SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA PRÁCTICA 4: MEDICIÓN DE FACTOR DE POTENCIA LIRA MARTÍNEZ MANUEL ALEJANDRO DOCENTE: BRICEÑO CHAN DIDIER

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1 SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA PRÁCTICA 4: MEDICIÓN DE FACTOR DE POTENCIA LIRA MARTÍNEZ MANUEL ALEJANDRO DOCENTE: BRICEÑO CHAN DIDIER ENTREGA: 25/11/2010 1

2 INTRODUCCIÓN El factor de potencia es un valor muy importante ya que nos indica con cuanta eficiencia estamos usando la energía eléctrica. Un factor de potencia cercano a 1, significa que nuestra carga es eficiente y está usando la mayor parte de la energía eléctrica suministrada, caso contrario, si el factor de potencia es menor a 1, nuestra carga está desperdiciando parte de la energía eléctrica suministrada. En el presente documento se expone la práctica # 4 de sistemas eléctricos de potencia, la cual consiste en calcular el factor de potencia en cada transformador instalado en el Instituto Tecnológico de Cancún. Se toma lectura de cada transformador de la escuela en distintos horarios y se calcula su carga. 2

potencia es menor a 1, nuestra carga está desperdiciando parte de la energía eléctrica suministrada.

3 CONTENIDO 1. ESTUDIO DEL ARTE, CORRIENTE ACTIVA, CORRIENTE MAGNETIZANTE, CORRIENTE TOTAL, POTENCIA ACTIVA, POTENCIA APARENTE, POTENCIA REACTIVA, FACTOR DE POTENCIA, OBJETIVO, 5.. DESARROLLO, CONCLUSIÓN, 16.

1.6 POTENCIA REACTIVA, 4. 1.7 FACTOR DE POTENCIA, 4. 2.

4 1. ESTUDIO DEL ARTE 1.1 CORRIENTE ACTIVA Es aquella que es utilizada para el funcionamiento de los equipos en general. 1.2 CORRIENTE MAGNETIZANTE Es aquella que se requiere para producir el flujo magnético necesario para la operación de dispositivos de inducción. 1. CORRIENTE TOTAL Es la suma geométrica de la corriente activa y la corriente magnetizante, es la misma que lee un amperímetro. FIGURA 1: Triángulo de corrientes. 1.4 POTENCIA REAL O ACTIVA (P) Es el producto del voltaje por la corriente activa que consume la carga, se expresa en Watts. 1.5 POTENCIA REACTIVA (Q) Es el producto del voltaje por la corriente magnetizante que consume la carga, se expresa en Volts-ampere reactivos (VAR). 1.6 POTENCIA APARENTE (S) Es el producto del voltaje por la corriente total que consume la carga, se expresa en Volts-ampere (VA). 1.7 FACTOR DE POTENCIA 4

Triángulo de corrientes. 1.4 POTENCIA REAL O ACTIVA (P) Es el producto del voltaje por la corriente activa que consume la carga, se expresa en Watts. 1.5 POTENCIA REACTIVA (Q) Es el producto del voltaje por la corriente magnetizante que consume la carga, se expresa en Volts-ampere reactivos (VAR).

5 Es la relación que existen entre la potencia real con la potencia reactiva: FP= P/S. 4. OBJETIVO Calcular el factor de potencia de cada uno de los transformadores del tecnológico de Cancún y verificarlo con los recibos de energía eléctrica de CFE. 5. DESARROLLO La escuela tiene instalado dos medidores de energía eléctrica, cada uno mide ciertos lugares en la escuela, estos son: MEDIDIDOR 1 TRANSFORMADOR A : 225 kva, alimenta ginmnasio, laboratorio de química, salones cercanos. TRANSFORMADOR B : 00 kva, alimenta laboratorio ing. Civil. MEDIDOR 2 TRANSFORMADOR C : 500 kva, alimenta laboratorio ing. Electromecánica y laboratorio ing. Sistemas. TRANSFORMADOR D : 225 kva, alimenta edificio O. TRANSFORMADOR E : 00 kva, alimenta edificio Q. TRANSFORMADOR F : 500 kva, alimenta edificio administrativo, LECTURA A TRANSFORMADORES CON MULTÍMETRO Se tomarán lecturas de corriente por fase, voltaje línea a línea y línea a fase en diferentes horarios, con el objetivo de conocer la hora con mayor demanda, estos horarios son: 8 AM, 1 PM y 5 PM AM TRANSFORMADOR A 225 kva X0 0.8 X X X

