Factor de potencia

Capacitores y corrección del Factor de Potencia
El factor de potencia se define como el cociente de la relación de la potencia activa entre la potencia aparente; esto es: FP = P S Comúnmente, el factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo. El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energíaconsumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo. Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energía necesaria para producir un trabajo útil. Potencia Activa La potencia efectiva o real es la que en el proceso de transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo. Unidades: Watts (W) Símbolo: P Potencia Reactiva La potencia reactivaes la encargada de generar el campo magnético que requieren para su funcionamiento los equipos inductivos como los motores y transformadores. Unidades: VAR Símbolo: Q Potencia Aparente La potencia aparente es la suma geométrica de las potencias efectiva y reactiva; es decir: Unidades: VA Símbolo: S

El triángulo de Potencias

De la figura se observa: P = Cos S Por lo tanto: FP =Cos

Elángulo En electrotecnia, el ángulo encuentran en fase. nos indica si las señales de voltaje y corriente se )

Dependiendo del tipo de carga, el factor de potencia (FP =Cos puede ser: • adelantado • retrasado • igual a 1

Tipos de cargas Cargas Resistivas En las cargas resistivas como las lámparas incandescentes, el voltaje y la corriente están en fase. En este caso, se tiene un factor depotencia unitario. Cargas Inductivas En las cargas inductivas como los motores y transformadores, la corriente se encuentra retrasada respecto al voltaje. En este caso se tiene un factor de potencia retrasado. Cargas Capacitivas En las cargas capacitivas como los condensadores, la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje. Factor de potencia adelantado.

Diagramas fasoriales del voltaje yla corriente Según el tipo de carga, se tienen los siguientes diagramas:

Causas del Bajo Factor de Potencia Para producir un trabajo, las cargas eléctricas requieren de un cierto consumo de energía, cuando este consumo es en su mayoría energía reactiva, el valor del ángulo se incrementa y disminuye el factor de potencia. Factor de potencia vs ángulo

Problemas por bajo factor de potenciaProblemas técnicos: • Mayor consumo de corriente. • Aumento de las pérdidas en conductores. • Sobrecarga de transformadores, generadores y líneas de distribución. • Incremento de las caídas de voltaje.

Pérdidas en un conductor vs factor de potencia

Problemas económicos: • Incremento de la facturación eléctrica por mayor consumo de corriente. • Penalización de hasta un 120 % del costo de lafacturación. Beneficios por corregir el factor de potencia Beneficios en los equipos: - Disminución de las pérdidas en conductores. - Reducción de las caídas de tensión. - Incremento de la vida útil de las instalaciones. - Aumento de la disponibilidad de potencia de transformadores, líneas y generadores. Beneficios económicos: • Reducción de los costos por facturación eléctrica. • Eliminación delcargo por bajo factor de potencia. Compensación del factor de potencia Las cargas inductivas requieren potencia reactiva para su funcionamiento. Esta demanda de reactivos se puede reducir e incluso anular si se colocan capacitores en paralelo con la carga. Cuando se reduce la potencia reactiva, se mejora el factor de potencia.

En la figura anterior se tiene: • QL es la demanda de reactivos de unmotor y la potencia aparente correspondiente. • QC es el suministro de reactivos del capacitor de compensación La compensación de reactivos no afecta el consumo de potencia activa, por lo que P es constante. Como efecto del empleo de los capacitores, el valor del ángulo  se reduce a La potencia aparente S1 también disminuye, tomando el valor de S2 Al disminuir el valor del ángulo se incrementa...