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Cabudare, Mayo de 2011

Asignación III

Maille Altuve Factor Potencia

Circuitos Electrónicos II

Ing. En Telecomunicaciones

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CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEECCTTRRIICCOOSS IIII

Cabudare, Mayo 2011

Asignación III

Maille Altuve Factor Potencia

Circuitos Electrónicos II

Ing. En Telecomunicaciones

Antes de estudiar la importancia que tiene el factor potencia, es necesario

primeramente saber que es, entonces se dice que el FP, es un indicador del

correcto aprovechamiento de la energía eléctrica y toma valores entre 0 y 1,

lo que significa que para cada numero señalara si el aprovechamiento es

excelente (1) o si es muy malo (0).

Por consiguiente, la importancia del FP, se centra en que con un buen

factor potencia toda la energía entregada es consumida por la carga, por lo

tanto convertida en trabajo, lo que quiere decir, que de esta manera las

corrientes no se distorsionan lo que conlleva que la contaminación armónica

en la red es mínima, además en un buen factor potencia, no hay disipación

de potencia en las redes de distribución de energía, por lo tanto no hay caída

de voltaje en la red ni sobrecalentamiento de cargas eléctricas.

Consecuencias de un Bajo Factor de Potencia

Sucede pues que, cuando el Factor de Potencia sea inferior a 0,95, implica

que los artefactos tienen elevados consumos de energía reactiva respecto a

la energía activa, produciéndose una circulación extrema de corriente

eléctrica en sus instalaciones y en las redes de la empresa eléctrica

distribuidora, lo que conlleva a presentar las siguientes consecuencias:

Provoca daños por efecto de sobrecargas saturándolas.

Aumentan las pérdidas por recalentamiento.

Aumenta la potencia aparente entregada por el transformador para

igual potencia activa utilizada.

Además, produce alteraciones en las regulaciones de la calidad técnica

del suministro (variaciones de tensión), con lo cual empeora el

Asignación III

Maille Altuve Factor Potencia

Circuitos Electrónicos II

Ing. En Telecomunicaciones

rendimiento y funcionamiento de los artefactos y quita capacidad

suficiente de respuesta de los controles de seguridad como ser

interruptores, fusibles, etc. Lo cual empeora el rendimiento y

funcionamiento de los artefactos, además quita capacidad suficiente

de respuesta de los controles de seguridad (fusiles, interruptores, etc.)

Por otra parte, los correctores del factor potencia son circuitos utilizados

para obtener un alto FP en las líneas de tensión de una red eléctrica, esto

trae como consecuencia una baja distorsión armónica de corriente, niveles

bajos de interferencia electromagnética, alta eficiencia y mayor utilización de

la potencia disponible, ahora bien; los CFP se dividen en dos:

Corrector del factor de potencia pasivos: este tipo de corrector utiliza

únicamente componentes pasivos como lo son los inductores y los

capacitadores, ahora bien cuando las cargas son inductivas (bobinas,

transformadores) se utilizan banco de capacitores, lo cuales son arreglos de

de capacitores en paralelos que se conectan a la línea. Para el caso de cargas

capacitivas (baterías, condensadores o cables largos) se utilizan inductores

para corregir el FP conectándose a la línea de tensión.

Corrector del factor de potencia activos: se compone principalmente

de transistores, diodos, driver, microcontroladores, inductores y capacitores;

pero los principales son los reductores, elevadores y reductores - elevadores

Para solucionar esta problemática se debe tener en cuenta que los

excesivos consumos de energía reactiva pueden ser compensados con

capacitadores, estos elementos eléctricos instalados correctamente y con el

valor adecuado, compensan la energía reactiva necesaria requerida por la

instalación interior, elevando el Factor de Potencia por sobre los valores

exigidos.

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Maille Altuve Factor Potencia

Circuitos Electrónicos II

Ing. En Telecomunicaciones

Entonces significa que para el uso racional de la energía, es prioritaria la

corrección del Factor de Potencia. El mantenimiento de valores controlados

del Factor de Potencia redundará en su beneficio y en el de nuestra Empresa,

ya que:

Aumentará la vida útil de la instalación.

Evitará la penalización en la facturación.

Mejorará la calidad del producto técnico del suministro que recibe el

Cliente.

Mejorará la regulación de la tensión del suministro.

Reducirá las pérdidas por recalentamiento en líneas y elementos de

distribución.

Ejercicios:

1. En un circuito de Ohmios y al que se le aplica un

fasor tensión , corregir el factor de potencia al

valor 0,9 en retraso, utilizando condensadores en paralelo.

Hallar el valor de la potencia S después de introducir la

corrección y la potencia reactiva de los condensadores

necesarios para obtener dicha corrección.

Solución:

Se representa el triangulo de potencia,

Asignación III

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Ing. En Telecomunicaciones

P 1200

S 2000Q 1600

S’

θ

En este caso , de donde

Ahora bien

Potencia reactiva del condensador,

P 1200

S 2

000

Q 1600

En retraso

S’

Θ’Q 585

En retraso

Q1015

En

Adelanto

Como P no varía la energía activa permanece constante después de la

corrección, sin embargo el valor de S se reduce de 2000VA a 1333VA.

2. Se tiene un motor trifásico de 20 kW operando a 440 V, con

un factor de potencia de 0.7, si la energía se entrega a

través de un alimentador con una resistencia total de 0.166

Ohmios calcular:

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Circuitos Electrónicos II

Ing. En Telecomunicaciones

a. La potencia aparente y el consumo de corriente

b. Las pérdidas en el cable alimentador

c. La potencia en kVAR del capacitor que es necesario para corregir el

F.P. a 0.9

d. Repetir los incisos a) y b) para el nuevo factor de potencia

e. La energía anual ahorrada en el alimentador si el motor opera 600

h/mes

Solución

a) La corriente y la potencia aparente

b) Las pérdidas en el alimentador

c) Los kVAR del capacitor el valor actual del FP y el valor deseado:

d.1) La corriente y la potencia aparente

d.2) Las pérdidas en el alimentador

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Ing. En Telecomunicaciones

e) Energía anual ahorrada

La reducción de las pérdidas:

• La energía ahorrada al año:

• Considerando a $ 0.122 por kWh, se tienen $ 242.88 de ahorro

tan sólo en el alimentador