DESARROLLO La escuela tiene instalado dos medidores de energía eléctrica, cada uno mide ciertos lugares en la escuela, estos son: MEDIDIDOR 1 TRANSFORMADOR A : 225 kva, alimenta ginmnasio,

6 H H H X1-X 22.6 X2-X 22. X1-X A A A 22.6 V+22. V+25.4 V = A = 2.4 V S= Prom I Prom V L L = A 2.4 V = kva TRANSFORMADOR B 00 kva X X X X H H H X1-X 26.6 X2-X 25.2 X1-X A+4.4 A+0. A = 25.2 A 26.6 V+25.2 V+25. V = V S= Prom I Prom V L L cos = 25.2 A V 1 = 0.86 kva TRANSFORMADOR C 500 kva X X X X H H

H1 1200 4 H2 1200.5 H 1200 1.1 X1-X 26.6 X2-X 25.2 X1-X2 25. 10.9 A+4.4 A+0. A = 25.2 A 26.6 V+25.2 V+25. V = 25.

7 H X1-X 22. X2-X 22.9 X1-X A A A 22. V+22.9 V+25.4 V = 8.76 A = 2.5 V S= Prom I Prom V L L cos = 8.76 A 2.5 V 1 = kva TRANSFORMADOR D 225 kva X X X X H H H X1-X X2-X X1-X A + 10 A A V V+229. V = A = V S= Prom I Prom V L L cos = A V 1 = kva TRANSFORMADOR E 00 kva X X X X H H H X1-X

1 X1-X 226.1 X2-X 227.6 X1-X2 229. 141. A + 10 A + 116.2 A 226.1 V+227.6 V+229. V = 129.16 A = 227.

8 X2-X 26.6 X1-X A A A = A 222. V+26.6 V+25.4 V = 21.4 V S= Prom I Prom V L L cos = A 21.4 V 1 = kva TRANSFORMADOR F 500 kva X X X X H H H X1-X 22.4 X2-X 25.4 X1-X A A A 22.4 V+25.4 V+26.6 V = 158. A = 24.8 V S= Prom I Prom V L L cos = 158. A 24.8 V 1 = 19.1 kva 2. 1 PM TRANSFORMADOR A 225 kva X0. X X X H H H X1-X 22.4 X2-X

4 X2-X 25.4 X1-X2 26.6 189.1 A + 146.2 A + 19.8 A 22.4 V+25.4 V+26.6 V = 158. A = 24.8 V S= Prom I Prom V L L cos = 158. A 24.

9 X1-X A+17 A+74 A = A 22.4 V+22.6 V+25. V = 2.4 V S= Prom I Prom V L L = A 2.4 V = kva TRANSFORMADOR B 00 kva X0 7. X X X H H H X1-X 24. X2-X 25 X1-X A+7.9 A+1.7 A = 27 A 24. V+25 V+25.2 V = 24.8 V S= Prom I Prom V L L cos = 27 A 24.8 V 1 = 2.94 kva TRANSFORMADOR C 500 kva X X X X H H H X1-X 2.4 X2-X 24.1 X1-X A + 98 A A = A 9

2 11.6 A+7.9 A+1.7 A = 27 A 24. V+25 V+25.2 V = 24.8 V S= Prom I Prom V L L cos = 27 A 24.8 V 1 = 2.

10 2.4 V = 2.9 V S= Prom I Prom V L L cos = A 2.9 V 1 = kva TRANSFORMADOR D 225 kva X X X X H H H X1-X X2-X X1-X A A A V V+224. V = A = V S= Prom I Prom V L L cos = A V 1 = kva TRANSFORMADOR E 00 kva X0 0.2 X X X H H H X1-X 22.1 X2-X 24.5 X1-X A A A 22.1 V+24.5 V+24.2 V = A = 20.6 V 10

V = 141.86 A = 225.1 V S= Prom I Prom V L L cos = 141.86 A 225.1 V 1 = 165.94 kva TRANSFORMADOR E 00 kva X0 0.2 X1 128.7 121. X2 129.

11 S= Prom I Prom V L L cos = A 20.6 V 1 = kva TRANSFORMADOR F 500 kva X X X X H H H X1-X 2.5 X2-X 25.9 X1-X A A A 2.5 V+25.9 V+24.4 V = A = 24.6 V S= Prom I Prom V L L cos = A 24.6 V 1 = 251 kva. 5 PM TRANSFORMADOR A 225 kva X0 0.4 X X X H H H X1-X 2.6 X2-X 21.4 X1-X A+170. A+72.1 A = A 2.6 V+21.4 V+25.2 V = 2.4 V 11

6 V S= Prom I Prom V L L cos = 205.9 A 24.6 V 1 = 251 kva. LECTURA @ 5 PM TRANSFORMADOR A 225 kva X0 0.4 X1 15.4 122.4 X2 15.

