Cómo Encontrar el Valor del Banco de Condensadores del Tamaño correcto tanto en kVAR como en Microfarads para la Corrección del Factor de Potencia – 3 Métodos

Ya que 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 micro-farad para la corrección y mejora del factor de potencia en circuitos monofásicos y trifásicos.

Este artículo mostrará cómo encontrar el banco de condensadores de tamaño adecuado tanto en Microfarads como en kVAR para mejorar el PF existente «es decir, rezagado» al «deseado» objetivo como factor de potencia corregido tiene múltiples ventajas. A continuación, mostramos tres métodos diferentes con ejemplos resueltos para determinar el valor exacto de capacitancia de un condensador para corrección de P. F.

Ahora comencemos y consideremos los siguientes ejemplos…

¿Cómo calcular el Valor del Condensador en kVAR?

Ejemplo: 1

Un motor de inducción de 3 fases y 5 kW tiene un factor de potencia de 0,75 de retraso. ¿Qué tamaño de condensador en kVAR se requiere para mejorar el P. F (Factor de Potencia) a 0,90?

Solución # 1 (Método simple que usa el Multiplicador de tabla)

Entrada del motor = 5kW

De la Tabla, El multiplicador para mejorar el PF de 0.75 a 0.90 es 0.398

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

Condensador requerido kVAR = kW x Multiplicador de Tabla 1 de 0.75 y 0.90

= 5kW x 0.398

= 1.99 kVAR

Y Clasificación de Condensadores conectado en cada fase

= 1,99 kVAR / 3

= 0.663 kVAR

Solución # 2 (Método de Cálculo Clásico)

Entrada del motor = P = 5 kW

P. F Original = Cosθ1 = 0,75

P. F final = Cosθ2 = 0,90

θ1 = Cos-1 = (0.75) = 41°.41; Tan θ1 = Tan (41°.41) = 0.8819

θ2 = Cos-1 = (0.90) = 25°.84; Tan θ2 = Tan (25°.50) = 0.4843

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

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

= 5kW (0.8819 – 0.4843)

= 1.99 kVAR

Y Clasificación de Condensadores conectados en cada Fase

1,99 kVAR / 3 = 0,663 kVAR

Nota: Tablas para Dimensionamiento de Condensadores en kVAr y microfarads para Corrección de PF

Las siguientes tablas (dadas al final de este post) han sido preparadas para simplificar el cálculo de kVAR para la mejora del factor de potencia. El tamaño del condensador en kVAR es el kW multiplicado por factor en la tabla para mejorar del factor de potencia existente al factor de potencia propuesto. Compruebe los otros ejemplos resueltos a continuación.

Ejemplo 2:

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

Solución # 1 (Método de Tabla Simple usando Tabla Múltiple)

Suministrando kW = 650 kW

De la Tabla 1, el Multiplicador para mejorar PF de 0.65 a unity (1) es 1.169

Condensador KVAR requerido para mejorar PF de 0.65 a unity (1).

Condensador requerido kVAR = kW x Multiplicador de la tabla 1 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 unidad (1)

No de kW= kVA x Cosθ

= 1000 x 1 = 1000kW

Por lo tanto, aumenta la potencia suministrada por el alternador

1000kW – 650kW = 350kW

Solución # 2 (Método de Cálculo Clásico)

Kw de suministro = 650 kW

P. F Original = Cosθ1 = 0.65

P. F final = Cosθ2 = 1

θ1 = Cos-1 = (0.65) = 49°.45; Tan θ1 = Tan (41°.24) = 1.169

θ2 = Cos-1 = (1) = 0°; Tan θ2 = Tan (0°) = 0

Condensador KVAR requerido para mejorar P. F de 0,75 a 0.90

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

= 650kW (1.169– 0)

= 759.85 kVAR

¿Cómo calcular el Valor del Condensador en Microfaradio & kVAR?

Los siguientes métodos muestran cómo determinar el valor del banco de condensadores requerido tanto en kVAR como en Micro-Farads. Además, los ejemplos resueltos también muestran cómo convertir la capacidad de un condensador en microfaradio a kVAR y kVAR a microfaradio para P. F. De esta manera, se puede instalar un banco de condensadores de tamaño adecuado en paralelo a cada lado de carga de fase para obtener el factor de potencia objetivo.

Ejemplo: 3

Un motor monofásico de 500 voltios y 60 c/s toma una corriente a plena carga de 50 amperios a un retraso de P. F 0.86. El factor de potencia del motor debe mejorarse a 0,94 conectando el banco de condensadores a través de él. Calcular la capacidad requerida del condensador tanto en kVAR como en μ-Farad?

Solución:

(1) Para encontrar la capacidad de Capacitancia requerida en kVAR para mejorar P. F de 0.86 a 0.94 (Dos Métodos)

Solución #1 (Método de tabla)

Entrada del motor = P = V x I x Cosθ

= 500V x 50A x 0.86

= 21.5kW

De la Tabla, El Multiplicador para mejorar PF de 0.86 a 0.94 es 0.230

Condensador requerido kVAR para mejorar PF de 0.86 a 0.94

Condensador requerido kVAR = kW x Multiplicador de tabla de 0.86 y 0.94

= 21.5 kW x 0,230

= 4,9 kVAR

Solución # 2 (Método de cálculo)

Entrada del motor = P = V x I x Cosθ

= 500V x 50A x 0,86

= 21,5 kW

P actual o existente. F = Cosθ1 = 0,86

Requerido o objetivo P. F = Cosθ2 = 0,94

θ1 = Cos-1 = (0.86) = 30.68°; Tan θ1 = Tan (30,68°) = 0.593

θ2 = Cos-1 = (0.95) = 19.94°; Tan θ2 = Tan (19.94°) = 0.363

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

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

= 21.5 kW (0.593 – 0.363)

= 4.954 kVAR

(2) Para encontrar la capacidad de Capacitancia requerida en Farads para mejorar P. F de 0,86 a 0.97 (Dos Métodos)

Solución #1 (Método de tabla)

Ya hemos calculado la Capacidad requerida del Condensador en kVAR, por lo que podemos convertirlo fácilmente en Farads usando esta fórmula simple

Capacidad requerida del Condensador en Farads/Microfarads

• C = kVAR / (2π x f x V2) en Farad
• C = kVAR x 109 / (2π x f x V2) en Microfarada

Poniendo los valores en la fórmula anterior

= (4,954 kVAR) / (2 x π x 60 Hz x 5002V)

= 52,56 µF

Solución # 2 (Método de cálculo)

kVAR = 4.954 … (i)

sabemos que;

IC = V / XC

Mientras que XC = 1 / 2π x f x C

IC = V / (1 / 2 x f x C)

IC = V x 2 x f x C

= (500V) x 2 x (60Hz) x C

IC = 188495.5 x C

Y,

kVAR = (V x IC) / 1000 …

= 500 x 188495.5 x C

IC = 94247750 x C … (ii)

Igualando la Ecuación (i) & (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 un dibujo de carga de 1 kW con un factor de potencia de retraso del 70% desde una fuente de 208 V, 60 Hz para elevar el factor de potencia general al 91%.

Solución:

Puede utilizar el método de tabla o el método de cálculo Simple para encontrar el valor requerido de Capacitancia en Farads o kVAR para mejorar el factor de potencia de 0,71 a 0,97. Así que usamos el método de tabla en este caso.

P = 1000W

Factor de potencia real = Cosθ1 = 0.71

Factor de potencia deseado = Cosθ2 = 0.97

De la Tabla, Multiplicador para mejorar PF de 0.71 a 0.97 es 0.741

Condensador requerido kVAR para mejorar PF 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 =

IC = QC / V

= 741kVAR / 208V

= 3,56 A

Y

XC = V / IC

= 208V / 3,76 = 58,42 Ω

C = 1/ (2π x f x XC)

C = 1 (2π x 60Hz x 58.42Ω)

C = 45.4 µF (valor de Capacitancia requerido en Farads)

Condensador kVAR a μ-Farad & Conversión de μ-Farad a kVAR

Las siguientes fórmulas se utilizan para calcular y convertir condensador kVAR a Farads y Viceversa.

Condensador requerido en kVAR

Convertir Condensadores Farads & Microfarads en VAR, kVAR y MVAR.

• VAR = C x 2 x f x V2x 10-6 … VAR
• VAR = C en µF x f x V2 / (159.155 x 103) … en VAR
• kVAR = C x 2 x f x V2 x 10-9 … en kVAR
• kVAR = C en µF x f x V2 ÷ (159.155 x 106) … in kVAR
• MVAR = C x 2π x f x V2 x 10-12 … in MVAR
• MVAR = C in μF x f x V2 ÷ (159.155 x 109) … in MVAR

Required Capacitor in Farads/Microfarads.

Convert Capacitor kVAR in Farads & Microfarads

• C = kVAR x 103 / 2π x f x V2 … in Farad
• C = 159.155 x Q in kVAR / f x V2 … in Farad
• C = kVAR x 109 / (2π x f x V2) … in Microfarad
• C = 159.155 x 106 x Q in kVAR / f x V2 … in Microfarad

Where:

• C = Capacitancia en Microfarada
• Q = Potencia reactiva en Voltios-Amp-Reactivos
• f = Frecuencia en Hertz
• V = Voltaje en Voltios

Bueno saber:

A continuación se presentan las fórmulas eléctricas importantes utilizadas 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 Caballo de Motor)
• kW = √ (kVA2 – kVAR2)
• kW = P = V x I Cosθ Cos (Monofásico)
• kW = P = √3x V x I Cosθ kW (Línea Trifásica a Línea)
• kW = P = 3x V x I Cosθ ((Línea Trifásica a Fase))

Potencia (S) aparente (S) en VA:

• kVA = √(kW2 + kVAR2)
• kVA = kW / Cosθ

Potencia reactiva (Q) en VA:

• kVAR = √(kVA2 – kW2)
• kVAR = C x (2π x f x V2)

Factor de potencia (a partir de 0.1 a 1)

• Factor de Potencia = Cosθ = P / V I
• Factor de Potencia = Cosθ = P / (√3x V x I)
• Factor de Potencia = Cosθ = P / (3x V x I)
• Factor de Potencia = Cosθ = kW / kVA
• Factor de potencia = Cosθ = R/Z … (Resistencia / Impedancia)

Y

• XC = 1 / (2π x f x C) … (XC = Reactancia capacitiva)
• IC = V / XC IC (I = V / R)

• Activo, Reactivo, Aparente & Potencia compleja

Dimensionamiento del banco de condensadores & Calculadoras de corrección de PF

Si los dos métodos anteriores parecen un poco complicados (lo que no debería ser al menos), puede usar las siguientes calculadoras en línea de factor de potencia kVAR y microfarads hechas por nuestro equipo para usted.

• Calculadora μ-Farad a kVAR
• Calculadora kVAR a Farad
• Banco de Condensadores en kVAR & Calculadora µF
• Calculadora de Corrección del Factor de Potencia – ¿Cómo Encontrar Condensador P. F en µF & kVAR?
• ¿Cómo convertir Condensadores μ-Farad a kVAR y Viceversa? Para Corrección de P. F

Tabla de Dimensionamiento del Condensador & Tabla de 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, simplemente mire el multiplicador para ambas figuras en la tabla que es 1.030. Multiplique este número con la potencia activa existente en kW. Usted puede encontrar el verdadero poder de multiplicar el voltaje de la corriente y el factor de potencia es decir, P en Vatios = 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 toda la tabla si necesita descargarla como referencia.

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