FIUBA 85.02 ElectrotecniaTrabajo Prctico N3Curso 2015

FACULTADDE INGENIERIAUniversidad de Buenos Aires

Departamento de Electrotecnia

65.01/85.02 ELECTROTECNIA TRABAJO PRCTICO N 3CORRECCIN DE FACTOR DE POTENCIA

1er CUATRIMESTRE 2015.Integrantes:PadrnNombre

96603Piriz Lira Gonzalo Nicols

95528Flores Leonardo

96052Romero German

95483Madrid Daniel

Responsable:Aprobado

Piriz Lira Gonzalo Nicols

Copia de:Aprobado:

Coordinadores: Jorge R. Scheinbaum y Daniel Montes

ContenidoObjetivos:3Resumen:3Introduccin:4Procedimiento:4Resultados:5Conclusiones:7Anexo:8

Objetivos: Mediante un circuito serie R-L (Resistivo Inductivo), determinar los parmetros del mismo luego de realizar una correccin de factor de potencia, en 4 etapas, mediante 4 capacitores distintos. Relevar la corriente circulante en funcin de los capacitores conectados, mediante un diagrama fasorial. Volcar conocimientos tericos desarrollados en clase al rea prctica.Resumen:Se realizara el armado de un circuito R-L, alimentado con una tensin senoidal; En el cual se relavaran parmetros del circuito (Tensiones, corriente y potencia activa) mediante: voltmetro, ampermetro y wattmetro. Se realizara una correccin de factor de potencia mediante 4 capacitores en derivacin, en sucesivas etapas, y nuevamente se relevaran los parmetros del circuito. Para luego realizar el clculo del nuevo factor de potencia.

Instrumentos utilizados:TipoMarcaAlcances

AmpermetroProtomax1A - 1 Div

VoltmetroProtomax150V - 50 Div

VatmetroGossen100 V 100 Div

1,25A

Autotransformador de salida variableVariatron0 - 250 V

Imx= 12 A

Elemento a utilizar en el circuito: Inductor con ncleo de hierro macizo (posee resistencia en el bobinado) 2 bancos de capacitores de alcance 1-22 4 llaves de un punto

Introduccin:En una instalacin elctrica, los elementos que la componen utilizan la potencia elctrica (activa) de la red como fuente de energa de alimentacin, o como conversor en otra forma de energa (lmparas o estufas elctricas) o en trabajo til (motores elctricos). Para que esto ocurra, generalmente es necesario que el elemento del circuito intercambie con la red (con consumo neto nulo) energa reactiva principalmente de tipo inductivo. Esta energa, incluso si no se convierte inmediatamente en otras formas, contribuye a incrementar la potencia aparente que transita en la red, desde los generadores, a lo largo de todas las lneas elctricas, hasta los elementos que la utilizan. Para atenuar este efecto negativo es necesaria la correccin del factor de potencia en las instalaciones elctricas.La correccin, mediante el uso de bateras de capacitores para generar la energa reactiva necesaria para la transferencia de potencia til, permite una gestin tcnico-econmica mejor y ms racional de las instalaciones.El factor de potencia entre otras definiciones es la relacin entre la potencia activa y la potencia aparente y describe la relacin entre el trabajo real consumido y la energa total que entrega la red. El mismo se puede definir por la siguiente formula: Siendo: P= potencia activa S= potencia aparenteEn trminos generales el factor de potencia expresa el desfase entre la tensin aplicada y la corriente entregada por la fuente, y se utiliza como indicador del aprovechamiento de la energa elctrica.

Procedimiento:Consideremos le siguiente circuito, alimentado por una tensin senoidal pura:

Siendo:ElementoDefinicin

Autotransformador

Ampermetro

Wattmetro

Voltmetro

Capacitor

Inductancia

resistencia

Dicho modelo de circuito es el que se utilizara a lo largo de la prctica.