12 S= Prom I Prom V L L = A 21.4 V = kva TRANSFORMADOR B 00 kva X X X X H H H X1-X 25.7 X2-X 25.2 X1-X A+6.2 A+.4 A = 27 A 25.7 V+25.2 V+25.2 V = 25. V S= Prom I Prom V L L cos = 27 A 25. V 1 =.01 kva TRANSFORMADOR C 500 kva X X X X H H H X1-X 22. X2-X 22.9 X1-X A A A 22. V+22.9 V+25.4 V = A = 2.5 V S= Prom I Prom V L L cos = A 2.5 V 1 = kva TRANSFORMADOR D 225 kva 12

01 kva TRANSFORMADOR C 500 kva X0 40.9 X1 15. 117.9 X2 15.9 88. X 15.2 105.4 H1 1200 2.9 H2 1200 1.5 H 1200 2.1 X1-X 22. X2-X 22.9 X1-X2 25.

13 X X X X H H H X1-X 26.5 X2-X 27. X1-X A A A 26.5 V+27. V+29.7 V = A = 27.8 V S= Prom I Prom V L L cos = A 27.8 V 1 = kva TRANSFORMADOR E 00 kva X X X X H H H X1-X 21.1 X2-X 24.6 X1-X A A A 21.1 V+24.6 V+25.2 V = A = 2.6 V S= Prom I Prom V L L cos = A 2.6 V 1 = kva TRANSFORMADOR F 500 kva X

56 kva TRANSFORMADOR E 00 kva X0 28.5 X1 128.1 124 X2 129.7 11.5 X 129.4 145.1 H1 1200. H2 1200.8 H 1200 2.9 X1-X 21.1 X2-X 24.

14 X X X H H H X1-X 22.4 X2-X 25.4 X1-X A A A 22.4 V+25.4 V+26.6 V = A = 24.8 V S= Prom I Prom V L L cos = A 24.8 V 1 = Kva RESUMEN DE CARGAS TRANSFORMADOR CARGA 8 AM(kVA) CARGA 1 CARGA 5 PM(kVA) PM(kVA) A B C D E F SUMA TENTATIVA A las 5 PM se presenta la mayor carga en la escuela. Se toma la lectura en los medidores a las 5 PM. LECTURA DE MEDIDOR 5 PM Q T = 866 kvar P T = 1,884 kw S T = Q T 2 + P T 2 = 1, = 16,50.7 kva 14

86 2.94.01 C 101.6 16.92 126.0 D 152.79 165.94 174.56 E 142.5 152.84 154.81 F 19.1 251 259.29 SUMA TENTATIVA 76.69 888.54 89.

15 FP= P S = 1,884 kw =.84 16,50.7 kva LECTURA DE MEDIDOR 5 PM Q T = 6194 kvar P T = Kw S T = Q T 2 + P T 2 = 6, ,259 2 = 12,850. kva FP= P S = 11,259 kw 12,850. kva =.87 15

kvar P T = 11259 Kw S T = Q T 2 + P T 2 = 6,194

16 4. CONCLUSIÓN Se requiere de un watthorimetro para poder calcular el factor de potencia de cada transformador, ya que haciendo uso del watthorimetro, se tendrá la información necesaria para calcular el factor de potencia, su ángulo y hasta la potencia reactiva. Con un multimetro solamente se podrá determinar la potencia aparente del sistema, debido a que este aparato no diferencia la corriente activa con la reactiva, la toma como una sola. En la lectura del medidor nos indicó los kw y los kvar que se han consumido desde que se instaló el medidor, para determinar la carga del mes actual, noviembre, se requiere el recibo del mes de octubre y se calculará una diferencia entre la carga actual registrada y la carga del mes pasado. Cabe mencionar que este dato lo otorga CFE mensualmente. Los medidores no registran por separado la carga del medidor ni su factor de potencia, el medidor registra la suma de la potencia real (kw) y la potencia reactiva (kvar) del sistema. 16

Con un multimetro solamente se podrá determinar la potencia aparente del sistema, debido a que este aparato no diferencia la corriente activa con la reactiva, la toma como una sola.

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CARGOS ASOCIADOS A LA CONEXIÓN

CARGOS ASOCIADOS A LA CONEXIÓN CODIGO SERVICIO SUBTOTAL IVA TOTAL 41 Estudio Particularmente Complejo 94,94 15,19 11,13 44 Verificación Medidor en Electrohuila 45 Contador Monofasico Bifilar 14,52 14,52