Factor De Potencia

Introducción
Definiciones
Una instalación eléctrica de corriente alterna, que contiene
máquinas como transformadores, motores, soldadoras,
electrónica de potencia, y demás elementos donde la corriente
está desfasada con respecto a la tensión, absorbe una energía
total llamada energía aparente (Eap).
Esta energía, que generalmente está expresada en kilovolt-
ampere-hora (kVAh), correspondea la potencia aparente S
(kVA) y puede ser separada así :
energía activa (Ea) : expresada en kilowatt-horas (kWh).
Puede ser aprovechada luego de ser transformada en calor o
trabajo mecánico por la máquina receptora.
Esta energía corresponde a la potencia activa P (kW)
energía reactiva (Er) : expresada en kilovar-horas (kvarh).
Es utilizada en los arrollamientos de motores ytransformadores
para crear el campo magnético necesario para su
funcionamiento.
Esta energía corresponde a la potencia reactiva Q (kvar).
A diferencia de la forma anterior de energía, la energía
reactiva resulta improductiva para el usuario.
Por definición, el factor de potencia, ó cos ϕ , de una
máquina eléctrica es igual a la relación entre la potencia activa
P (kW) sobre la potencia aparente S (kVA)y puede variar entre
0 y 1.
Por lo tanto, puede ser usado para identificar fácilmente el nivel
de consumo de energía reactiva de una máquina determinada.
Un factor de potencia igual a 1 significa que no hay consumo de
energía reactiva (carga puramente resistiva)
Un factor de potencia inferior a 1 significa consumo de energía
reactiva : mayor a medida que al factor de potencia se
aproxima a0. (carga puramente inductiva)
En instalaciones eléctricas, el factor de potencia puede ser
diferente dependiendo del tipo de máquinas instaladas y la
forma en que son usadas (descargadas o a plena carga).
Considerando que los medidores eléctricos registran más
fácilmente los consumos de energía activa y reactiva, en
algunos casos se emplea el término tg ϕ (en lugar de cos ϕ )
en lasfacturas de servicio eléctrico.
U, I
U
I
ωt
ϕ
DESFASAJE - ENERGIA - POTENCIA
E a p (S )
E r (Q )
E a (P )
Desfasaje entre corriente y tensión
( ángulo ϕ )
En una red trifásica:
S= 3 x U x I
P= 3 x U x I x cosϕ
Q= 3 x U x I x senϕ
ϕ
cosϕ=
P(kW)
S(kVA)
tgϕ=
Er (kvarh)
Ea (kWh)
2

tg ϕ es el cociente entre la energía reactiva Er (kvarh) y la
energía activa (kWh) consumidosdurante un período
determinado.
A diferencia del cos ϕ , es fácil notar que el valor de tg ϕ debe
ser lo más bajo posible para tener menor consumo de energía
reactiva.
En general, las tablas para corrección del factor de potencia
permiten ingresar indistíntamente con el dato de cos ϕ ó tg ϕ.
Factor de potencia de diferentes tipos de equipos
cosϕ=
1
1 + (tgϕ)²
Equipo
Motores asincrónicosstandard, cargados al :
0%
25%
50%
75%
100%
cos ϕ
0,17
0,55
0,73
0,80
0,85
aprox. 1
aprox. 0,5
0,4 a 0,6
aprox. 1
aprox. 0,85
aprox. 0,85
0,8 a 0,9
aprox. 0,5
0,7 a 0,9
0,7 a 0,8
0,8
0,4 a 0,8
tg ϕ
5,80
1,52
0,94
0,75
0,62
aprox.0
aprox.1,73
2,29 a 1,33
aprox.0
aprox.0,62
aprox.0,62
0,75 a 0,48
aprox.1,73
1,02 a 0,48
1,02 a 0,75
0,75
2,25 a 0,75
Los equiposque consumen mayor
energía reactiva son :
-
-
-
-
Motores eléctricos con baja
carga
Máquinas soldadoras
Hornos de arco y de inducción
Rectificadores de potencia
Lámparas incandescentes
Lámparas fluorescentes
Lámparas de descarga
Hornos de resistencia
Hornos de inducción compensados
Hornos de calentamiento dieléctricos
Soldadoras de resistencia
Soldadoras de arco (monofásicas)Soldadoras de arco rotativas
Soldadoras de arco (transf-rectif)
Hornos de arco
Rectificadores tiristorizados
Ventajas obtenidas por un buen factor de potencia
Un buen factor de potencia optimiza el consumo de una
instalación eléctrica y proporciona las siguientes ventajas :
- Evita el pago de recargos por consumo de energía reactiva
- Reducción del valor de potencia aparente
- Reducción...