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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUIS

FACTOR DE POTENCIA

MANTENIMIENTO

ING. MECATRONICA

PRESENTA:

NOMBRE: MERIDA LOPEZ DALLAN AXEL

NOVIEMBRE DE 2011. SOLEDAD DE GRACIANO SANCHEZ,

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¿Qué es el Factor de Potencia?

Para proteger su instalación eléctrica interna y recibir una calidad deservicio adecuada, es muy útil que Usted esté informado acerca de laimportancia del Factor de Potencia de su consumo.

¿Qué es el Factor de Potencia?

Es un indicador del correcto aprovecha- miento de la energía eléctrica.El Factor de Potencia puede tomar valores entre 0 y 1, lo que significa que:01 muy malo 0,95 excelentePor ejemplo, si el Factor de Potencia es 0,95 (valor mínimo exigido por laEPESF) indica que del total de la energía abastecida por la Distribuidora sólo el95 % de la energía es utilizada por el Cliente mientras que el 5 % restante esenergía que se desaprovecha.En los artefactos tales como lámparas incandescentes (focos), planchas,

calefón y estufas eléctricas, toda la energía que requieren para sufuncionamiento se transforma en energía lumínica o energía calórica, en estoscasos el Factor de Potencia toma valor 1 (100 % energía activa ).En otros artefactos, por ejemplo lavarropas, heladeras, equipos de aire

acondicionado, ventiladores y todos aquellos que poseen un motor parasu funcionamiento, como también los tubos fluorescentes, entre otros, unaparte de la energía se transforma en energía mecánica, frío, luz o movimiento(energía activa), y la parte restante requiere otro tipo de energía, llamadaenergía reactiva, que es necesaria para su propio funcionamiento. En estoscasos, el Factor de Potencia toma valores menores a 1.Resumiendo, la energía que se transforma en trabajo, se la denominaENERGIA ACTIVA, mientras que la usada por el artefacto eléctrico para supropio funcionamiento, se la llama ENERGIA REACTIVA.

Inconvenientes que ocasiona

En caso que el Factor de Potencia sea inferior a 0,95, implica que losartefactos tienen elevados consumos de energía reactiva respecto a la energíaactiva, produciéndose una circulación excesiva de corriente eléctrica en susinstalaciones y en las redes de la Empresa Distribuidora, a saber:• Provoca daños por efecto de sobrecargas saturándolas.

• Aumentan las pérdidas por recalentamiento.• Aumenta la potencia aparente entregada por el transformador para igualpotencia activa utilizada.Además, produce alteraciones en las regulaciones de la calidad técnicadel suministro (variaciones de tensión), con lo cual empeora el rendimiento y funcionamiento de los artefactos y quita capacidad suficiente de respuesta delos controles de seguridad como ser interruptores, fusibles, etc.¿Ha pensado en el Factor de Potencia cuando tuvo alguno de estos problemas? En la mayoría de los casos cuando actúan interruptores o fusibles se da laculpa a la mayor carga conectada y generalmente se piensa en ampliar la

potencia del transformador sin antes verificar el Factor de Potencia.

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¿control del Factor de Potencia? 

Estabilizadores y UPS 

Es un indicador del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica. El factor de potencia toma valores de entre 0 y 1. En los artefactos tales como lámparasincandescentes, planchas, y estufas eléctricas, toda aquella energía que estrasformada en energía lumínica o calórica, el factor de potencia de estos es 1.

Los artefactos del tipo electromecánicos, además de transformar la energía dela línea en energía mecánica, térmica, etc., requieren energía para su propiofuncionamiento, en cuyo caso, el factor de potencia toma valores menores a 1.A la energía que se transforma en trabajo, se la denomina energía activa,mientras que aquella usada pera el propio funcionamiento del artefacto, sellama energía reactiva.

Existe una normativa que controla este indicador y señala que el factor depotencia no debería ser inferior a 0,85, en el caso de ser menor será corregidoa la brevedad, en caso de no realizare será multado.Los inconvenientes que ocasiona que el factor de potencia sea inferior a 0,85,implica que los artefactos tiene elevados valores de consumo de energíareactiva, produciendo una circulación excesiva de la corriente en susinstalaciones y en las de la empresa distribuidora provocando dañinos en lasmismas por efecto de sobrecargas. Además, produce alteraciones en laregulación de la calidad técnica del suministro (variaciones de tensión), con locual empeora el rendimiento y funcionamiento de los artefactos.

La normativa que regula este indicador establece que cuando la empresadistribuidora comprueba que el factor de potencia de la instalación interior deun cliente es inferior a 0,85, debe sumar un recargo a la factura. El recargoserá del 10% cuando el factor de potencia está comprendido entre 0,85 y 0,75y será del 20% si el factor de potencia es menor que 0,75.Estos recargos se sumarán mientras dure la anormalidad. Los excesivosconsumos de energía reactiva pueden ser compensados por Capacitores.Estos son los elementos eléctricos que, instalados correctamente y con valor adecuado, compensan la energía reactiva necesaria requerida por la

instalación interior, elevando el factor de potencia por sobre los valoresmínimos exigidos.

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Pequeño corrector automatico del Factor 

de Potencia

Corrector automatico del Factor de Potencia de Alta Performance,

apto para redes con bajocontenido armonico.

Para corrección del factor de potencia en Sistemas fijos oautomaticos.

¿Cómo solucionar este problema?

Los excesivos consumos de energía reactiva pueden ser compensados conCAPACITORES.Éstos son elementos eléctricos que, instalados correctamentey con el valor adecuado, compensan la energía reactiva necesaria requeridapor la instalación interior, elevando el Factor de Potencia por sobre los valoresexigidos. Estos elementos deben ser conectados por  instaladores electricistashabilitados ya que este tema presenta cierta complejidad.

