ELECTROTECNIA -08

7/30/2019 ELECTROTECNIA -08

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Rama, Ferreira & Díaz - ITS - 4ºIT7 Página 1

Practica Nº8 – ELECTROTECNIACorrección del Factor de Potencia

1. Informe: Corrección de factor de potencia. Utilizar un

motor de 10 Hp.a. Conectar un motor trifásico.b. Determinar la potencia activa (P), reactiva (QL), aparente (S) yfactor de potencia (FP) del mismo mediante medición de energía y/opotencias, corriente y tensión.Nota: Utilizar transformadores de intensidad de ser necesario.c. Determinar la batería de condensadores (QC en kVAR) necesariapara corregir el factor de potencia al valor admitido por UTE (FP ³0,92).d. Ensayar las baterías de condensadores disponibles en elLaboratorio para determinar la potencia de las mismas. Estudiar como se deben conectar para conseguir corregir el factor depotencia a un valor comprendido entre 0,92 y 1.

e. Conectar la batería de condensadores al motor y repetir lasmediciones observando los resultados.f. Realizar los diagramas fasoriales correspondientes.

2. Marco Teórico:

Naturaleza de la energía reactivaCualquier máquina eléctrica (motor, transformador...) alimentado en corriente alterna, consumedos tipos de energía: – la energía activa corresponde a la potencia activa P medida en kW se transformaintegralmente en energía mecánica (trabajo) y calor (pérdidas), – la energía reactiva corresponde a la potencia reactiva Q medida en kVAr; sirve para

alimentar circuitos magnéticos en máquinas eléctricas y es necesaria para su funcionamiento.Es suministrada por la red o, preferentemente, por condensadores previstos para ello.La red de distribución suministra la energía aparente que corresponde a la potencia aparenteS, medida en kVA. La energía aparente se compone vectorialmente de los 2 tipos de energía:activa y reactiva.

Consumidores de energía reactivaEl consumo de energía reactiva varía según los receptores.La proporción de energía reactiva con relación a la activa varía del: 65 al 75 % para los motoresasíncronos, y del 5 al 10 % para los transformadores.Por otra parte, las inductancias (balastos de tubos fluorescentes), los convertidores estáticos(rectificadores) consumen también energía reactiva

Factor de potencia

El factor de potencia F de la instalación es el cociente de la potencia activa (kW) consumida por la instalación entre la potencia aparente (kVA) suministrada a la instalación.Su valor está comprendido entre 0 y 1. Con frecuencia, el cos tiene el mismo valor. Dehecho, es el factor de potencia de la componente a frecuencia industrial (50 Hz) de la energíasuministrada por la red. Por lo tanto, el cos no toma en cuenta la potencia transportada por los armónicos. En la práctica, se tiende a hablar del cos .Un factor de potencia próximo a 1 indica un consumo de energía reactiva poco importante yoptimiza el funcionamiento de una instalación.El factor de potencia (F) es la proporción de potencia activa frente la potencia aparente.Cuanto más próximo a 1 está, mejor es.FP = P(kW) / S (kVA) ; Siendo “P” potencia activa, y “S” potencia aparen te.




Practica Nº8 – ELECTROTECNIA

Corrección del Factor de Potencia

Factor de potencia de los receptores más usuales

Ventajas de la compensación de la energía reactiva

Aumento de la potencia disponible: Un factor de potencia elevado optimiza los componentesde una instalación eléctrica mejorando su rendimiento eléctrico.La instalación de condensadores reduce el consumo de energía reactiva entre la fuente y losreceptores.Los condensadores proporcionan la energía reactiva descargando a la instalación desde elpunto de conexión de los condensadores aguas arriba.Como consecuencia es posible aumentar la potencia disponible en el secundario de un

transformador MT/BT, instalando en la parte de baja un equipo de corrección del factor depotencia.

