Factor de Potencia


El factor de potencia es el término usado para describir la relación entre la potencia de trabajo o real y la potencia total consumida, por lo tanto, el triángulo de potencias muestra gráficamente la relación entre la potencia real (kW), la potencia reactiva (kvar) y la potencia total (kVA).

 

Potencia Activa
  • Los diferentes dispositivos eléctricos convierten energía eléctrica en otras formas de energía tales como: lumínica, térmica, química, etc. Esta energía corresponde a una energía útil o potencia activa o simplemente potencia, similar a la energía consumida por una resistencia. Hemos visto previamente que esta potencia puede ser expresada en watts (W).
Potencia Reactiva
  • Los motores, transformadores y en general todos los dispositivos eléctricos que hacen uso del efecto de un campo electromagnético, requieren potencia activa para efectuar un trabajo útil, mientras que la potencia reactiva es utilizada para la generación del campo magnético. Esta potencia reactiva corresponde a la potencia reactiva estando a 90o C desfasada de la potencia activa. Ya vimos que esta potencia es expresada en volts-amperes reactivos (VAR).
¿Por qué existe un
bajo factor de potencia?
  • El factor de potencia existe a consecuencia de que la potencia reactiva, la cual no produce un trabajo físico directo en los equipos, es necesaria para producir el flujo electromagnético que pone en funcionamiento elementos tales como: motores, transformadores, lámparas fluorescentes, equipos de refrigeración y otros similares.
    Cuando el consumo de estos equipos es considerable los requerimientos de potencia reactiva (kvar) aumentan, lo cual produce una disminución exagerada del factor de potencia.
Problemas por un bajo
factor de potencia
  • Aumento de la intensidad de corriente.
  • Pérdidas en los conductores y fuertes caídas de tensión.
  • Incremento en el consumo de potencia activa en las industrias, reducción de la vida útil de los transformadores, motores, cables, etc.
  • Aumentos en sus facturas por consumo de electricidad, pago del recargo por bajo factor de potencia.
Corrección del factor
de potencia
  • Para tener un factor de potencia óptimo es necesario la instalación de capacitores en las instalaciones para llevar el factor de potencia, cos φ, lo más próximo a la unidad. Los capacitores mejoran el factor de potencia.
    La corriente que circula por un capacitor esta adelantada cerca de los 90º respecto a la tensión aplicada en sus bornes. De esta forma compensa el efecto provocado por los elementos que generan campos magnéticos cuya intensidad está retrasada respecto a la tensión y por lo tanto mejora el factor de potencia.
Corrección del factor
de potencia
  • Para tener un factor de potencia óptimo es necesario la instalación de capacitores en las instalaciones para llevar el factor de potencia, cos φ, lo más próximo a la unidad. Los capacitores mejoran el factor de potencia.
    La corriente que circula por un capacitor esta adelantada cerca de los 90º respecto a la tensión aplicada en sus bornes. De esta forma compensa el efecto provocado por los elementos que generan campos magnéticos cuya intensidad está retrasada respecto a la tensión y por lo tanto mejora el factor de potencia.
Filtros de armónicas de
operación automática
tiristorizados
  • Estos equipos son conformados por conjuntos reactor-capacitor similares a los filtros con contactores electromecánicos, las diferencias radican principalmente en lo siguiente:
    • Los grupos son conmutados con relevadores de estado sólido (tiristores), lo que provee una respuesta de gran velocidad (del orden de 10 milisegundos). La conmutación se realiza cuando onda de tensión alterna cruza por cero, lo que asegura que no se crea ningún transitorio por la conexión.
    • El controlador utilizado es de operación ultra rápida, con el fin de operar adecuadamente las secciones del filtro. En este controlador se mide la tensión en las tres líneas, además de corriente en el alimentador en las tres líneas y en el propio filtro. Lo que permite determinar de forma correcta las necesidades instantáneas de energía reactiva, además de identificar escenarios potencialmente peligrosos como condiciones de resonancia o sobretensiones en los capacitores.
  • Estos equipos son lo más sofisticado en cuanto a compensación de energía reactiva. El costo es, en relación a los otros equipos, más elevado; sin embargo representan una solución imposible de alcanzar con otras tecnologías en aquellas aplicaciones en las que existen cargas muy dinámicas (como soldadoras, hornos, punteadoras), así como cargas y elementos que entreguen energía en algún momento al sistema (como grupos electrógenos, motores de polipastos, malacates, grúas, etc).
Ventajas de tener un
factor de potencia
alto
  • La calidad de la energía eléctrica tiene repercusiones directas en la eficiencia de los procesos productivos, en la vida útil de los equipos y en general, en los beneficios obtenidos de las actividades como:
    • La regulación de voltaje y la diminución de la distorsión armónica.
    • Protección contra transitorios de tensión.
    • No tener penalizaciones por parte de CFE.

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