una breve introduccion a la transmision de energia

1. Corrección del
factor de potencia
Guiridlian, Clara
Gutiérrez, María José
Venturino, Paola

2. Introducción
Máquina eléctrica alimentada en CA consume dos tipos de energía:
 Energía activa: P medida en KW.
 Se transforma en energía mecánica (trabajo) y calor (pérdidas)
 Energía Reactiva: Q medida en KVAR.
 Alimenta los circuitos magnéticos de las máquinas.
S (kVA)
P (kW)
Q (kVAr)
S = Potencia aparente
P = Potencia activa
Q = Potencia reactiva

3. Factor de potencia
 Cociente entre P y S
 Coseno del angulo que forman los fasores
de intensidad y voltaje
Cos φ = P/S
 Indica la cantidad de energía eléctrica que
se ha convertido en trabajo

4. Factor de potencia
Dependiendo del tipo de carga:
 Resistiva: I en fase con V
 Capacitiva: I adelanta a V
 Inductiva: I retrasada a V

5. Desventajas del bajo cos φ
Para el usuario:
 Aumento de I
 Perdida en los conductores
 Aumento de potencia en plantas y transformadores
 Reducción de la capacidad de conducción de los cables
 Aumento de T en cables y consecuente disminución de la vida útil
del aislante
 Aumento en el consumo
 Penalizaciones
Para la compañía:
 Mayor inversión en equipos de generación
 Mayores capacidades en líneas de transporte y transformadores
 Caídas y baja regulación de voltaje (perdida de estabilidad)

6. Cómo mejorar el cos φ
Colocación de condensadores: aportan energía
reactiva que se opone a la presente y la
compensa. Se colocan en paralelo con la carga

7. Tipos de compensación
 Condensadores fijos: tiene una potencia unitaria constante.
Su conexión puede ser:
 Manual: mando por interruptor.
 Semi automática: mando por contactor.
 Directa: conectada a los bornes de un receptor
Se utilizan:
 En los bornes de los receptores inductivos (motores y transformadores).
 En la barra donde estén muchos pequeños motores cuya
compensación individual sea costosa.
 Cuando la fluctuación de carga es poco importante.
Conviene cuando la potencia de los condensadores en KVAr < 15% de la
potencia del transformador

8. Tipos de compensación
 Baterías de condensadores de regulación automática (más frecuente):
permite la adaptación automática de la potencia reactiva suministrada por
la batería de condensadores en función de un cos φ deseado.
Se utilizan: Donde la potencian reactiva consumida y la potencia activa varían
en proporciones importantes:
 En barras de los tableros generales de baja tensión.
 Para salidas importantes.
Conviene cuando la potencia de los condensadores en KVAr > 15% de la
potencia del transformador

9. ¿Dónde compensar?
 La compensación de una instalación puede
realizarse de distintas maneras:
 Compensación individual
 Compensación por grupo
 Compensación central

10. Compensación individual
•Cada receptor está provisto de su propia
batería de condensadores (en los bornes de
cada receptor de tipo inductivo), de manera que
por las líneas y circuitos de alimentación del
receptor circula una intensidad menor.
•Los costos de instalación y mantenimiento son
normalmente los más elevados.
Ventajas:
•Elimina las penalizaciones por consumo
excesivo de energía reactiva.
•Descarga el centro de transformación (potencia
disponible en KW).
•Reduce el dimensionamiento de los cables y
las pérdidas por efecto joule.
Observaciones:
La corriente reactiva ya no está presente en los
cables de la instalación.

11. Compensación por grupo
 Se instala una batería de condensadores por cada
grupo de receptores.
 Descarga las líneas de alimentación a los grupos
pero no los circuitos terminales hacia cada
receptor.
 Para grandes instalaciones y regimenes de carga
son distintos.
Ventajas:
 Elimina las penalizaciones por consumo excesivo
de energía reactiva.
 Descarga el centro de transformación (potencia
disponible en KW).
 Optimiza parte de la red ya que la corriente
reactiva no circula entre los niveles 1 y 2.
 Reduce el dimensionamiento de los cables y las
pérdidas por efecto joule.
Observaciones:
•La corriente reactiva está presente en la instalación desde el nivel 2 hasta los
receptores .
•Las pérdidas por efecto joule en los cables quedan reducidas.
•Existe un riesgo de sobrecompensación.

12. Compensación central
 Existe una batería de condensadores en el inicio de la
instalación interior; proporciona el menor coste de
instalación.
 Se emplea mayoritariamente en instalaciones de
mediana y pequeña dimensión, cuando el objetivo
prioritario es únicamente reducir los costes de
explotación y cuando la carga es estable y continua.
Ventajas:
 Elimina las penalizaciones por consumo excesivo de
energía reactiva.
 Descarga el centro de transformación (potencia
disponible en KW).
 Disminuye la potencia aparente ajustándola a la
necesidad real de KW de la instalación.
Observaciones:
 La corriente reactiva está presente en la instalación
desde el nivel 1 hasta los receptores. Las pérdidas por
efecto joule en los cables aguas abajo no son
disminuidas.

13. Determinación del nivel de compensación
de energía reactiva
 Método simplificado
 Método basado en el cálculo de potencia
 Método basado en los datos del recibo de
electricidad
 A partir del balance de potencia reactiva

14. Determinación del nivel de compensación de
energía reactiva
 Método simplificado
 Se considera que el cos φ de una instalación es en promedio 0.8
sin compensación, que hay que subir el cos φ a 0.93 para
eliminar las penalizaciones y compensar las pérdidas habituales
de energía reactiva de la instalación.
 Se utiliza una tabla que indica cuanto KVAR a instalar por KW son
necesarios para subir el factor de potencia, que luego
multiplicándoles por la potencia en KW, dará la potencia de la
batería de condensadores a instalar (KVAR).

