3∅ = 21 𝑊 𝑄3∅ = −458.99 𝑉𝐴𝑟 Fp=0.045 En esta configuración el efecto capacitivo es tan grande que el consumo de potencia activa del circuito se hace mínima, el objetivo de la compensación reactiva es reducir el efecto inductivo de las cargas buscando un factor de potencia cercano a 1, los factores de lOMoAR cPSD|3707762 potencia menores a 0.95 representan sobrecostos muy importantes para los operadores de red. Conclusiones o Identificamos que cuando tenemos un sistema trifásico equilibrado cuando queremos corroborar el factor de potencia observamos que cuando tenemos un circuito conectado las capacitancias en delta este va a mejorar el factor de potencia. o En general la corrección del factor de potencia se realiza por medio de los banco de capacitores que genera una buena distribución de potencias ya sea reactiva o activa en todo el sistema trifásico. o La conexión en delta del banco de condensadores tiene un efecto capacitivo mucho mayor a la configuración en estrella, por lo tanto, es la más utilizada para corregir factor de potencia, se obtiene más con menos. Anexo datos obtenidos en la práctica. lOMoAR cPSD|3707762 Bibliografía • Notas cuadernos circuitos II y III • http://www.weg.net/co/Productos-y-Servicios/Control-y- Proteccion/Capacitores-y-Correccion-del-Factor-de-Potencia/Capacitores- para-Correccion-del-Factor-de-Potencia • https://www.youtube.com/watch?v=OtWlRSe4UZo http://www.weg.net/co/Productos-y-Servicios/Control-y-Proteccion/Capacitores-y-Correccion-del-Factor-de-Potencia/Capacitores-para-Correccion-del-Factor-de-Potencia http://www.weg.net/co/Productos-y-Servicios/Control-y-Proteccion/Capacitores-y-Correccion-del-Factor-de-Potencia/Capacitores-para-Correccion-del-Factor-de-Potencia http://www.weg.net/co/Productos-y-Servicios/Control-y-Proteccion/Capacitores-y-Correccion-del-Factor-de-Potencia/Capacitores-para-Correccion-del-Factor-de-Potencia http://www.youtube.com/watch?v=OtWlRSe4UZo http://www.youtube.com/watch?v=OtWlRSe4UZo
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