Calcular factor de potencia

Factor de Potencia: Cómo Obtener el Máximo Beneficio de su Generación Eléctrica

T&D Power Mex Expo 2002

Inelap, S.A. de C.V

Temario
• Que es el factor de potencia. • Para que sirven los capacitores. • Aplicación de capacitores en sistemas de cogeneración. • Consideraciones necesarias para la selección de un banco de capacitores. • Ejemplo de la Aplicación de capacitores en una PlantaIndustrial. • Conclusiones.

Factor de Potencia
Existen 3 tipos de cargas en los circuitos eléctricos: • Resistiva. No existe defasamiento entre el voltaje y la corriente. (Hornos eléctricos, alumbrado incandescente, planchas, etc.) • Inductiva. La corriente se atrasa 90º con respecto al voltaje. (Motores de inducción, transformadores, balastros convencionales, etc.) • Capacitiva. La corrientese adelanta 90º con respecto al voltaje. (Capacitores)

Circuito Resistivo

V I
0º defasamiento

Circuito Inductivo

V

- π/2
90º defasamiento

I

Circuito Capacitivo

I

π/2
V
90º defasamiento

Potencia Activa (kW)

ϕ
Po Ap ten ar cia (k e n VA t e )

I n d u IL c t i v a Potencia Reactiva (kVAR)

Iresistiva

ϕ

V
Iresultante

P Q S

= VI Cos = VI Sen =VI

(ϕ) (ϕ)

El factor de potencia es el coseno del ángulo de defasamiento que existe entre el voltaje y la corriente de un sistema eléctrico. FP = Cos ϕ

¿Para que sirven los Bcos. de Capacitores?
• Mejora el FP. (Penalizaciones y bonificaciones) • Incrementa el voltaje de un sistema eléctrico. (Mejora la regulación de voltaje) • Reduce las pérdidas por efecto Joule. • Incrementa el FPde los generadores. • Incrementa la capacidad disponible de: cables, transformadores y generadores. • Incrementa la capacidad disponible en Turbinas.

Capacitores en Sistemas de Cogeneración
En algunos países como EU, los sistemas de cogeneración de 100 kW o menores se han hecho muy comunes. Estos sistemas operan en paralelo con la cía. suministradora de energía (por horarios o en formacontínua). Para potencias menores a 100 kW es preferible utilizar generadores de inducción sobre los síncronos. Ventajas: Fácil instalación. No requieren de complicados sistemas de control de sincronización de potencia reactiva. Fácil sincronización con el sistema de suministro. En proyectos de varias unidades es mas sencillo la interacción entre ellos. No requiere de una fuente de excitación externa.Menos costoso en potencias menores a 500 kW.

Sistema de Cogeneración. (Con Generador de Inducción).
Gases de Escape H2O Caliente Generador de Inducción
Motor de Combustión Interna

CFE

PG

Pf Qf

QG Combustible H2O Fría H2O Tibia

) )
Cargas

)
Pcargas Qcargas

Características de Operación.

El generador entrega potencia activa (kW) al sistema pero recibe potencia reactiva(kVAR). El suministro de energía proviene de dos fuentes CFE y generador y pueden ser independientes. Si no se instalan bancos de capacitores, la potencia reactiva es consumida en totalidad de la CFE. (Generador + cargas). Lo anterior traería consigo un bajo factor de potencia y posiblemente hasta una penalización.

Por lo anterior se recomienda instalar un Banco de Capacitores para compensar laenergía reactiva consumida por el Generador de Inducción.

Características de Operación.
Generador de Inducción PG CFE Pf Qf

QG

) )
QC

) )

Banco de Capacitores

Pcargas Qcargas

Cargas

Cuidado en la Selección del Banco de Capacitores
Para determinar la capacidad adecuada es necesario V tomar en cuenta:
El factor de potencia real de operación del generador en vacio. Elvoltaje real de operación del sistema. El contenido armónico. (Evitar resonancia). La potencia reactiva de los bancos de capacitores ya instalados (si es que existen).

El factor de potencia real de operación del generador bajo carga.

Auto-Excitación.

Este fenómeno es provocado cuando en la línea de suministro se presenta una falla y el generador se queda operando en conjunto con el...