Cómo calcular el tamaño de condensador adecuado en µ-Faradios y kVAR para mejorar la P.F.

Cómo encontrar el valor del banco de capacitores del tamaño correcto en kVAR y microfaradios para la corrección del factor de potencia:3 métodos

Como recibimos muchos correos electrónicos y mensajes de la audiencia para hacer un tutorial paso a paso que muestra cómo calcular el tamaño adecuado de un banco de condensadores en kVAR y microfaradios para corrección y mejora del factor de potencia en circuitos tanto monofásicos como trifásicos.

Este artículo le mostrará cómo encontrar el banco de condensadores del tamaño adecuado tanto en microfaradios como en kVAR para mejorar el "es decir, el condensador" existente. rezagado” P.F al objetivo “i.e. deseado” ya que el factor de potencia corregido tiene múltiples ventajas. A continuación, mostramos tres métodos diferentes con ejemplos resueltos para determinar el valor exacto de la capacitancia de un capacitor para la corrección de P.F.

Ahora comencemos y consideremos los siguientes ejemplos...

¿Cómo calcular el valor del capacitor en kVAR?

Ejemplo:1

Un motor de inducción trifásico de 5 kW tiene un P.F (factor de potencia) de 0,75 en retraso. ¿Qué tamaño de condensador en kVAR se requiere para mejorar el P.F (factor de potencia) a 0,90?

Solución n.° 1 (método simple usando el multiplicador de tablas)

Entrada del motor =5kW

De la tabla, el multiplicador para mejorar el PF de 0,75 a 0,90 es 0,398

Condensador kVAR requerido para mejorar P.F de 0.75 a 0.90

Condensador requerido kVAR =kW x Tabla 1 Multiplicador de 0,75 y 0,90

=5kW x 0,398

=1,99 kVAR

Y Clasificación de Capacitores conectados en cada Fase

=1,99kVAR/3

=0,663 kVAR

Solución n.° 2 (Método de cálculo clásico)

Entrada del motor =P =5 kW

P.F original =Cosθ₁ =0,75

F.F. final =Cosθ₂ =0,90

θ₁ =Coseno ^-1 =(0.75) =41°.41; Bronceado θ₁ =Bronceado (41°.41) =0.8819

θ₂ =Coseno ^-1 =(0,90) =25°,84; Bronceado θ₂ =bronceado (25°,50) =0,4843

Condensador kVAR requerido para mejorar P.F de 0.75 a 0.90

Condensador requerido kVAR =P (Tan θ₁ – Bronceado θ₂ )

=5kW (0,8819 – 0,4843)

=1,99 kVAR

Y Clasificación de Capacitores conectados en cada Fase

1,99 kVAR / 3 =0,663 kVAR

Nota:Tablas para dimensionamiento de capacitores en kVAr y microfaradios para corrección de FP

Las siguientes tablas (proporcionadas al final de esta publicación) han sido preparadas para simplificar el cálculo de kVAR para mejorar el factor de potencia. El tamaño del capacitor en kVAR es el kW multiplicado por el factor de la tabla para mejorar del factor de potencia existente al factor de potencia propuesto. Consulte los otros ejemplos resueltos a continuación.

Ejemplo 2:

Un alternador suministra una carga de 650 kW con un P.F (factor de potencia) de 0,65. ¿Qué tamaño de capacitor en kVAR se requiere para elevar el P.F (factor de potencia) a la unidad (1)? ¿Y cuántos kW más puede suministrar el alternador para la misma carga de kVA cuando P.F mejoró?

Solución n.º 1 (Método de tabla simple usando Tabla Múltiples )

Suministro de kW =650 kW

De la Tabla 1, el multiplicador para mejorar el PF de 0,65 a la unidad (1) es 1,169

Condensador kVAR requerido para mejorar P.F de 0.65 a la unidad (1).

Condensador requerido kVAR =kW x Tabla 1 Multiplicador de 0,65 y 1,0

=650kW x 1,169

=759,85 kVAR

Sabemos que P.F =Cosθ =kW/kVA. . .o

kVA =kW / Cosθ

=650/0,65 =1000 kVA

Cuando el factor de potencia se eleva a la unidad (1)

Número de kW =kVA x Cosθ

=1000 x 1 =1000kW

Por lo tanto, mayor potencia suministrada por el alternador

1000kW – 650kW =350kW

Solución n.° 2 (Método de cálculo clásico)

Suministro de kW =650 kW

P.F original =Cosθ₁ =0,65

F.F. final =Cosθ₂ =1

θ₁ =Coseno ^-1 =(0.65) =49°.45; Bronceado θ₁ =bronceado (41°,24) =1,169

θ₂ =Coseno ^-1 =(1) =0°; Bronceado θ₂ =Bronceado (0°) =0

Condensador kVAR requerido para mejorar P.F de 0.75 a 0.90

Condensador requerido kVAR =P (Tan θ₁ – Bronceado θ₂ )

=650kW (1.169– 0)

=759,85 kVAR

¿Cómo calcular el valor del condensador en microfaradios y kVAR?

