FACTOR DE POTENCIA-CORRECION DE FACTOR DE POTENCIA

TERCER LABORATORIO

FACTOR DE POTENCIA-CORRECION DE FACTOR DE POTENCIA

Walter Yesid Ramírez Cristiano

Diego Fernando Silva

Carlo Andrés Torres

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Duitama, Boyacá

Resumen—Se determina factor de potencia al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente que es coincidente con el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente cuando la forma de onda es sinusoidal pura. En una instalación eléctrica, los elementos que la componen pueden actuar como consumidores, donde es posible y a menudo se ajusta el factor de potencia de un sistema ya mencionado se da un valor muy próximo a la unidad. Esta práctica mencionada es mejor conocida como Corrección del Factor de Potencia y se realiza a través de las conexiones de conmutadores.

Palabras clave: Factor de potencia, corrección de factor de potencia, potencia aparente, potencia útil, potencia reactiva, corrección de factor de potencia.

Abstract—Power factor to the ratio between active power and apparent power coincides with the cosine of the angle between the voltage and current is determined when the waveform is purely sinusoidal. In an electrical installation, the elements that compose it can act as consumers, where it is possible and often the power factor of an aforementioned system adjusts a value close to the unit is given. This practice is best known as mentioned Power Factor Correction and is performed through switches connections.

Keywords: Power factor correction power factor, apparent power, effective power, reactive power, power factor correction.

1. INTRODUCCION

La realización de este trabajo tiene como por objeto ampliar los conceptos y determinar el factor de potencia y corrección del factor de potencia de un circuito de corriente alterna, sabiendo que el factor de potencia es la relación entre potencia activa y potencia aparente,

también si el factor de Potencia=1 en cargas puramente resistivas y en elementos inductivos y capacitivos ideales sin resistencia Factor de Potencia=0. De manera invertida, lo que no produce un efecto adverso produce una ventaja; por lo tanto, el corregir el factor de potencia a niveles más altos nos da como consecuencia un menor costo de energía eléctrica donde podemos aprovechar para un aumento considerable en la capacidad del sistema.

1. MARCO TEORICO

FACTOR DE POTENCIA: Se define el factor de potencia como

[pic 1]

Donde Φ es el ángulo entre la potencia activa P y el valor absoluto de la aparente S. Si las ondas de voltaje y corriente son puramente senoidales entonces [pic 2]. Φv es el ángulo del voltaje. Φi es el ángulo de la corriente.
El Factor de Potencia (FP) es la relación entre las Potencias Activa (P) y Aparente (S). Si la onda de corriente alterna es perfectamente senoidal, FP y Cosφ coinciden.

Si la onda no fuese perfecta S no estaría únicamente compuesta por P y Q, sino que aparecería una tercera componente suma de todas las potencias que genera la distorsión. A esta componente de distorsión le llamaremos D. Supongamos que en la instalación hay una Tasa de Distorsión Armónica (THD) alta y debido a que hay corrientes armónicas. Estas corrientes armónicas, junto con la tensión a la que está sometido el conductor por el fluyen da como resultado una potencia, que si fuese ésta la única distorsión en la instalación, su valor se correspondería con el total de las distorsiones D. El Cosφ (Coseno de φ) no es más que el coseno del ángulo φ que forman la potencia activa (P) y la aparente (S) en el triángulo de potencias tradicional. Si las corrientes y tensiones son perfectamente senoidales se tiene la figura 1 y por lo tanto:

[pic 3]

[pic 4]

Resultando que el f.d.p es el coseno del ángulo que forman los fasores de la corriente y la tensión. En este caso se puede observar que cos ([pic 5] como una medida de la habilidad del elemento Z para absorber potencia activa. Para una resistencia: [pic 6]. Para una inductancia y condensador: [pic 7]

Se dice que:

• Un factor de potencia adelantado significa que la corriente se adelanta con respecto a la tensión, lo que implica carga capacitiva. Potencia reactiva negativa.
• Un factor de potencia atrasado significa que la corriente se retrasa con respecto a la tensión, lo que implica carga inductiva. Potencia reactiva positiva. 

El dispositivo utilizado para medir el f.d.p. se denomina cosímetro.

CORRECION DEL FACTOR DE POTENCIA: La corrección del Factor de potencia se realiza mediante la conexión a través de conmutadores, sobre todo automáticos, de bancos de condensadores o de inductancias, según sea el caso el tipo de cargas que tenga la instalación. Para mostrar un ejemplo claro el efecto inductivo de las cargas de motores puede ser corregido localmente mediante la conexión de condensadores. En determinadas ocasiones pueden instalarse motores síncronos con los que se puede inyectar potencia capacitiva o reactiva con tan solo variar la corriente de excitación del motor.

Las pérdidas de energía en las líneas de transporte de energía eléctrica aumentan con el incremento de la intensidad. Como se ha comprobado, cuanto más bajo sea el f.d.p. de una carga, se requiere más corriente para conseguir la misma cantidad de energía útil. Por tanto, como ya se ha comentado, las compañías suministradoras de electricidad, para conseguir una mayor eficiencia de su red, requieren que los usuarios, especialmente aquellos que utilizan grandes potencias, mantengan los factores de potencia de sus respectivas cargas dentro de límites especificados, estando sujetos, de lo contrario, a pagos adicionales por energía reactiva. La mejora del factor de potencia debe ser realizada de una forma cuidadosa con objeto de mantenerlo lo más alto posible. Es por ello que en los casos de grandes variaciones en la composición de la carga es preferible que la corrección se realice por medios automáticos. Supongamos una instalación de tipo inductivo cuyas potencias P, Q y S forma el triángulo de la figura 1. Si se desea mejora el cosφ a otro mejor cosφ', sin variar la potencia activa P, se deberán conectar un banco de condensadores en paralelo a la entrada de la instalación para generar una potencia reactiva Qc de signo contrario al de Q, para así obtener una potencia reactiva final Qf. Analíticamente:

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