sábado, 3 de noviembre de 2012

EL FACTOR DE POTENCIA

 EL FACTOR POTENCIA.

El factor de potencia* es el termino usado para describir la relación entre la potencia de trabajo (real) y la potencia real consumida. Así pues, el triangulo de potencias muestra gráficamente la relación entre la potencia real (KW), la potencia reactiva (KVAR) y la potencia total (KVA).

Al utilizar un motor eléctrico, la potencia real o activa, es la que en el proceso de transformación se puede aprovechar como trabajo, haciéndola productiva y utilizable. Esta potencia se mide en (KW).

La potencia reactiva a pesar de ser necesaria para la magnetización en los motores, transformadores y otras cargas que contienen bobinas (inductivas), (por ejemplo, el magnetismo en los denevados del motor es necesario para que el motor gire) no produce ningún trabajo util.
Esta potencia se mide en Kilovolts-amperes reactivos (KVAR).

En toda instalación eléctrica existen los dos tipos de potencias ya mencionadas, a su combinación se le conoce como potencia aparente siendo la que se maneja y controla en las redes eléctricas. Esta se mide en Kilovolts-amperes (KVA).

La combinación de las tres potencias anteriores, determina lo que se conoce como el triangulo de potencias 


                                                               Triangulo de potencias.

Donde:

KW:          Potencia Real.
KWAR:     Potencia Reactiva (No produce trabajo, pero si hay que pagar por ella).
KVA:         Potencia real requerida para alimentar la recarga.

*por definición  el factor de potencia (F.P.) indica la cantidad de energía que se ha convertido en trabajo, y esta dado por la relación:

FACTOR DE POTENCIA: F.P. = KW = Cos¢
                                              KVA



Las cargas puramente resistivas, tales como calefactores, lampara incandescentes ( foco común , etc.; no requieren potencia reactiva para su funcionamiento, entonces la potencia real y la potencia total son iguales (F.P. = 1).

Sin embargo el equipo que requiere para su funcionamiento de la corriente de magnetización para la creación del campo, tal como motores, transformadores, balastros, etc.; consume ademas, potencia reactiva (KVAR), por la cual también hay que pagar.

La idea pues, es que se tenga un factor de potencia unitario, lo cual indica que no existen perdidas o que toda la energía consumida ha sido transformada en trabajo. O lo que es lo mismo, KW = KVA, o sea que la potencia reactiva KVAR = 0

Desventajas de un bajo factor de potencia.

1. Incremento de corriente en las lineas.
2. Mayor costo por concepto  de pago de energía eléctrica.
3. Perdidas en los conductores y equipo eléctrico.
4. Caída de tensión.
5. Desaprovechamiento de la capacidad del transformador o sobrecarga.
6. Mayores costos en la instalación de conductores alimentadores.

1. Incremento de corriente en la lineas.- Cuando el factor de potencia decrece, la corriente se incrementa en los conductores, por lo que los transformadores y los conductores quedan sobrecargados, incrementando así las perdidas.

2. Mayor costo por concepto de pago de energía eléctrica.- Como resulta obvio, al consumir mayor energía que la que se aprovecha en forma de trabajo útil  las plantas generadores de electricidad (C.F.E.), tienen que generar la energía suficiente para proporcionarla a los usuarios, aunque no la aprovechen correctamente, así como también C.F.E, tiene que dimensionar adecuadamente sus lineas de energía  transformadores y equipo, por lo cual cobra un "cargo por bajo factor de potencia", ya que este va en función de que también esta siendo aprovechada la energía eléctrica  El factor de potencia mínimo requerido por C.F.E. es del 0.9 (o sea 90%), cuando es menor del 90%, C.F.E. cobrara un cargo (penalización) adicional por bajo factor de potencia el cual se aplica usando la siguiente formula:

Porcentaje de recargo*= 3/5 ( ( 90 / FP ) - 1) x 100           FP menor que 90%

*Para conocer el recargo en pesos, obtenemos ese porcentaje de recargo, del importe total del consumo de energía eléctrica.

3. Perdidas en los conductores y equipo eléctrico  Puesto que la corriente total en los conductores va en función del factor de potencia, cuando el factor de potencia decrece, la corriente aumenta. En un conductor eléctrico  las perdidas son proporcionales al cuadro de la corriente. Si se mejora el factor de potencia, la reducción de las perdidas en watts, se da en un factor que se obtiene mediante la siguiente expresión:

% DE REDUCCIÓN = ( 1 - ( COS ² ϕ 1 / COS ²  ϕ 2 )) X 100.

Donde : COS ² ϕ 1 es el factor de potencia original y cos ϕ 2 el factor de potencia corregido.
De manera de que, por ejemplo, si el factor de potencia original es del 60% y el corregido es del 98%:

                                     % de reducción = ( 1- ( 0.60² / 0.98 ² ) ) X 100 = 62.51 %.

4. Caída de Tensión  Al estar presente la componente de corriente reactiva de la linea por la acción del factor de potencia bajo, aumenta la corriente total del sistema, por lo que la caída de tensión también aumenta disminuyendo así el voltaje, lo cual es, las mas de las veces, perjudicial para la maquinaria y equipo.

5. Desaprovechamiento de la capacidad del transformador o sobrecarga. Cuando el factor de potencia esta bajo, la corriente aumenta, aumentando también la potencia total necesaria. Por lo anterior, el transformador puede quedar sobrecargado o justo, siendo que en gran parte esta siendo cargado por la potencia reactiva y no dejando ya oportunidad de incrementar la carga, a menos que se instale un nuevo transformador de mayor capacidad.
                                                                    Transformador.

6. Mayores costos en la instalación de conductores alimentadores. Resulta obvio que al incrementarse la corriente, los conductores deberán de soportarla, por lo que en realidad están sobre dimensionados. Siendo así  los costos por la instalación serán mayores.





No hay comentarios:

Publicar un comentario