Los siguientes métodos muestran que cómo determinar el valor del banco de capacitores requerido tanto en kVAR como en microfaradios . Además, los ejemplos resueltos también muestran que cómo convertir la capacidad de un capacitor en microfaradios a kVAR y kVAR a microfaradios para P.F. De esta forma, se puede instalar un banco de capacitores del tamaño correcto en paralelo a cada lado de carga de fase para obtener el factor de potencia deseado.

Ejemplo:3

Un motor monofásico de 500 voltios y 60 c/s toma una corriente de carga completa de 50 amperios con un factor de potencia de 0,86 en atraso. El factor de potencia del motor debe mejorarse a 0,94 conectando un banco de capacitores a través de él. ¿Calcular la capacidad requerida del capacitor tanto en kVAR como en μ-faradios?

Solución:

(1) Para encontrar la capacidad requerida de capacitancia en kVAR para mejorar el P.F de 0,86 a 0,94 (dos métodos)

Solución n.º 1 (método de tabla)

Entrada del motor =P =V x I x Cosθ

                              =500 V x 50 A x 0,86

                              =21,5 kW

De la tabla, el multiplicador para mejorar el PF de 0,86 a 0,94 es 0,230

Condensador kVAR requerido para mejorar P.F de 0.86 a 0.94

Condensador requerido kVAR =kW x multiplicador de tabla de 0,86 y 0,94

=21,5kW x 0,230

=4,9 kVAR

Solución # 2 (Método de cálculo)

Entrada del motor =P =V x I x Cosθ

                              =500 V x 50 A x 0,86

                              =21,5 kW

P.F real o existente =Cosθ₁ =0,86

Requerido o objetivo P.F =Cosθ₂ =0,94

θ₁ =Coseno ^-1 =(0,86) =30,68°; Bronceado θ₁ =bronceado (30,68°) =0,593

θ₂ =Coseno ^-1 =(0,95) =19,94°; Bronceado θ₂ =bronceado (19,94°) =0,363

Condensador kVAR requerido para mejorar P.F de 0.86 a 0.95

Condensador requerido kVAR =P en kW (Tan θ₁ – Bronceado θ₂ )

=21,5kW (0,593 – 0,363)

=4,954 kVAR

(2) Para encontrar la capacidad requerida de capacitancia en faradios para mejorar el P.F de 0,86 a 0,97 (dos métodos)

Solución n.º 1 (método de tabla)

Ya hemos calculado la capacidad requerida del condensador en kVAR, por lo que podemos convertirla fácilmente en faradios usando esta sencilla fórmula

Capacidad requerida del capacitor en faradios/microfaradios

• C =kVAR / (2π x f x V ² ) en farad
• C =kVAR  x 10 ⁹ / (2π  x f  x V ² ) en microfaradios

Poner los valores en la fórmula anterior

=(4,954 kVAR) / (2 x π x 60 Hz x 500 ² V)

=52,56 μF

Solución # 2 (Método de cálculo)

kVAR =4,954 … (i)

Lo sabemos;

Yo_C =V / X_C

Mientras que X_C =1 / 2π x f xC

Yo_C =V / (1 / 2π x f xC)

Yo_C =V x 2π x f xC

=(500V) x 2π x (60Hz) x C

Yo_C =188495,5 x C

Y,

kVAR =(V x I_C ) / 1000 … [kVAR =( V x I) / 1000 ]

=500 V x 188495,5 x C

Yo_C =94247750 x C... (ii)

Al igualar las ecuaciones (i) y (ii), obtenemos,

94247750 x C =4,954 kVAR x C

C =4,954 kVAR / 94247750

C =78,2 μF

Ejemplo 4

¿Qué valor de capacitancia se debe conectar en paralelo con una carga de 1 kW con un factor de potencia retrasado del 70 % de una fuente de 208 V y 60 Hz para aumentar el factor de potencia general? al 91%.

Solución:

Puede usar el método de tabla o el método de cálculo simple para encontrar el valor requerido de capacitancia en faradios o kVAR para mejorar el factor de potencia de 0,71 a 0,97. Así que usamos el método de la tabla en este caso.

P =1000W

Factor de potencia real =Cosθ₁ =0,71

Factor de potencia deseado =Cosθ₂ =0,97

De la tabla, el multiplicador para mejorar el PF de 0,71 a 0,97 es 0,741

Condensador kVAR requerido para mejorar P.F de 0.71 a 0.97

Condensador requerido kVAR =kW x multiplicador de tabla de 0,71 y 0,97

=1kW x 0,741

=741 VAR o 0,741 kVAR (Valor de capacitancia requerido en kVAR)

Corriente en el Condensador =

Yo_C =Q_C / V

=741kVAR / 208V

=3.56A

Y

X_C =V / Yo_C

=208 V / 3,76 =58,42 Ω

C =1/ (2π x f x X_C )

C =1 (2π x 60 Hz x 58,42 Ω)

C =45,4 μF (Valor de capacitancia requerido en faradios)

Conversión de kVAR de condensador a μ-Faradio y de μ-Faradio a kVAR

Las siguientes fórmulas se utilizan para calcular y convertir condensadores kVAR a Faradios  y viceversa.

