Compensacion de la energia reactiva

Compensación de Potencia Reactiva
INELAP, S.A. de C.V.

1.– Conceptos Básicos
Volts 400 300

200

100

0

-100

-200

-300

-400 06:35:58,000

06:35:58,005

06:35:58,010 CHA Volts

06:35:58,015 CHA Amps

06:35:58,020

Cargas en los sistemas eléctricos
• Resistivas.

• Inductivas.

• Capacitivas.

Cargas de tipo resistivo
• Hornos eléctricos. • Calefactores.• Planchas. • Alumbrado incandescente. • Calentadores de agua.

Cargas de tipo inductivo
• Transformadores. • Motores de inducción. • Alumbrado fluorescente. • Máquinas soldadoras.

Cargas de tipo capacitivo
• Bancos de capacitores. • Condensadores síncronos. • Motores síncronos.

Carga resistiva
200 150 100

I [A]

50 0 v(t) 0 -50 -100 -150 -200 t [s] 0.005 0.01 0.015 0.02 0.0250.03 0.035 0.04 i(t)

V [V]

Fasores en una carga resistiva

IR

V

Carga inductiva
200 150 100
I [A]

50 0 v(t) 0 -50 -100 -150 -200 t [s] 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 i(t)

V [V]

Fasores en una carga inductiva

V
- π/2

IL

Carga capacitiva
200 150 100
I [A]

50 0 v(t) 0 -50 -100 -150 -200 t [s] 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 i(t)

V[V]

Fasores en una carga capacitiva

IC
+ π/2

V

Potencia instantánea en un resistor

t
v(t) i(t) p(t)

p(t ) =

Vp I p 2

+

Vp I p 2

cos(2ω t ) = Vrms I rms + Vrms I rms cos(2ω t )

Comportamiento de la potencia instantánea en un resistor
• Es pulsante. • Es unidireccional. • Siempre va de la fuente hacia la resistencia (carga). • Su valor promedio es Vrms I rms .Componentes de la potencia instantánea en un resistor

p(t)

Vp Ip / 2 = Vrms Irms

Vp Ip (cos(2wt))/2 = Vrms Irms cos(2wt)

Potencia instantánea en un inductor

t v(t) i(t) p(t)

Vp I p p(t ) = sen (2ω t ) = Vrms I rms sen (2ω t ) 2

Comportamiento de la potencia instantánea en un inductor
• Es pulsante. • Es bidireccional. • Va de la fuente hacia la carga y de la carga haciala fuente. • Su valor promedio es cero.

Potencia instantánea en un capacitor

t v(t) i(t) p(t)

p(t ) = −

Vp I p 2

sen (2ω t ) = − Vrms I rms sen (2ω t )

Comportamiento de la potencia instantánea en un capacitor
• Es pulsante. • Es bidireccional. • Va de la carga hacia la fuente y de la fuente hacia la carga. • Su valor promedio es cero.

Potencia en resistores, inductores ycapacitores
• En una resistencia la potencia siempre va desde la fuente hacia el elemento. • En un inductor y en un capacitor la potencia fluctúa entre los elementos y la fuente. • La potencia instantánea en un inductor es de signo opuesto a la potencia instantánea en un capacitor.

Potencia en resistores, inductores y capacitores

t pr(t) pi(t) pc(t)

Carga resistiva – inductiva
200 150100

I [A]

50 0 v(t) 0 -50 -100 -150 -200 t [s] 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 i(t)

V [V]

Fasores en una carga resistiva – inductiva

IR
ϕ

V
I R = I T cos(ϕ ) I L = I T sen (ϕ )

IL

IT I = I 2 + I 2 T R L

Corriente en una carga resistiva – inductiva
• Tiene una componente de la corriente en fase con el voltaje. • Tiene una componente de la corrienteatrasada 90º (fuera de fase) con el voltaje. • La corriente total es la suma fasorial de las dos componentes.

Potencia instantánea en un circuito resistivo – inductivo

t v(t) i(t) p(t)

p (t ) = Vrms I rms cos(ϕ ) cos(2ω t ) + Vrms I rms cos(ϕ ) + Vrms I rms sen (ϕ )sen (2ω t )

Comportamiento de la potencia instantánea en un circuito resistivo – inductivo
• El valor promedio de lacomponente resistiva de la potencia instantánea es:

P = Vrms I rms cos(ϕ )
• La amplitud de la componente inductiva de la potencia instantánea es:

Q = Vrms I rms sen (ϕ )

Tipos de potencia
• Potencia Activa (P): – Es la potencia capaz de desarrollar trabajo útil. – Es motivada también por dispositivos de tipo resistivo. – La origina la componente de la corriente que está en fase con el...