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conclusiones

Para el uso racional de la energía, es prioritaria la corrección del Factor dePotencia. En la compra de artefactos y maquinarias existen algunas marcasque ya traen compensada esta energía a valores exigibles por la EPESF.El mantenimiento de valores controlados del Factor de Potencia redundará ensu beneficio y en el de nuestra Empresa, ya que:• • •Aumentará la vida útil de la instalación. Evitará la penalización en la

facturación. Mejorará la calidad del producto técnico delsuministro que recibe el Cliente. • Mejorará la regulación de la tensión delsuministro. • Reducirá las pérdidas por recalentamiento enlíneas y elementos de distribución.¿ Qué es Potencia?La potencia es la capacidad de producir o demandar energía de una máquinaeléctrica, equipo o instalación por unidad de tiempo.¿Cuántos tipos de Potencia existen?En todo circuito eléctrico, para el funcionamiento de los diferentes equipos ymáquinas se encuentran presentes las siguientes potencias:Potencia Activa

Potencia Aparente¿Cómo se determina la Potencia Capacitiva Faltante (Compensación)?Para determinar la Potencia Capacitiva Faltante (Q faltante) para compensar elFactor de Potencia a valores requeridos por la Distribuidora, se debe proceder de la siguiente manera: 1) Medir el Coseno φ instantáneo. 2) Medir la Corrientepor fase del circuito. 3) Calcular la máxima Potencia Activa del suministro. 4)Calcular la Tangente φ actual (se calcula con elvalor de Coseno φ instantáneo medido). 5) Calcular la Potencia Capacitivanecesaria ofaltante. [kVAr faltantes ]Ejemplo: Se tomaron las mediciones de un suministro trifásico en el horario

pico, arrojando los siguientes valores:Cos φ instantáneo: 0,72 Tg φ actual: 0,964Tg φ deseada: 0,328 (Cos φ equivalente = 0,95) Corriente máxima: 85Amperes Tensión de Suministro: 380 VQ faltantes= (0,964 – 0,328) x 40,3 kW = Q faltantes= 25 [kVAr faltantes](aproximadamente)Por lo tanto se deberá instalar una batería de capacitores equivalentes a 25[kVAr] para compensar el Factor de Potencia y llevarlo a un valor mínimode0,95.Potencia Aparente Potencia Reactiva Potencia ActivaPotencia ReactivaPotencia Capacitiva (Compensación)Potencia Aparente (S): es la potencia que determina la prestación en corriente

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de un transformador y resulta de considerar la tensión aplicada al consumo por la corriente que éste demanda.Fórmula de cálculo:

Unidad de medida: Volt-Amper [VA]  ̧ Potencia Activa (P): es la que seaprovecha como potencia útil en el eje del motor, la que se transforma en calor,etc. Es la potencia realmente consumida por el cliente y por lo tanto paga por eluso de la misma.Fórmula de cálculo:

Unidad de medida: Watts [W]S= 3×U×I Q faltante= (tgφactual – tgφdeseada) x PP= 3×U×I×cosφPotencia Reactiva (Q): es la potencia que los campos magnéticos rotantes de

los motores o balastros de iluminación intercambian con la red eléctrica sinsignificar un consumo de potencia útil o activa.Fórmula de cálculo:

   ̧Unidad de medida: Volt-Amper Reactivo [VAr] Al Coseno del ángulo (Cosenoφ) que forman losfasores de potencia se lo denomina Factor de Potencia, y como vimos en laParte I, puede tomar valores entre 0 y 1. La EPESF exige a sus Clientes, yasea que tengan medición de energía reactiva o no, que dicho valor sea igual osuperior a 0,95, pues si está por debajo de este valor se les aplicará un

recargo sobre el monto de energía activa de la factura de suministro.Q= 3×U×I×senφ.

• El Factor de Potencia se puede definir como la relación que existe entrela potencia activa (KW) y la potencia aparente (KVA) y es indicativo de laeficiencia con que se está utilizando la energía eléctrica para producir untrabajo útil.

• El origen del bajo factor de potencia son las cargas de naturaleza inductiva, entre las que destacan los motores de inducción, los cualespueden agravarlo si no se operan en las condiciones para las que fuerondiseñados.

• El bajo Factor de Potencia es causa de recargos en la cuenta de energíaeléctrica, los cuales llegan a ser significativos cuando el Factor dePotencia es reducido.

• Un bajo Factor de Potencia limita la capacidad de los equipos con elriesgo de incurrir en sobrecargas peligrosas y pérdidas excesivas con undispendio de energía.

• El primer paso en la corrección del factor es el prevenirlo mediante laselección y operación correcta de los equipos. Por ejemplo, adecuandola carga de los motores a su valor nominal.

• Los capacitores de potencia son la forma más práctica y económica para

mejorar el Factor de Potencia, sobre todo en instalaciones existentes.

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• El costo de los capacitores se recupera rápidamente, tan sólo por losahorros que se tienen al evitar los recargos por bajo Factor de Potenciaen el recibo de energía eléctrica.

• Entre más cerca se conecten los capacitores de la carga que van acompensar, mayores son los beneficios que se obtienen.

• Cuando las variaciones de la carga son significativas, es recomendableel empleo de bancos de capacitores automáticos.• La corrección del Factor de Potencia puede ser un problema complejo.

Recurrir a especialistas es conveniente, si no se cuenta con loselementos necesarios para resolverlo.