Condensador requerido en kVAR

Convertir faradios y microfaradios de capacitores en VAR, kVAR y MVAR.

• VAR =C x 2π  x f  x V ² x 10 ^-6 …     VAR
• VAR =C en μF  x f x V ² / (159.155  x 10 ³ )          …     en VAR
• kVAR =C x 2π  x f  x V ² x 10 ^-9 …     en kVAR
• kVAR =C en μF  x f  x V ² ÷ (159,155  x 10 ⁶ )        …     en kVAR
• MVAR =C x 2π  x f  x V ² x 10 ^-12 …     en MVAR
• MVAR =C en μF  x f  x V ² ÷ (159,155  x 10 ⁹ )        …     en MVAR

Condensador requerido en faradios/microfaradios.

Convertir Capacitor kVAR en Faradios y Microfaradios

• C =kVAR x 10 ³ / 2π x f  x V ² …     en farad
• C =159,155  x Q en kVAR / f  x V ² …     en farad
• C =kVAR  x 10 ⁹ / (2π  x f  x V ² )                       …     en microfaradios
• C =159,155  x 10 ⁶ x Q en kVAR / f  x V ² …     en microfaradios

donde:

• C =Capacitancia en microfaradios
• Q = Potencia reactiva en voltios-amperios-reactiva
• f =Frecuencia en hercios
• V = Tensión en voltios

Es bueno saberlo:

A continuación se muestran las fórmulas eléctricas importantes que se utilizan en el cálculo de la mejora del factor de potencia.

Potencia activa (P) en vatios:

• kW =kVA x Cosθ
• kW =HP x 0,746 o (HP x 0,746) / Eficiencia... (HP =Potencia del motor)
• kW =√ (kVA ² – kVAR ² )
• kW =P =V x I Cosθ … (Monofásico)
• kW =P =√3x V x I Cosθ … (trifásico línea a línea)
• kW =P =3x V x I Cosθ … (línea trifásica a fase)

Potencia aparente (S) en VA:

• kVA =√(kW ² + kVAR ² )
• kVA =kW / Cosθ

Potencia reactiva (Q) en VA:

• kVAR =√(kVA ² – kW ² )
• kVAR =C x (2π x f x V ² )

Factor de potencia (de 0,1 a 1)

• Factor de potencia =Cosθ =P / V I … (Monofásico)
• Factor de potencia =Cosθ =  P / (√3x V x I) … (trifásico línea a línea)
• Factor de potencia =Cosθ =  P / (3x V x I) … (Línea trifásica a neutro)
• Factor de potencia =Cosθ =kW / kVA ... (Tanto monofásico como trifásico)
• Factor de potencia =Cosθ =R/Z … (Resistencia / Impedancia)

Y

• X_C =1 / (2π x f xC) … (X_C =reactancia capacitiva)
• Yo_C =V / X_C … (I =V / R)

Publicaciones relacionadas:

• Potencia activa, reactiva, aparente y compleja

Calculadoras de tamaño de banco de capacitores y corrección de PF

Si los dos métodos anteriores parecen un poco complicados (al menos no deberían serlo), puede usar las siguientes calculadoras en línea de factor de potencia kVAR y microfaradios creadas por nuestro equipo para usted .

• Calculadora de μ-Faradio a kVAR
• Calculadora de kVAR a Farad
• Banco de condensadores en la calculadora de kVAR y µF
• Calculadora de corrección del factor de potencia:¿cómo encontrar un capacitor de P.F en µF y kVAR?
• ¿Cómo convertir los μ-faradios de un capacitor a kVAR y viceversa? Para corrección de P.F

Tabla y tabla de dimensionamiento de capacitores para la corrección del factor de potencia

La siguiente tabla de corrección del factor de potencia se puede utilizar para encontrar fácilmente el tamaño correcto del banco de condensadores para la mejora deseada del factor de potencia. Por ejemplo, si necesita mejorar el factor de potencia existente de 0.6 a 0.98, solo mire el multiplicador para ambas cifras en la tabla que es 1.030. Multiplique este número por la potencia activa existente en kW. Puede encontrar la potencia real multiplicando el voltaje por la corriente y el factor de potencia retrasado existente, es decir, P en Watts =Voltaje en voltios x Corriente en amperios x Cosθ₁ . De esta manera fácil, encontrará el valor requerido de capacitancia en kVAR que se necesita para obtener el factor de potencia deseado.

Aquí está la tabla completa si la necesita descargar como referencia.

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