Reducción de la sección de conductores: La instalaciónde un equipo de corrección del factor de potencia en unainstalación permite reducir la sección de los conductores anivel de proyecto, ya que para una misma potencia activala intensidad resultante de la instalación compensada esmenor. La tabla de la figura muestra el coeficientemultiplicador de la sección del conductor en función delcos ϕ de la instalación.

Disminución de las pérdidas: La instalación de condensadores permite la reducción de pérdidas por efecto Joule(calentamiento) en los conductores y transformadores.Estas pérdidas son contabilizadas como energía consumida (kWh) en el contador.Dichas pérdidas son proporcionales a la intensidad elevada al cuadrado.ejemplo: La reducción de pérdidas en un transformador de 630 kVA, Pcu = 6.500 W con uncos ϕ inicial de 0,7. Si se compensa hasta cos ϕ final = 0,98, las nuevas pérdidas pasan a ser de: 3.316 W.

Reducción de las caídas de tensión: La instalación de condensadores permite la reducciónde las caídas de tensión aguas arriba del punto de conexión del equipo de compensación.






COMPENSACION EN MOTORES:

La compensación fija de motores asíncronos

La intensidad reactiva que absorbe un motor asíncrono es prácticamente constante y tiene unvalor aproximado del 90 % de la intensidad en vacío. por esta razón cuando un motor trabajaen bajos regímenes de carga, el cos ϕ es muy bajo debido a que el consumo de kW espequeño, asimismo, las características constructivas del mismo, tales como potencia, númerode polos, velocidad, frecuencia y tensión, influyen en el consumo de kVAr

Después de realizar la compensación fija de un motor, la intensidad eficaz consumida por elconjunto motor-condensador es más baja que antes. En consecuencia, se deberán reajustar las protecciones del motor según la siguiente relación:Factor de reducción = cos ϕ inicial

cos ϕ final AUTOEXITACIÓNCuando un motor acciona una carga de gran inercia el motor

sigue girando despuésde cortarle la alimentación (a no ser que se le frenedeliberadamente) debido a la inercia de la carga. Cuando serealiza la compensación directa en bornes del motor, segenera un flujo de corrientes capacitivas a través del estator que producen un campo magnético rotatorio en el rotor queactúa a lo largo del mismo eje y en la misma dirección que elcampo magnético decreciente, en consecuencia el flujo delrotor aumenta, las corrientes del estator aumentan y latensión en los terminales del motor aumenta, pasando por lotanto a funcionar como generador asíncrono. Este fenómenose conoce como la autoexcitación.Cómo evitar la autoexcitación: El fenómeno de la

autoexcitación puede evitarse limitando la potencia de los condensadores fijos instalados en bornes del motor, de talmanera que la intensidad reactiva suministrada sea inferior a la necesaria para provocarla,haciendo que el valor de la intensidad de los condensadores sea inferior al valor de laintensidad en vacío del motor. El valor máximo de potencia reactiva a instalar se calculará de la siguiente forma: QM ≤ 0,9 3 I0 3 Un 3 3donde: QM = potencia fija máxima a instalar (VAr)

I0 = intensidad en vacío del motor Un = tensión nominal (V)

Otra manera para evitar las autoexcitaciones la compensación fija accionada por contactor.

Compensación fija accionada por contactor

Este sistema permite evitar el riesgo de sobreexcitación de losmotores, compensando por lo tanto la totalidad de la potenciareactiva necesaria.La instalación se debe realizar siempre aguas arriba deldispositivo de mando y protección del motor. El contactor delcondensador deberá ir enclavado con el dispositivo deprotección del motor de manera que cuando el motor sea obien desconectado, o bien provocada la apertura de sudispositivo de protección, el condensador debe quedar fuerade servicio.






3. Esquema de Conexiones para Medición

4. Mediciones*:

P = 750W

V = 225V

I = 12A

*Por no haber realizado esta práctica se utilizan los datos de medición proporcionados para laprueba teórica.






5. Cálculos:

6. Esquema de Potencia con los Condensadores:

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