Corrección FP
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Compensacinde energa reactiva
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IntroduccinLa utilizacin de EE distribuida mediante redes de c.a, para fines industriales, comerciales o residenciales, lleva implcita la existencia de campos magnticos en motores, reactancias de las lmparas de descargas o tubos fluorescentes, etc.
Tales campos magnticos requieren de la red de alimentacin una cierta potencia reactiva (kVAR)
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Tipos de cargaTodo usuario de EE tiene un cierta tensin de alimentacin que aplicada a la carga, dar una cierta corriente. Ambas magnitudes pueden representarse mediante fasores que tendrn entre s un cierto ngulo o desfasaje, que depender del tipo de carga:
Resistiva pura = 0Inductiva pura = -90Capacitiva pura = + 90
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Corriente alterna - Distintos tipos de cargas
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UIIpIsIqDiagrama vectorial de corriente
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U : Tensin de redIs : Corriente aparenteIP : Corriente activaIQ: Corriente reactivaIs :IP2 + Iq2UIqIsIPjDiagrama vectorial
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US : Potencia aparente P : Potencia activaQ : Potencia reactiva
S : P2 + Q2jQSPP : S. cos jQ : S. sen jDiagrama de potencia
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Perjuicios tcnicos de un mal factor de potenciaMal aprovechamiento de las mquinas y redesMayores prdidas de energaen cables y transformadoresMayores cadas de tensin enlas lneas
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1o _ Mejor aprovechamiento de mquinas y redesDesaprovechamiento
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MIQ = k. I2 RL2do _ Menores prdidas en las lneasRLQMayores prdidas
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3o _ Menores cadas de tensinMRLU1U2D U = I. RLMayor cada de tensin
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Compensacin
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P : Potencia activaQ1 : Potencia reactiva antes de compensarQ2 : Potencia reactiva compensadaQc : Potencia reactiva compensadoraS1 : Potencia aparente antes de compensarS2 : Potencia aparente compensadaj1 : Angulo de fase antes de compensarj2 : Angulo de fase tras la compensacinj2Q1S2Pj1Q2QcS1 Diagrama de potencia - Compensacin
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400 V13,2 kVIpIqMAcometida de la red
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PQAhorroContador deenerga activaContador deenerga reactivacapacitoresde compensacinSuministro de energa reactiva S
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Instalacin nuevaQc ~0,5 Pcos j ~0,9Determinacin del cos j existente
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0.09 0.120.180.250.370.550.751.101.502.203.004.005.507.5011.0015.0018.5022.0030.0037.0045.0055.0075.0090.00110.00132.00200.00250.00315.00355.00400.00500.00630.000.81 0.810.810.790.810.840.850.820.850.860.880.840.850.850.850.870.890.890.900.900.910.900.910.900.900.910.92
0.740.750.750.750.760.780.800.810.820.820.810.800.830.830.850.850.840.850.860.860.870.860.860.860.870.870.870.880.66
0.670.720.720.720.750.750.760.730.750.750.760.730.760.830.830.830.850.850.860.670.640.620.640.750.750.750.750.750.730.730.730.730.730.750.780.800.810.820.820.830.820.830.830.830.82PNkW4 polos1500 1/min6 polos1000 1/ min8 polos750 1/min2 polos3000 1/min0.81Factor de potencia en funcin de la potencia y velocidad del motor
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0,860,850,83
0,800,780,76
0,750,730,71
0,690,670,66
0,650,630,61
0,590,580,56
0,550,540,520,500,900,890,88
0,860,850,84
0,830,810,80
0,790,770,76
0,750,740,72
0,710,700,69
0,680,670,630,62
0,920,910,90
0,890,880,87
0,860,850,84
0,830,820,81
0,800,790,78
0,770,760,75
0,740,730,720,710,920,910,90
0,890,880,87
0,860,860,85
0,840,830,82
0,810,800,80
0,790,780,78
0,770,770,760,76
0,50,75 In1,25Factor de potencia en funcin del estado de carga del motor
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Medicin por cofmetro(instantneo)Medicin mediante contador de energaactiva y ampermetro (breves perodos)Medicin por contador de energa activa ycontador de energa reactiva (perodo prolongado)Da el promedio de un perodoInstalacinen servicioDeterminacin del cos j existente
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Potencia activa con contadorP =vueltas . 60cte. medidor[ kW]Potencia aparente con ampermetro
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jSQPtg.j =QP=7460 kVArh7050 kWh= 1,058cos j = 0,687
7050 kWh 21 das 168h 42kW8hs
Para cos j2 = 0,942 kW x 0,54 = 22,7 kVAr ~ 25 kVAr=Caso No 1
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Factor de potencia deseada cos j20,400,450,500,550,600,650,700,750,800,850,900,920,890,870,830,800,760,710,660,600,530,442,291,991,731,521,331,171,020,880,750,620,482,291,991,731,521,331,171,020,880,750,620,482,091,791,531,321,130,970,820,680,550,420,282,001,701,441,231,040,880,730,590,460,330,191,931,631,371,160,970,810,660,520,390,260,121,861,561,301,090,900,740,590,450,320,190,051,811,511,251,040,850,690,540,400,270,141,671,371,110,900,710,550,400,260,131,541,240,980,770,580,420,270,131,411,110,850,640,450,290,141,270,970,710,500,310,15cos j1sin jtan j1tan j1 - tan j 21,000,980,960,940,920,900,850,800,750,70Factor de po-tencia exis-tente
Determinacin de la potencia reactiva necesaria para compensar de cos j 1 a cos j 2
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tg.j =QP=95.030 kVArh167.500 kWh = 0,567cos j = 0,869
167.500 kWh 27 das 324hs 517kW12hs
Para cos j2 = 0,9de grfico ~ 40 kVArjQPCaso No 2
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Compensacinpor gruposCompensacinindividualCos jCompensacincentralizadaTipos de compensacin
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Variacin de carga y su compensacinAlcanceRegulacinA
B
Cfija
automtica/ manual
automticaCBA
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Variacin de carga y su compensacinAlcanceRegulacinA
B
Cfija
automtica/ manual
automticaCBAPuede ser media tensin
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a) Transformadores de potenciasegn tablas de fabricanteb) Lmparas de descargasegn fabricantec) Motores90% de la corriente de vacoCompensacin fija individual
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HQL 400W = c/u 3,25 Acompensado 2,15 A D = 51% ms corriente
51% ms seccin de cable
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50801252504007001000
50701001502504001000
35507015025040010002000
20003500
Vapor de mercurioVapor desodioalta presinVapor de mercuriohalogenado220220220380TipoPotenciaLmpara W Tensinde red WCapacidad paracos j = 0,95 a 50 Hz mF78101625406081012203245100
6101020323680125
45100 Tabla de capacidades para compensar el factor de potencia en paralelo a la red
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Variacin de carga y su compensacinAlcanceRegulacinA
B
Cfija
automtica/ manual
automticaCBA
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Slo para cargas constantesMMMMCompensacin fija por grupos
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MU1IU2U1U2II. RI. v. Lj1j2LRCorrectamente compensado
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MU1I U2U2IU1I. RI. v. Lj1j2CLRSobrecompensacin