16. Determinación del nivel de compensación
de energía reactiva
 Método basado en el cálculo de potencia
 Conociendo la potencia activa (KW), cos φ inicial y el deseado:
Q (KWAR) = P(KW) * (tg φi - tg φd)
 Metodo basado en el recibo
A partir del recibo se obtienen:
 Período del recibo
 Consumo de energía activa (KW-h) = ∑ (activa, punta, valle, llano)
 Consumo de energía reactiva (KWAR-h)
A partir de la instalación:
 Calculo de horas efectivas de funcionamiento al mes
 P = (KW-h)/(período recibo*horas efectivas de funcionamiento)
Luego, a partir de P y de los cos φ inicial y deseado, se calcula Q según los
métodos anteriores.
2
2
)
(
)
(
cos
h
KVAR
h
KW
h
KW
i







17. Determinación del nivel de compensación
de energía reactiva
 A partir del balance de potencia reactiva
1: Listar los receptores instalados sin olvidar las tomas de corriente.
2: Establecer los factores ku y ks para determinar las potencias de
utilización máxima. Afectar P con ku, luego Q = P tgφ
 Factor de utilización máxima ku: aparece porque la potencia utilizada
de un receptor puede ser inferior a la nominal. Para cada receptor:
 Promedio = 0.75
 Alumbrado y calefacción = 1
 Toma corrientes : depende de destino
 Factor de simultaneidad ks: aparece porque no todos los receptores
funcionan simultáneamente.
Equipos industriales o terciarios KS
Alumbrado 1
Ventilación 1
Acondicionamiento del aire 1
Hornos 1
Tomas de corriente (caso en que n tomas están sobre el mismo circuito) 0.1+ 0.9 n
Maquinas-Herramientas 0,75
Compresores 0,75

18. Determinación del nivel de compensación
de energía reactiva
 3: Establecer las potencias de utilización máxima activa
y reactiva en un juego de barras:
Sumar las potencias activas de todos los receptores
conectados al juego de barras
Idem parea las potencias reactivas.
Multiplicar por ks del tablero general de división los
valores obtenidos.
 4: Hacer el mismo balance de potencia para los juegos
de barras que se encuentran en el mismo nivel de
tensión.
 5: reiterar desde 1 para un nivel de tensión superior.

19. Utilización
Potencia
absorvida
(kW)
ku
Potencia
utilización
máx. (kW)
ks
Potencia de
utilización
(kW)
ks
Potencia de
utilización
(kW)
ks
Potencia de
utilización
(kW)
torno 5 0.8 4
torno 5 0.8 4
torno 5 0.8 4
torno 5 0.8 4
agujereadora 2 0.8 1.6
agujereadora 2 0.8 1.6
5 tomas 10/16 A 18 1 18 0.2 3.6
30 fluorescente 3 1 3 1 3
compresor 15 0.8 12 1 12
3 tomas 10/16 A 10.6 1 10.6 0.4 4.3
10 fluorescente 1 1 1 1 1
venilador 2.5 1 2.5 35
ventilador 2.5 1 2.5
hornos 15 1 15
hornos 15 1 15
5 tomas 10/16 A 18 1 18 0.28 5
20 fluorescente 2 1 2 1 2
14.4 Tablero
taller A
0.9
Tablero
taller B
0.9
Tablero
taller C
0.9
58
Taller A
Taller B
Taller C
18.9
15.6
37.8
Tablero
general
0.8
Caja de
división 0.75
Caja de
división 1

20. Compensación en los bornes del
transformador
 Para aumentar la potencia disponible
A mayor cos φ de la instalación, la potencia activa disponible en el
secundario de un transformador será más elevada. Por ello, es conveniente
corregir el factor de potencia evitando la compra de un nuevo
transformador.

21. Compensación en los bornes del
transformador
 De la energía reactiva absorbida por el transformador
Este valor varía en función del régimen e carga:
 En vacío absorbe energía reactiva para sostener el flujo
magnético en el hierro.
 En carga además deberá sostener el flujo magnético de
dispersión.
Se instala en los bornes del secundario del
transformador un condensador fijo de potencia.

22. Compensación en los bornes de un
motor asincrónico
En vacío o con poca carga el cos φ de los
motores es muy bajo. (evitarlo o preverlo).
Entonces, la batería se conecta
directamente a los bornes del motor.
Si el motor arranca con ayuda de un
dispositivo, la batería de condensadores no
debe estar en marcha en ese momento.
La intensidad aguas arriba del conjunto
motor compensador se vuelve inferior a la
intensidad antes de compensación.
Cuando la protección del motor contra las
sobrecargas está situada aguas arriba de
conjunto motor compensador, la regulación
de esta protección debe reducirse en la
relación:
 Cos φ antes de la compensación
 Cos φ después de la compensación

23. Compensación en los bornes de un
motor asincrónico
Para evitar la autoexitación:
Cuando un motor arrastra una carga que tiene una gran inercia
puede, después del corte de la tensión de alimentación, seguir
funcionando utilizando su energía cinética y ser autoexitado por una
batería de condensadores conectada a sus bornes. Estos le
suministran la energía reactiva necesaria para su funcionamiento
como generador asincrónico. Esto puede producir sobretensiones.
Para evitarlo, se debe asegurar que la potencia de la batería sea
inferior a la potencia necesaria para la autoexitación del motor
comprobando:
Qc se obtiene de tablas entrando con la potencia del motor y las RPM
3
9
.
0 0 n
c U
I
Q 

24. Ejercicio