Pasos a seguir:

1. Se conecta en serie el bobinado con ncleo de hierro macizo al autotransformador, con una determinada resistencia e inductancia propias y en paralelo con capacitores los cuales estarn con sus llaves correspondientes abiertas2. Se conectan wattmetro, voltmetro y ampermetro segn el circuito indicado anteriormente3. Conectamos el autotransformador a la tensin de la red que en este caso ser 220V- 50 Hz4. Reducimos la tensin con el mismo hasta 76,5 V, censando esta misma mediante el voltmetro.5. Se realizan las mediciones de los parmetros del circuito: corriente y tensin.6. luego se calcula la potencia aparente: 7. Se lee la potencia activa en el wattmetro y se calcula el factor de potencia: 8. Se deber calcular la potencia reactiva necesaria para llevar el factor de potencia a 3 casos especficos: 0.85, 1 y sobrecompensacin. Esto se realizara conectando los capacitores necesarios (Cerrando las llaves necesarias). Dicha capacidad se calcula como:

Siendo: C: Capacidad total a conectarP: Potencia medida por el wattmetro : Angulo de desfasaje entre tensin y corriente sin corregir : Angulo de desfasaje entre tension y corriente con correccin (deseado) : Pulsacin de la red : Tensin medida por el voltmetro 9. Como la capacidad elctrica de los capacitores conectados en paralelo se suman, buscaremos la combinacin de los capacitores que disponemos para dicha causa.

Resultados:Realizamos la primera medicin sin ningn capacitor conectado:Ampermetro: 0.65 AVoltmetro: 76.5 VWattmetro: 31.87 WRealizamos los clculos pertinentes a buscar el factor de potencia del circuito:

Buscamos los valores necesarios de capacidad para llevar el factor de potencia a: 0.85, 0.92, 1 y sobrecompensacin (0.85 capacitivo):Caso 1: (resistivo inductivo)

Caso 2: (resistivo inductivo)

Caso 3: (resistivo)

Caso 4: (resistivo-capacitivo)

CapacidadAmpermetro

kmedicin

unidades/divisindivisionesA

00.6510.65

100.4510.49

160.4910.45

210.410.4

290.4910.45

CapacidadVoltmetro

kmedicin

unidades/divisindivisionesV

025.5376.5

1025.5376.5

1625.5376.5

2125.5376.5

2925.5376.5

CapacidadWattmetro

kmedicin

unidades/divisindivisionesW

025.51.2531.87

1025.51.2531.87

1625.51.2531.87

2125.51.2531.87

2925.51.2531.87

Capacidad

observacionesFactor de potenciaCarcter del circuito

0Inductor con ncleo macizo0.64Resistivo - inductivo

10-0.85Resistivo - inductivo

16-0.92Resistivo - inductivo

21-1resistivo

29-0.85Resistivo - Capacitivo

Conclusiones:La correccin del factor del factor de potencia en los distintos circuitos de una red es un aspecto a considerar desde el punto de vista econmico, tanto del proveedor de energa elctrica como del consumidor. Esto se debe a que este fenmeno ocasiona corrientes que no son tiles para producir potencia activa en los conductores, lo cual es una energa que la empresa proveedora no puede cobrar y ocasiona gastos por la produccin de la misma; Esto mismo produce un gasto en el bolsillo del cliente debido a multas que la empresa distribuidora impone por este tipo de fenmenos. Este es uno de los aspectos a considerar entre otros como:1. Uso optimizado de mquinas elctricas: Reduciendo su potencia de trabajo a una ms cercana a la nominal2. Uso optimizado de las lneas elctricas: Como se reduce la corriente circulante por ellas se puede elegir conductores de menor seccin para su dimensionamiento3. Reduccin de las prdidas por efecto Joule en los conductores: Como dichas prdidas son originadas por la resistencia del mismo y el cuadrado de la corriente circulante; Dichas prdidas se reducen considerablemente.4. Reduccin de las cadas de tensin en lneas de distribucin.

Por lo cual es importante la correccin de factor de potencia en los circuitos de una red

Anexo:Fasoriales del circuito para cada caso:Caso 0: C=0

Caso 1: C=10

Caso 2: C=16

Caso 3: C=21

Caso 4: C=29

TP N 3 Correccin de Factor de potenciaHoja 5