LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS II
INFORME N° 010– 2012- L. M.E-II – CAPIME – J
DEL ALUMNO
: MAMANI QUISPE EDGAR
AL
: ING. ELMER RODRIGO AQUINO LARICO
ASUNTO
: INFORME DE LABORATORIO COMPENSACIÓN COMPENSACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA
FECHA
: 02 DE JULIO DEL 2012
Tengo a bien Informarle a Ud. Las Pruebas realizadas en el Laboratorio el día lunes 18 de junio del presente presente año y que a continuación detallo paso a paso. paso.
Juliaca 02 de Julio del 2012.
MAMANI QUISPE EDGAR ALUMNO DE LA CAPIME
1. TITULO
LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS II
Compensación del Factor de Potencia
2. OBJETIVO -
Realizar el diagrama de conexiones
-
Calcular el banco de condensador adecuado
-
Acoplamiento del banco de condensadores
3. MATERIAL UTILIZADO
Modulo de maquinas Eléctricas LEYBOLD (Motor de Inducción Trifásica Rotor Jaula de Ardilla)
01 Fuente regulable de tensión
01 Voltímetro de 0-750v
01 Pinza amperimétrica
Conductores y conectores
Tacómetro
4. MARCO TEÓRICO Influencia del tipo de cargas. El valor del f.d.p. viene determinado por el tipo de cargas conectadas en una instalación. De acuerdo con su definición, e factor de potencia es adimencinal y solamente puede tomar valores entre 0 y 1 (cos(φ)). En un circuito resistivo puro recorrido por una corriente alterna, la intensidad y la tensión están en fase (φ=0), esto es, cambian de polaridad en el mismo instante en cada siclo, siendo por lo tanto el factor de potencia es 1. Por otro lado, en un circuito reactivo puro, la intensidad y la tensión están en cuadratura (φ=90º) siendo el valor de f.d.p. igual a cero, y si es un circuito inductivo φ=0. En realidad los circuitos no pueden ser puramente resistivos ni reactivos, observándose desfases, masomenos significativos, entre las formas de onda de la corriente y la tensión. Así, cuando el f.d.p. esta cercano a la unidad, se dirá que es un circuito fuertemente resistivo por lo que su f.d.p. es alto, mientras cuando esta cercano a cero se dirá fuertemente reactivo y su f.d.p. es bajo. Cuando el circuito sea de carácter inductivo, caso más común, se hablara de un f.d.p. en atraso, mientras que se dice en adelanto cuando lo es de carácter capacitivo.
Regla nemotecnia. Si se representa a la letra L a la inducción eléctrica, por la letra U a la tensión eléctrica y por la letra C a la capacidad eléctrica, se puede utilizar la siguiente regla para recordar fácilmente cuando la corriente (I) atrasa o adelanta a la tensión (U) según el tipo de circuito eléctrico que se tenga, inductivo (L) o
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capacitivo (C). LUIS, se observa que la corriente (I) atrasa a la tensión (U) en un circuito inductivo (L). CIUDAD, se puede observar que la corriente (I) adelanta a la tensión (U) en un circuito capacitivo (C). CIVIL donde V es la tensión, L es inductancia, I es intensidad, y C es capacitancia. Se puede deducir que en un circuito inductivo se adelanta la tensión y se atrasa la intensidad VIL, en un circuito capacitivo pasa lo contrario se adelanta la intensidad y se atrasa la tensión CIV. Si se representa por la letra E a la tensión eléctrica que alimenta el circuito, por la letra L a la inductancia eléctrica y la letra C a la capacidad eléctrica se puede utilizar ELICE para denotar que en un circuito inductivo (L) el voltaje (E) adelanta la corriente (I) y que en un capacitivo (C), la corriente (I) adelanta al voltaje (E).
