•
El
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:
f.d.p. = P/S
•
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 energía consumida 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.
•
La potencia efectiva o real
es la que en el proceso de transformación de
la energía eléctrica se aprovecha como
trabajo: es la potencia activa P:
Sistema
monofásico: P = V I COS
j ¨
Sistema
trifásico
P: =
Ö3
V I COS
j
La
potencia
reactiva Q es la encargada de
generar el campo magnético que
requieren para su funcionamiento los
equipos inductivos
como los motores y
transformadores:
Sistema
monofásico: Q = V I sen
j
¨
Sistema trifásico:
Q
=
Ö3
V
I sen
j
La
potencia aparente S es la
suma geométrica de las potencias
activa y reactiva, o también:
Sistema monofásico: S = V I
¨
Sistema trifásico:
S =
Ö3
V I
Gráficamente estas tres
expresiones están relacionadas
mediante el "triángulo de
potencias" :
•
Dependiendo del tipo de
carga, el factor de potencia
puede ser:adelantado,
retrasado, igual a 1.
•
En las cargas
resistivas como
las lámparas
incandescentes, la
tensión y la corriente
están
en fase en
este caso, se tiene un
factor de potencia
unitario
•
En las cargas
inductivas como
los motores y
transformadores, la
intensidad se encuentra
retrasada
respecto a al tensión.
En este caso se tiene un
factor de potencia
retrasado.
•
En las
cargas
capacitivas
como los
condensadores,
la corriente se
encuentra
adelantada
respecto al
voltaje.
En este caso se
tiene un factor
de potencia
adelantado.
Un receptor que
debe de producir
una potencia P
lo puede hacer
absorbiendo de
la línea una
potencia Q o Q'
tal como se ve
en el esquema de
debajo,
con
Cos
j
y
Cos
j
'
respectivamente
(
j
<
j
' entonces Cos
j
>
Cos
j
').
Sin embargo en
el primer caso
la intensidad
absorbida es
menor que en el
segundo ( S = UI
< S = UI'
entonces I
< I' ) con la
consiguiente
reducción de las
pérdidas por
efecto joule.
Entonces
en una instalación nos
interesa tener valores
altos del factor de
potencia (Cos
j).
Problemas
por
bajo
factor
de
potencia
|
E Mayor consumo de corriente.
•E Aumento de las pérdidas e incremento de las caídas de tensión en los conductores.
•E Sobrecarga de transformadores, generadores y líneas de distribución.
•E Incremento de la facturación eléctrica por mayor consumo de corriente.
|
Beneficios
por
corregir
el
factor
de
potencia
|
E
Disminución
de
las
pérdidas
en
conductores.
•E
Reducción
de
las
caídas
de
tensión.
•E
Aumento
de
la
disponibilidad
de
potencia
de
transformadores,
líneas
y
generadores.
•E
Incremento
de
la
vida
útil
de
las
instalaciones
E Reducción de los costos por facturación eléctrica.
|
Compensación
del factor de potencia
en un circuito
monofásico
Las cargas
inductivas requieren
potencia reactiva
para su
funcionamiento. Esta
demanda de potencia
reactiva se puede
reducir e incluso
anular si se colocan
condensadores en
paralelo con la
carga. Cuando se
reduce la potencia
reactiva, se mejora
el factor de
potencia.
De
la figura
siguiente se
deduce que
la potencia
reactiva del
condensador
ha de ser:
|
|
QC = Q' - Q = P (Tag j ' - tag j)
y como QC = UIC = U2wC
U2wC = P (Tag j ' - tag j)
C = P (Tag j ' - tag j) / U2w |
Compensación del factor
de potencia en un
circuito trifásico
Las cargas
inductivas requieren
potencia reactiva
para su
funcionamiento. Esta
demanda de potencia
reactiva se puede
reducir e incluso
anular si se colocan
condensadores en
paralelo con la
carga. Cuando se
reduce la potencia
reactiva, se mejora
el factor de
potencia.
C = P·(tagj'-tagj)/3·U2·w
|
