Factor De Potencia
Páginas: 7 (1625 palabras)
Publicado: 26 de febrero de 2013
OPTIMIZACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA
1. CAUSAS Y PROBLEMAS DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA
Para una potencia constante, la cantidad de corriente de la red se incrementará en la medida que el factor de potencia disminuya. Por ejemplo, con un factor de potencia igual a 0.5, la cantidad de corriente para la carga será dos veces la corriente útil, en cambio para un factor de potenciaigual a 0.9 la cantidad de corriente será 10% más alta que la corriente útil.
Corriente .vs. F.P.
Esto significa que a bajos factores de potencia, los transformadores y cables de distribución pueden sobrecargarse y que las pérdidas en ellos se incrementarán (en proporción con el cuadrado de la corriente), afectandoa la red tanto en el alto como en el bajo voltaje.
La influencia que tiene el factor de potencia sobre el valor de la corriente demandada en el sistema, ocasiona pérdidas, entre las que destacan.
a) Aumento de las pérdidas por efecto Joule, las cuales son en función del cuadrado de la corriente. Estas pérdidas se manifestarán en:
b) Un aumento en la caída de voltajeresultando en un insuficiente suministro de potencia a las cargas (motores, lámparas, etc.); estas cargas sufren una reducción en su potencia de salida.
c) Incremento de la potencia aparente, con lo que se reduce la capacidad de carga instalada. Esto es importante en el caso de los transformadores de distribución.
d) Estas pérdidas afectan al productor y distribuidor deenergía eléctrica, por lo que como ya se dijo anteriormente se penaliza al usuario haciendo que pague más por su electricidad.
PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES
Los conductores se comportan como una resistencia pura; esto es, absorben potencia de acuerdo a la siguiente expresión:
P = R I2 donde: R es la resistencia del conductor expresada en Ohms
Lafigura siguiente muestra la reducción de las pérdidas en los cables en función de la mejora del factor de potencia; así vemos que una mejora del factor de potencia de 0.6 a 0.8 reduce las pérdidas en un 44%.
PÉRDIDAS EN UN TRANSFORMADOR
Las pérdidas en un transformador son de dos clases: Pérdidas en el entrehierro (núcleo) ypérdidas en el embobinado (cobre). En el Anexo A2 se presentan las curvas de comportamiento de dichas pérdidas para transformadores con pérdidas normales, bajas y extrabajas.
Las pérdidas en el núcleo corresponden aproximadamente a la potencia disipada en el transformador bajo condiciones sin carga. Las pérdidas en el cobre varían con el cuadrado de la corriente y están directamenterelacionadas con el factor de potencia.
Las pérdidas totales son iguales a las pérdidas en el núcleo más las pérdidas en el cobre a plena carga, corregidas por el índice de carga (la potencia a la carga dividida por la potencia a plena carga) al cuadrado. A continuación se presenta la fórmula para el cálculo de las pérdidas totales.
Ptot = PFe + PCu * [ kW / (F.P. * kVA) ]2POTENCIA APARENTE LIBERADA EN EL TRANSFORMADOR
La potencia que puede ser liberada del transformador corresponde a la potencia aparente, la cual está en función de un voltaje dado a la corriente máxima. Como la corriente está afectada directamente por el factor de potencia, entonces para liberar la máxima potencia aparente de un transformador, es necesario trabajar con un factor depotencia cercano a la unidad.
La potencia aparente extra aprovechable, mientras se mantiene la misma potencia activa puede ser expresado por:
KVA = kW * [ (1 / Cos ( 1) - (1 / Cos (2) ]
2. FACTOR DE POTENCIA EN MOTORES DE INDUCCIÓN
Además de la potencia activa que se convertirá en trabajo, el motor asíncrono también requiere potencia...
1. CAUSAS Y PROBLEMAS DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA
Para una potencia constante, la cantidad de corriente de la red se incrementará en la medida que el factor de potencia disminuya. Por ejemplo, con un factor de potencia igual a 0.5, la cantidad de corriente para la carga será dos veces la corriente útil, en cambio para un factor de potenciaigual a 0.9 la cantidad de corriente será 10% más alta que la corriente útil.
Corriente .vs. F.P.
Esto significa que a bajos factores de potencia, los transformadores y cables de distribución pueden sobrecargarse y que las pérdidas en ellos se incrementarán (en proporción con el cuadrado de la corriente), afectandoa la red tanto en el alto como en el bajo voltaje.
La influencia que tiene el factor de potencia sobre el valor de la corriente demandada en el sistema, ocasiona pérdidas, entre las que destacan.
a) Aumento de las pérdidas por efecto Joule, las cuales son en función del cuadrado de la corriente. Estas pérdidas se manifestarán en:
b) Un aumento en la caída de voltajeresultando en un insuficiente suministro de potencia a las cargas (motores, lámparas, etc.); estas cargas sufren una reducción en su potencia de salida.
c) Incremento de la potencia aparente, con lo que se reduce la capacidad de carga instalada. Esto es importante en el caso de los transformadores de distribución.
d) Estas pérdidas afectan al productor y distribuidor deenergía eléctrica, por lo que como ya se dijo anteriormente se penaliza al usuario haciendo que pague más por su electricidad.
PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES
Los conductores se comportan como una resistencia pura; esto es, absorben potencia de acuerdo a la siguiente expresión:
P = R I2 donde: R es la resistencia del conductor expresada en Ohms
Lafigura siguiente muestra la reducción de las pérdidas en los cables en función de la mejora del factor de potencia; así vemos que una mejora del factor de potencia de 0.6 a 0.8 reduce las pérdidas en un 44%.
PÉRDIDAS EN UN TRANSFORMADOR
Las pérdidas en un transformador son de dos clases: Pérdidas en el entrehierro (núcleo) ypérdidas en el embobinado (cobre). En el Anexo A2 se presentan las curvas de comportamiento de dichas pérdidas para transformadores con pérdidas normales, bajas y extrabajas.
Las pérdidas en el núcleo corresponden aproximadamente a la potencia disipada en el transformador bajo condiciones sin carga. Las pérdidas en el cobre varían con el cuadrado de la corriente y están directamenterelacionadas con el factor de potencia.
Las pérdidas totales son iguales a las pérdidas en el núcleo más las pérdidas en el cobre a plena carga, corregidas por el índice de carga (la potencia a la carga dividida por la potencia a plena carga) al cuadrado. A continuación se presenta la fórmula para el cálculo de las pérdidas totales.
Ptot = PFe + PCu * [ kW / (F.P. * kVA) ]2POTENCIA APARENTE LIBERADA EN EL TRANSFORMADOR
La potencia que puede ser liberada del transformador corresponde a la potencia aparente, la cual está en función de un voltaje dado a la corriente máxima. Como la corriente está afectada directamente por el factor de potencia, entonces para liberar la máxima potencia aparente de un transformador, es necesario trabajar con un factor depotencia cercano a la unidad.
La potencia aparente extra aprovechable, mientras se mantiene la misma potencia activa puede ser expresado por:
KVA = kW * [ (1 / Cos ( 1) - (1 / Cos (2) ]
2. FACTOR DE POTENCIA EN MOTORES DE INDUCCIÓN
Además de la potencia activa que se convertirá en trabajo, el motor asíncrono también requiere potencia...
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