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• Axel Letona

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```` UNIVERSIDAD DON BOSCO FACULTAD DE INGENIERIA CICLO I-2020

COORDINACIÓN DE ELÉCTRICA Y MECÁNICA GUIA DE LABORATORIO # 3

MEDICIONES ELECTRICAS

“:medición y corrección del factor de potencia del factor de potencia”

I. RESULTADOS DE APRENDIZAJE

  

Repasar los pasos para calcular bancos de capacitores. Conocer un método de control del Factor de Potencia en un generador síncrono. Observar el control de la potencia reactiva en un generador síncrono, controlando el Factor de Potencia del mismo.

II. INTRODUCCIÓN Cómo mejorar el factor de potencia

La potencia reactiva aparece debido a las cargas capacitivas y fundamentalmente a cargas inductivas (por ejemplo motores). Como muchas veces no es posible reducir las cargas inductivas, lo que podemos hacer es compensarlas con cargas capacitivas, de tal forma de que la diferencia entre ambas reactancias proporcione menor potencia reactiva y por lo tanto un mejor factor de potencia. Recordemos que la potencia reactiva viene dada por la reactancia total, que se calcula como (XL-XC), es decir como la diferencia entre las reactancias inductiva y capacitiva. Por lo tanto para reducir la reactancia total, si no podemos eliminar las reactancias inductivas, lo que debemos hacer es tratar de igualarlas, de tal forma que la diferencia sea cercana a cero.

1

```` Ejemplo de corrección del factor de potencia

Una instalación de 220 V y 60 Hz consume una potencia activa de 4,5 kW con un factor de potencia de 0,8 en atraso. Calcular el valor del capacitor que debería conectarse en paralelo con la misma para conseguir un factor de potencia de 0,9. Solución

Lo primero que hacemos es calcular el valor del ángulo de desfasaje inicial (Φ 1) a partir del factor de potencia inicial (Fp1). Sabemos que el factor de potencia es igual al coseno del ángulo y por lo tanto el ángulo lo calculamos con la función inversa del coseno.

El triángulo de potencia inicial lo podemos representar con la siguiente forma:

Calculamos ahora el valor de la potencia reactiva inicial (cateto Q):

El ejercicio nos dice que se busca un factor de potencia de 0,9, por lo tanto calculamos el ángulo deseado.

Calculamos la potencia reactiva para este nuevo factor de potencia. Recordemos que la 2

```` potencia activa no se modifica, por lo tanto para conseguir el nuevo factor de potencia lo que modificamos es la potencia reactiva.

Para conseguir un factor de potencia de 0,9 necesitamos una potencia reactiva de 2,18 kVAR. Sin embargo la potencia reactiva actual es de 3,38 kVAR. Calculamos la diferencia entre ambas potencias, es decir el número en el que deberíamos reducir la potencia reactiva actual.

Para reducir la potencia reactiva en 1,2 kVAR utilizamos un capacitor que genere una potencia reactiva de sentido contrario a la inductiva de la instalación. El valor de la capacidad lo calculamos con la siguiente expresión:

Calculamos primero la velocidad angular.

Calculamos la capacidad:

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````

III. MATERIALES Y EQUIPO Ítem

Descripción

Cantidad

Código

1

Fuente de voltaje AC trifásica

1

ST 7006 – 1D

2

ST 7007 – 5A

5

Fuente de voltaje DC variable 1 (para el campo del motor DC) Fuente de voltaje DC variable 1 (para el campo del generador ) Frecuencímetro doble 1

6

Voltímetro doble

1

SO 3212 – 7F

7

Sincronoscopio

1

SO 3212 – 7B6

8

Medidor RMS

1

SO 5127 – 1L

9

Medidor de Factor de Potencia

1

SO 5127 – 1M

10

Vatímetro

1

SO 5127 – 1R6

12

Medidor digital de velocidad

1

SO 5127 – 1H

13

Interruptor de 4 polos

`2

SO 3212 – 1W

14

Motor DC

1

SE 2662 – 5A

15

Generador síncrono trifásico

1

SE 2662 – 5M6

16

Reóstato controlador de voltaje

1

SO 3301 – 5F

3

IV. PROCEDIMIENTO

4

ST 7006 – 2F SO 3212 – 7A

```` Paso 1. Arme el circuito mostrado en la Figura 2.1

Figura 2.1

Paso 1:Mida el factor de potencia en cada una de las fases Paso 2.proceda a calcular el valor de la capacitancia necesaria segun ejemplo dado en la introduccion, para un factor de potencia segun table 2.1 f = 60 Hertz V = 110 voltios de línea a neutro Paso 3. Conecte la reacctancia mas cercana al valor calculado y mida nuevamente el factor de potencia Paso 5. Utilice la impedancia de 1.6 H Paso 6. Repita los pasos anteriores para la nueva Paso 7. Conecte la unidad de regulación del cos θ. Mida los siguientes valores: Paso 8. Repita el procedimiento anterior hasta lograr los valores de Factor de Potencia mostrados en la Tabla 2.1 Parta de valores de Factor de Potencia inductivos, si se quiere obtener un Factor de Potencia capacitivo y viceversa. 5

````

Cos del ángulo deseado Cos del ángulo Fp medido sin Condensador Factor de 0.9 inicial inductivo condensadores calculado potencia corregido P(W) Q ( VAR )

0.95 inductivo

P(W) Q ( VAR ) P(W) Q ( VAR )

Tabla 2.1

V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

1.deje constancia de los calculos realizados para el calculo del capacitor 2. Explique las dificultades encontradas al utilizar este método para regular el Factor de Potencia. 5. Investigue tres clases de reguladores de Factor de Potencia encontrados en la industria. VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA .

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