Que es el factor de potencia y porque es importante corregirlo

El factor de potencia es una medida de la eficacia con que usa la electricidad. Varios tipos de energía están en funcionamiento para proporcionarnos energía eléctrica.

Potencia de trabajo (kW): la potencia «verdadera» o «real» utilizada en todos los aparatos eléctricos para realizar el trabajo de calefacción, iluminación, movimiento, etc, es expresada en kW o kilovatios. Los tipos comunes de cargas resistivas son la calefacción eléctrica y la iluminación.

Otra carga es la inductiva, como un motor, compresor o balasto, estos requieren ademas de la potencia activa (kW), la potencia reactiva para generar y sostener un campo magnético de operacion. Llamamos a esta potencia no operativa kVAR’s, o kilovolt-amperes-reactivo.

Cada hogar y empresa tiene cargas resistivas e inductivas. La relación entre estos dos tipos de cargas se vuelve importante a medida que agrega más equipo inductivo. La potencia de trabajo y la potencia reactiva conforman la potencia aparente, que se denomina kVA, kilovoltios-amperios. Determinamos la potencia aparente usando la fórmula, kVA(3F) = √3xkVxA.

Yendo un paso más allá, el Factor de potencia (PF) es la relación entre la potencia de trabajo (kW) y la potencia aparente (kVA), o la fórmula PF = kW / kVA. Un PF alto beneficia tanto al cliente como a la empresa, mientras que un Factor de potencia bajo indica una pobre utilización de la energía eléctrica.

Aquí hay un ejemplo. Una operación de estampado de acero funciona a 100 kW (Potencia de trabajo) y el medidor de Energía aparente registra 125 kVA. Para encontrar el PF, divida 100 kW por 125 kVA para obtener un F.P del 80%. Esto significa que solo el 80% de la corriente entrante hace un trabajo útil y el 20% se desperdicia al calentar los conductores. Debido a que la empresa electrificadora debe satisfacer las necesidades tanto de kW como de kVA de todos los clientes, cuanto mayor sea el Factor de potencia, más eficiente será nuestro sistema de distribución.

Porque es bueno tener un factor de potencia cercano a 1:

El factor de potencia es la relación de la corriente y el voltaje en los sistemas de distribución eléctrica de AC. En condiciones ideales, la corriente y la tensión están «en fase» y el factor de potencia es «100%». Si hay cargas inductivas (motores), puede ocurrir un factor de potencia inferior al 100% (normalmente del 80 al 90%).

El bajo factor de potencia, en términos eléctricos, hace que fluya una corriente más intensa en las líneas de distribución de energía para entregar una cantidad determinada de kilovatios a una carga eléctrica.

Mejorar el Factor de potencia puede maximizar la capacidad de transporte de corriente, mejorar el voltaje de los equipos, reducir las pérdidas de energía y reducir las facturas de electricidad. La forma más sencilla de mejorar el factor de potencia es agregar condensadores de corrección F.P al sistema eléctrico.

Los condensadores de corrección F.P actúan como generadores de corriente reactiva. Ayudan a compensar la potencia no funcional utilizada por las cargas inductivas, mejorando así el factor de potencia. La interacción entre los condensadores de F.P y el equipo especializado, como los variadores de velocidad, requiere un sistema bien diseñado.

Los condensadores de corrección de F.P pueden encenderse todos los días cuando se inicia el equipo inductivo. El encendido de un condensador puede producir una condición muy breve de «sobretensión». Si un cliente tiene problemas con los variadores de velocidad que se apagan solos debido a la «sobretensión» aproximadamente a la misma hora todos los días, investigue la secuencia de control de conmutación. Si un cliente se queja acerca de los fusibles que se disparan en algunos casos, pero no en todos, de sus condensadores, verifique las corrientes armónicas.

Los sistemas de distribución de energía en los edificios, o entre edificios, pueden estar sobrecargados por exceso (inútil) de corriente, que significa esto?

Con un factor de potencia unitario (100%), se necesitarían 2.000 KVA de capacidad de red de generación y distribución para entregar 2.000 KW. Si el factor de potencia cayó al 85%, se necesitarían 2.353 KVA de capacidad. Por lo tanto, vemos que un factor de potencia menor tiene un efecto negativo en la capacidad de generación y distribución.

Las sobrecargas de bajo factor de potencia generan, distribuyen y establecen redes con exceso de KVA.

Si posee un edificio grande, debe considerar corregir el factor de potencia deficiente por estas razones:

• Para reducir la posibilidad de cargos adicionales por bajo factor de potencia en el caso de que la electrificadora comience a facturar por correcciones de factor de potencia.

• Para restaurar los (KVA ) capacidad de los alimentadores sobrecargados dentro del complejo de edificios o edificios.

Hay varios métodos para corregir el factor de potencia más bajo. El Comúnmente utilizado son los condensadores.

Bancos de condensadores:

El dispositivo de corrección de factor de potencia más práctico y económico es el condensador. Mejora el factor de potencia porque los efectos de la capacitancia son exactamente opuestos a los de la inductancia.

La varianza de la clasificación KVAR de un condensador muestra cuánta potencia reactiva proporcionará el condensador. Como este tipo de potencia reactiva cancela la potencia reactiva causada por la inductancia, cada kilo de capacitancia disminuye la demanda neta de potencia reactiva en la misma cantidad. Un condensador de 15 KVAR, por ejemplo, cancelará 15 KVA de potencia reactiva inductiva.

Los condensadores se pueden instalar en cualquier punto del sistema eléctrico y mejorarán el factor de potencia entre el punto de aplicación y la fuente de alimentación. Sin embargo, el factor de potencia entre la carga y el condensador permanecerá sin cambios.

Los condensadores generalmente se agregan en cada pieza de equipo que requiera kVAR, por delante de grupos de motores (por delante de los centros de control de motores o paneles de distribución) o en los servicios principales.

Condensadores conmutados:

Las plantas equipadas con cargas inductivas muy grandes e interconectadas, como motores grandes, compresores, etc., pueden requerir condensadores conmutados; es decir, los condensadores están conectados a motores individuales o grupos de motores. Por lo tanto, solo están en acción cuando se enciende la carga del motor. O bien, la capacidad puede encenderse y apagarse en la subestación, dependiendo del factor de potencia medido. La función de conmutación solo es necesaria si los condensadores necesarios son tan grandes que causan un factor de potencia principal indeseable durante los tiempos en que los motores grandes se apagan.