Factor de Potencia y Armonicos

Armando llamas terrs factor de potencia en presencia

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Unformatted text preview: ∆V DV ∆V DV ∆V DV 0.35 VAr/Vat 0.3 0.25 0.2 = 0.5% = 1% = 1.5% = 2% = 2.5% = 3% 0.15 0.1 0.05 0.0200 0.0400 0.0600 0.0800 0.1000 0.1200 VAt/VAsc • • Ejemplo: 2% de caída al desconectar el banco, curva azul claro, 8% de impedancia de corto circuito El banco debe ser 0.25 kVAt. En un sistema industrial un banco de capacitores difícilmente elevará el voltaje más de un 3%, lo cual se puede remediar con un cambio de TAP. Centro de Estudios de Energía M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Dr. Armando Llamas Terrés Factor de potencia en presencia de armónicas Cuando en una red eléctrica se conectan cargas no lineales los conceptos anteriores se tienen que modificar para contemplar la existencia de corrientes con armónicas. Entre otras se pueden mencionar las siguientes cargas no lineales: a) Convertidores electrónicos. b) Hornos de arco eléctrico usados en fundición de acero. c) Circuitos magnéticos de máquinas y transformadores. Centro de Estudios de Energía M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Ing. Javier Rodríguez Bailey Fuentes de Armónicas • Saturación de transformadores Corrientes de energización de transformadores Conexiones al neutro de transformadores Fuerzas magnetomotrices en máquinas rotatorias de corriente alterna Hornos de arco eléctrico Lámparas fluorescentes Fuentes reguladas por conmutación Cargadores de baterías • Compensadores estáticos de VAr’s • • • • • • • • • Variadores de frecuencia para motores (“drives”) Conve rtidores de estado sólido Centro de Estudios de Energía M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Dr. Armando Llamas Terrés La definición básica de factor de potencia es esencialmente la misma: P(en watts ) f . p. = VA(en volt − amperes ) Pero la forma de calcular cada uno de estos valores cambia en la presencia de armónicas Centro de Estudios de Energía M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Ing. Javier Rodríguez Bailey Factor de Potencia Total o Verdadero Potencia Promedio P, (W) = Potencia Aparente V I, (VA) fp = 1 T P fp = = S 1 T T ∫0 T ∫0 v(t) ⋅ i(t) ⋅ dt [v(t)] ⋅ dt × 2 1 T T ∫0 [i(t)] ⋅ dt 2 libro esmeralda página 31 Centro de Estudios de Energía M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Dr. Armando Llamas Terrés Potencia promedio con distorsión en voltaje y corriente P= ∞ i = 1 , 2 , 3 ... Vi Ii C os θ i Donde Vi es el voltaje RMS de la armónica i Ii es la corriente RMS de la armónica i θι es el defasamiento entre la armónica i de voltaje y la armónica i de corriente Si solamente existen armónicas de corriente y el voltaje solo tiene la componente de frecuencia fundamental la ecuación de P se simplifica a: P = V1 I 1 C o s θ 1 Centro de Estudios de Energía M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Ing. Javier Rodríguez Bailey Potencia aparente con distorsión en voltaje y corriente V A = Vs I s do n d e V s = ∞ ∑ 2 i = 1, 2 ,3 (V i ) y Is = ∞ ∑ i = 1,2 ,3 ( I i2 ) Si solamente existen armónicas de corriente y el voltaje solo tiene la componente de frecuencia fundamental la ecuación de VA se simplifica a: VA = V1 I s Centro de Estudios de Energía M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Ing. Javier Rodríguez Bailey El factor de potencia cuando existen armónicas de voltaje y corriente ∞ f . p. = ∑ i =1,2 ,3... ∞ ∑ i =1,2,3 Centro de Estudios de Energía Vi Ii Cos θ i 2 (Vi ) ∞ ∑ ( Ii2 ) i =1,2,3 M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Ing. Javier Rodríguez Bailey Distorsión armónica sólo en corriente Si solamente existen armónicas de corriente y el voltaje solo tiene la componente de frecuencia fundamental la ecuación de f.p. se simplifica a: V1 I1 Cos θ1 I1 f . p.= = Cos θ1 V1 I s Is El termino Cos θ1 es similar al que se tenia con cargas lineales y se le llama factor de desplazamiento, pero ahora tenemos otro termino que es la relación entre el valor RMS de la componente fundamental y el valor RMS total de la corriente, al cual se le llama factor de distorsión. Centro de Estudios de Energía M ódulo 4 Factor de potencia y armónicas Ing. Javier Rodríguez Bailey Factor de Potencia de Desplazamiento • es la componente de desplazamiento del factor de potencia • es la relación de la potencia activa de la onda fundamental, (W), a la potencia aparente de la onda fundamental, (VA) fp disp V1 ⋅ I1 ⋅ cos( θ v1 − θ i1) = V1 ⋅ I1 fp disp = cos( θ v1 − θi1 ) libro esmeralda p...
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