Mejora del factor de potencia. A menudo es posible ajustar el factor de potencia de un sistema a un valor muy aproximado a la unidad. Esta práctica es conocida como mejora o corrección del factor de potencia y se realiza mediante la conexión a través de conmutadores, en general automáticos, de bancos de condensadores o de inductancias, según sea el caso el tipo de cargas que tenga la instalación. Por ejemplo, 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 lo 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. Supongamos una instalación de tipo inductivo cuyas potencias P,Q y S forma un triangulo, si se desea mejorar el cos φ’, 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 final Qf analíticamente:
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Por lo tanto
Análogamente
Luego
Donde w es la pulsación y C la capacidad de la batería de condensadores que permitirán la mejora de f.d.p. al valor deseado. Sustituyendo en la primera igualdad
De donde
Calculo del f.d.p. medio de una instalación Algunas instalaciones cuentan a la entrada con dos contadores, uno de energía reactiva (KV Arh) y otro de energía activa (K Wh). Con la lectura de ambos contadores podemos obtener el factor de potencia medio de la instalación, aplicando la siguiente fórmula.
5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL a) Realizar la conexión de arranque directo “Delta”
Pasos. Acoplamiento de condensadores: •
•
•
Una vez realizado la conexión de arranque Directo, encender el equipo Acoplar en conexión triangulo el banco de condensadores Verificar disminución de f.d.p.
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Nº
Voltaje (v)
Intensidad1 (A)
cos 1
01
220
0.36
0.6
Intensi dad 2(A)
cos 2
Potencia Potenci 1 (w) a2 (w)
1
79.2
02 b) Realizar la conexión de Arranque Directo “Estrella”
Pasos: Acoplamiento de Condensadores •
•
•
Una vez realizado la conexión de Arranque Directo, encender el equipo. Acoplar en conexión triangulo el banco de condensadores Verificar la disminución de f.d.p.
C (uF) 2
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Nº
Voltaje (v)
Intensidad1 (A)
01
220
0.084
cos 1
Intensi dad 2(A)
cos 2
0.95
0.56
0.6
02
6. TRIANGULO DE POTENCIA
Potencia Potenci 1 (w) a2 (w) 18.48
123.2
C (uF) 4
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7. CUESTIONARIO a) ¿Qué es un condensador? Un condensador es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica , capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total
b) ¿En la forma senoidal de la onda alterna, que es lo que mejora cuando
colocamos un banco de condensadores? La Energía Reactiva o Factor de Potencia que consume el motor
c) ¿Ud. Que prefiere, colocar un banco de condensadores en delta o en
estrella? Depende de cómo llegue la alimentación de la red si la misma es con neutro hay que usar la conexión en estrella y si viene sin neutro la conexión en triangulo
d) Se tiene un motor de inducción monofásico que tiene un devanado
auxiliar para arranque y está alimentado a 220v y 60 Hz, la potencia útil es de 600w con un f.d.p. de 0.7 y un rendimiento del 100%, consume en el arranque: •
I(1)=15 A devanado de Trabajo
•
I(2)=5 A devanado auxiliar
Las resistencias de los devanados son: •
R1=5Ω devanado de trabajo
•
R2=20Ω devanado auxiliar
Con estos datos calcule: la corriente absorbida en la operación normal y las pérdidas por efecto joule en el arranque para cada devanado.
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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Con el nuevo factor de potencia se ahorra, y no tendrá que volver pagar energía reactiva. La potencia reactiva disminuyo considerablemente después de conectado el banco de condensadores, esto nos indica que no habrá energía reactiva. Después de conectado el banco de condensadores la corriente total del circuito disminuyo. La potencia aparente entregada por la fuente disminuyo, esto indica que si tuviéramos un transformador alimentando la carga, aumentaría su capacidad de entrega de potencia en este, y se le podría agregar una nueva carga.
9. BIBLIOGRAFÍA
http://epim2005.fing.edu.uy/trabajos/p13.pdf http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/mendez_s_
j/capitulo1.pdf
http://www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalCont
ent/2155/1/images/Comp_pot_reactiva.pdf
http://www.quiminet.com/archivos_empresa/1a16ba98bc27c306
cb2d041a2ebca0d3.pdf
