Corriente Monofásica y Bifásica, Cálculo de Calibres Corrección del Factor de Potencia C.R. Zamora, Autor, ESPOCH
Resumen— Resumen— El objetivo de esta investigación es describir brevemente los sistemas de generación y distribución de corriente monofásico y bifásico con sus respectivas características e identificar las diferencias que existen los cálculos de calibres efectuados en sistemas monofásicos y bifásicos. Índice de condensador
términos—monofásica, términos—monofásica,
bifásica,
calibres,
Abstract Abstract- The objective of this research is to briefly describe the systems of generation and distribution of single-phase and two-phase current with their respective characteristics characteristics and to identify the differences that exist in caliber calculations carried out in single-phase and two-phase systems. Key words -monophasic, biphasic, calibers, capacitor
Fig1. Sistema de corriente bifásico.
I. INTRODUCCION describirá brevemente los STE trabajo investigativo sistemas monofásicos y bifásicos aclarando algunas malas interpretaciones comunes. Y se explicara la metodología utilizada para el cálculo de calibres para cada sistema
E
II. CORRIENTE BIFASICA Un Sistema con corriente bifásica propiamente dicha está formado por dos fases desfasadas comúnmente a 90°. Están generados por un alternador compuesto por dos bobinas separadas desfasadas geométricamente 90°. Esta forma de de distribuir la electricidad era muy utilizada para circuitos de potencia hace mucho tiempo.
III. SISTEMAS MONOFASICOS Son sistemas de generación y distribución de corriente alterna que se caracterizan por presentar una sola fase o corriente que varía en magnitud en el tiempo, este tipo de sistemas son utilizados a nivel doméstico y en pequeños negocios no industriales. La razón por la cual no es ocupado en las grande industrias es debido a que un motor en un sistema monofásico requiere más energía para desarrolla potencia, lo cual limita las l as aplicaciones a nivel industrial.
Actualmente no se utiliza sistemas bifásicos en su lugar se utilizan los sistemas trifásicos. Sin embargo este término suele ser utilizado cuando se refiere a corrientes monofásicas a dos fases y un neutro. De estos sistemas hablaremos en este texto.
Fig. Voltaje de un sistema de corriente monofásico.
IV. CALCULO DE CALIBRES PARA SISTEMAS MONOFASICOS Para de terminar el calibre de un conductor es necesario conocer la carga que se va aconectar la tension a la que trabaja la linea y el material del conductor seleccionado . Debemos tomar en cuenta que cuando hablamos de un sistemas monofasico a una fase y neutro (monofasico bifilar) el voltaje que tendremos sera de 120V. mientras que en un sistema de dos fases y neutro (bifasico trifilar) tentramos una tension elecrica de 220V. Calculamos la potencia que soportara la linea. Φ
Calculamos la caida de tension 2 ΦP/U
Donde: U: Caida de tension de linea
R: resistencia de linea en ohmnios X: reactancia de la linea en ohmnios P: potencia transportada por la linea en vatios U: tension de linea Calculo de seccion
Fig3. Calibres y secciones de conductores
Donde: S: Seccion Calculada para la tension máxima C: incremento de la resistencia en altena .ρ: resistividad del conductor P: potencia activa L:longitud de la linea U: tension de linea U: Caida de tension de linea
V. EJEMPLO DE CALCULO DE CALIBRES Calcular el calibre de un conductor para un motor cuya potencia es 5,8 kW con un cosΦ = 0,7 y una eficiencia n=1. Este motor está conectado a una red de 220 voltios a 60 Hz. L=500m y el conductor es de cobre
Fig4. Esquema
Potencia Eléctrica nominal 5,8
Potencia real
5,8
Intensidad de Corriente ! " " Φ
! " Φ
5,8 22# " #
%$ &%,''(
Caída de Tensión Permitida en la línea &) * * 5) Fig 2. Triangulo de Potencia
Calculamos la potencia reactiva
22#! " 5) !
6Φ " P 635$5%& " 58## 5,+79:
Resistencia de línea
! &%,''(
#$2+2
1$$2 ;<= Φ2 #$+5
Sección
Calculamos el ángulo Φ2 para el factor de potencia buscado
2 " -.
2"5##"#,#%2 #$2+2
Φ2 8$+4 58$+//02
Calculamos la potencia reactiva para el ángulo Φ2
Para la sección obtenida, según la tabla de calibres y secciones de conductores de ELECTROCABLES. Podemos utilizar un calibre AWG de 2/0 VI. CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA Un motor conectado a una red de 220 voltios a 60 Hz consume una potencia activa de 5,8 kW con factor de potencia de 0,7 y corriente en retraso. Calcular la capacitancia necesaria para obtener un factor de potencia de 0,95
2 6Φ2"P2 6>2
2
2 68,+4 " 58## ,+79:
Hallamos la diferencia entre la potencia reactiva hallada y la deseada ? @ 2 5,+ @ ,+ 3!(A
Calculamos la capacitancia
-
? "C
!B
C 2D " E 2D " '#FG &%',+ AH -
22#B
3 2+I1 " &%',+
Fig 4. Esquema del circuito
Calculamos Φ1
1$$ Φ #$% Φ 35,5%&4
VII. CONCLUSIONES Para el cálculo de calibres de conductores es importante tomar en cuenta con qué tipo de sistema estamos trabajando para usar las formulas apropiadas y realizar correctamente los cálculos. La corrección del factor de potencia nos permite reducir los calibres del conductor porque reducimos la corriente que atraviesa el conductor. En muchos casos instalar un banco de
condensadores trae ahorros en los gastos de consumo eléctrico y una reducción de las mulas. Sin embargo siempre en a practica antes de instalar un banco de condensadores debemos realizar un análisis del costo y beneficios que traerá dicho banco y con esos resultados tomar la decisión de instalarlo o no. VIII. REFERENCIAS
[1] MIBISTERIO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA, Guía técnica de aplicación cálculos de las caídas de tensión (2017). F2i2.net. Retrieved 18 December 2017, from http://www.f2i2.net/documentos/lsi/rbt/gu [2] SELECCIÓN Y CÁLCULO DE CALIBRES. (2018). Scribd. Retrieved 7 January 2018, from https://es.scribd.com/doc/25409060/Seleccion-ycalculo-de-Calibres [3] NTE INEN 2114: Transform adores monofásicos. Valores de corriente sin carga, pérdidas y voltaje de cortocircuito. (2017). Archive.org. Retrieved 18 December 2017, from https://archive.org/stream/ec.nte.2114.2004#page/n7/mode/2up
