Guía No.9 SELI CIclo III 2010 V1.1
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Universidad Don Bosco Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Sistemas Eléctricos Lineales I – Práctica No.9 – Medición de Sistemas de Potencia y Factor de Potencia Objetivos: • tilizar instrumentos para la medición de potencia eléctrica en circuitos eléctricos. • omprender el concepto del Factor de Potencia con respecto al comportamiento de circuitos reactivos capacitivos e inductivos. • onocer el pricipio básico de corrección del Factor de Potencia utilizado en la industria. Material y Equipo. Equipo. Item Cantidad Descripción 1 1 Fuente de Vac 2 - Cables de varias medidas 3 1 Resistencias de diversos valores 4 1 Multimetro digital y/o analógico 5 1 Vatímetro electrónico 6 1 Medidor de ángulo de fase Introducción. Concepto de FP. Se define el factor de potencia FP de un circuito de corriente alterna, como la relación que existe entre la potencia activa, P, y la potencia aparente, S, si las corrientes y tensiones son señales perfectamente sinusoidales. Matemáticamente es un número adimensional entre 0 y 1 que puede tomar su valor a partir de un ángulo del sistema eléctrico negativo o positivo, según sea un sistema capacitivo o inductivo, respectivamente. Influencia de las Cargas Cargas en el FP. El valor del f.d.p. viene determinado por el tipo de cargas conectadas en una instalación. De acuerdo con su definición, el factor de potencia es adimensional y solamente puede tomar valores entre 0 y 1. En un circuito resistivo puro recorrido por una corriente alterna, la intensidad y la tensión están en fase ( =0), esto es, cambian de polaridad en el mismo instante en cada ciclo, siendo por lo tanto el factor de potencia la unidad. Por otro lado, en un circuito reactivo puro, la intensidad y la tensión están en cuadratura ( =90º) siendo el valor del f.d.p. igual a cero. En realidad los circuitos no pueden ser puramente resistivos ni reactivos, observándose desfases, más o menos significativos, entre las formas de onda de la corriente y el voltaje. Así, si el f.d.p. está cercano a la unidad, se dirá que es un circuito fuertemente resistivo por lo que su f.d.p. es alto, mientras que si está cercano a cero que es fuertemente reactivo y su f.d.p. es bajo. Cuando el circuito sea de carácter inductivo, caso más común, se hablará de un f.d.p. en atraso, mientras que se dice en adelanto cuando lo es de carácter capacitivo. Las cargas inductivas, tales como; transformadores, motores de inducción y, en general, cualquier tipo de inductancia (tal como las que acompañan a las lámparas fluorescentes) generan potencia inductiva con la intensidad retrasada respecto a la tensión. Las cargas capacitivas, tales como bancos de condensadores o cables enterrados, generan potencia reactiva con la intensidad adelantada respecto a la tensión. Corrección del Factor de Potencia. A menudo es posible ajustar el factor de potencia de un sistema a un valor muy próximo 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 inductores. 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, y así mejorar el factor de potencia del sistema. Universidad Don Bosco Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Sistemas Eléctricos Lineales I – Práctica No.9 – Medición de Sistemas de Potencia y Factor de Potencia Hoja de Resultados. Integrantes. Apellidos - Nombres Carné Firma 1. Factor de Potencia en un Circuito Resistivo. - Para el circuito mostrado en la figura, encuentre de manera teórica el factor de potencia del sistema. Encuentre además, los parámetros que se le piden en la tabla de datos No.1. Con estos datos se complementa el concepto de factor de potencia para una carga ideal. A partir de los datos medidos, compruebe la veracidad de las mediciones, y dibuje a escala el gráfico de potencia eléctrica del sistema. Para simular el circuito puede utilizar utilizar la fuente de voltaje Vsin y los marcadores respectivos. Consulte al respecto. V= 95Vac R= 220 ohm Factor de Potencia en un Circuito Resistivo Parámetro eléctrico Valores calculados (1) Valores medidos Valores simulados simulados Itotal= Vtotal= Preal (W)= Preactiva (VAR)= cos Φ= Tabla No.1. Datos teóricos, medidos y simulados. Potencia en un circuito resistivo. (1) Los cálculos teóricos deberá desarrollarlos ANTES de iniciar la sesión de práctica. Conclusiones: 2. Factor de Potencia en un Circuito ResistivoResistivo-Inductivo y Resistivo Capacitivo. - Para los circuitos mostrados en la figuras, encuentre de manera teórica el factor de potencia de cada sistema. Encuentre además, los otros parámetros que se le piden en la tabla de datos No.2. Con estos datos se complementa el concepto de factor de potencia para sistemas con cargas en adelanto y en atraso. Factor de Potencia en un Circuito ResistivoResistivo-Inductivo Parámetro eléctrico Valores calculados (1) Valores medidos Valores simulados Itotal= Vtotal= Preal (W)= Preactiva (VAR)= cos α= Factor de Potencia en un Circuito ResistivoResistivo-Capacitivo Capacitivo Parámetro eléctrico C=2uF Valores calculados (1) Valores medidos Valores simulados Itotal= Vtotal= Preal (W)= Preactiva (VAR)= cos α= Factor de Potencia en un Circuito ResistivoResistivo-Capacitivo Parámetro eléctrico Itotal= Vtotal= Preal (W)= Preactiva (VAR)= cos α= C=3uF Valores Valores calculados (1) Valores medidos Valores simulados partir de los datos medidos, compruebe la veracidad de las mediciones, y dibuje a escala el gráfico gráfico de potencia eléctrica del sistema. Para simular el circuito puede utilizar la fuente de voltaje Vsin y los marcadores respectivos. Consulte al respecto. V= 95Vac R= 220 ohm L= 200 mH C= 2 uF C= 3 uF Tabla No.2. Datos teóricos, medidos y simulados. Potencia en circuitos en adelanto y en atraso. (1) Los cálculos teóricos deberá desarrollarlos ANTES de iniciar la sesión de práctica. Conclusiones: 3. Corrección del Factor de Potencia. - Utilizando capacitores, proponga un método para mejorar el factor de potencia del circuito mostrado en la figura, de tal forma que el el FP sea igual o mayor que 0.9. Complete la tabla de datos No.3. V= 95Vac R= 220 ohm L= 200 mH C= Corrección del Factor de Potencia. Parámetro eléctrico Factor de Potencia inicial Factor de Potencia corregido cos Φ= Tabla No.3. Datos. Corrección del Factor de Potencia. (1) Los cálculos teóricos deberá desarrollarlos ANTES de iniciar la sesión de práctica. Conclusiones:
