¿Cómo mejora el motor síncrono el factor de potencia?

En primer lugar debemos saber por qué necesitamos mejorar el factor de potencia. Supongamos que queremos transmitir una cantidad P de potencia al centro de carga con un factor de potencia de 0,1.

Por lo tanto, la Corriente que fluye a través de la Línea de Transmisión I1 = P/0.1V

= 10P/V

Ahora bien, si transmitimos potencia con un factor de potencia de 1, la corriente que fluye a través de la línea de transmisión I2 = P/V

Está claro que I2 es 10 veces menor que I1. Por lo tanto, con un mejor factor de potencia, la corriente que fluye a través de la línea de transmisión se reducirá, lo que a su vez reducirá la I2r pérdida y aumentar la eficiencia.

Además, un factor de potencia deficiente a una corriente de carga mayor conducirá a una regulación de voltaje deficiente de la línea de transmisión, el transformador, etc., debido a lo cual el rendimiento de los motores de inducción, las lámparas fluorescentes, etc. Por lo tanto, es muy importante tener un factor de potencia cercano a la unidad para mejor aprovechamiento de los dispositivos, para aumentar la eficiencia y tener una mejor regulación de voltaje.

Ahora, volvemos a nuestro tema sobre cómo el motor síncrono ayuda a mejorar el factor de potencia. La gran característica del motor síncrono es su capacidad para operar con un factor de potencia líder cuando está sobreexcitado. Se puede hacer que un motor síncrono funcione con un factor de potencia unitario y principal simplemente aumentando su voltaje de excitación, es decir, aumentando la corriente de campo. Esta ventaja del motor síncrono se utiliza para mejorar el factor de potencia. Un motor síncrono cuando solo se usa para mejorar el factor de potencia se conoce como condensador síncrono. El condensador síncrono normalmente se instala en el extremo receptor de una línea de suministro cuando el uso de un banco de condensadores no resulta económico. Siempre se debe tener en cuenta que un inductor consume potencia reactiva mientras que un condensador es generador de potencia reactiva. Si en cualquier punto del sistema de potencia, la generación de potencia reactiva es mayor que el consumo, entonces el voltaje en ese punto aumentará y viceversa. Por lo tanto, si tenemos una carga inductiva que exige un VAR retrasado (Volta Ampere Reactive), entonces podemos conectar el condensador síncrono para satisfacer la demanda como se muestra en la figura a continuación.

De esta forma localmente se cubrirá la demanda de VAR atrasado y se relevará al sistema de suministro de suministrar el VAR atrasado y solo suministrará potencia activa. Como el sistema de suministro solo proporciona la potencia activa y no la potencia reactiva,

tanƟ = Potencia reactiva/Potencia activa = 0

Por lo tanto, Factor de potencia = Costo = Cos0 = 1.

Así vemos que usando Condensador Síncrono, mejora el factor de potencia.

Ahora, tomaremos un ejemplo para ilustrar la cosa más claramente.

Ejemplo:

Una fábrica tiene una carga total de 1800 kW con un factor de potencia de 0,6 en atraso. Si se desea mejorar el factor de potencia a 0,95 utilizando un condensador síncrono, calcule

La calificación kVA del condensador síncrono
kVA totales de fábrica.

Solución:

Sin instalar condensador síncrono,

La calificación kVA de Factory = 1800 / 0.6 = 3000 kVA

Ahora,

La Demanda de Potencia Reactiva de Fábrica = kVAxSinƟ

= 3000×0.8

= 2400kVAR

Ahora, queremos mejorar el factor de potencia a 0,95, por lo tanto, necesitamos saber cuánta potencia reactiva debe suministrar el condensador síncrono.

Potencia reactiva a un factor de potencia de 0,95,

= kWxtanƟ

= 1800×0.329

= 592,2 kVAR

Tenga en cuenta aquí que hemos usado kWxtanƟ no kVAxSinƟ porque los kW permanecerán constantes pero los kVA cambiarán cuando usemos el condensador síncrono.

Por lo tanto, la potencia reactiva que necesita suministrar el condensador síncrono para mejorar el factor de potencia a 0,95 = (2400 – 592,2) = 1807,8 kVAR

Por lo tanto, la clasificación del condensador síncrono = 1807 kVA, ya que la clasificación del condensador síncrono está en kVA, no en kVAR.

Ahora,

Clasificación total de kVA de la fábrica =

Aquí lo más importante es observar que la clasificación de kVA de fábrica se ha reducido de 3000 a 1894,91 pero a expensas del condensador síncrono de clasificación 1807,8 kVA. Por lo tanto, la corriente que fluye a través de los cables, transformadores, etc. se reducirá y, por lo tanto, conducirá a un ahorro en la factura de energía, ya que se reducirán las pérdidas óhmicas en el cable, el devanado del transformador, etc.

Espero que todo esté claro ahora. ¡Gracias!