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Si toda la carga es resistiva como en nuestros hogares, incluidos calentadores, luces, lámparas o ventiladores. el voltaje y la corriente estarían en fase idealmente ya que la carga resistiva consume toda la energía, es decir, la convierte en trabajo útil + calor y no vuelve la energía a la fuente.
Para cargas inductivas, como transformadores y motores, la corriente atrasa la tensión. Estos equipos, en lugar de convertir toda la corriente en trabajo útil + calor, devuelven parte de la energía a la fuente que se conoce como KVAR. Significa que no todo el poder está haciendo un trabajo útil y se está desperdiciando algo de energía.
Esto hace que el voltaje de los retardos de corriente aumente las pérdidas, por lo tanto, para mantener el factor de potencia o hacer que estén en fase, usamos condensadores de corrección para generar el cable de corriente tanto que se pone en fase con el voltaje.
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Por lo tanto, la razón por la que el voltaje de retardo de corriente en un inductor se debe al mismo KVAR que no es que toda la energía se consuma a diferencia de la resistencia.
A continuación se muestra una explicación sorprendente y detallada por el compañero quorian.
Por usuario de Quora
¿Sabes por qué tu factura de electricidad es tan alta?
Lea este artículo y encontrará cuál es la causa de las preocupaciones y cómo puede reducir sus facturas de electricidad.
Algunos conceptos básicos primero.
¿Qué es el factor de potencia?
- El factor de potencia es la relación entre los kW y los kVA extraídos por una carga eléctrica donde el kW es la potencia de carga real y el kVA es la potencia de carga aparente.
- Simplemente, es una medida de qué tan eficientemente la corriente de carga se está convirtiendo en salida de trabajo útil y, más particularmente, es un buen indicador del efecto de la corriente de carga en la eficiencia del sistema de suministro.
Para comprender el factor de potencia, primero comenzaremos con la definición de algunos términos básicos:
- kW es potencia de trabajo (también llamada potencia real o potencia activa o potencia real). Es la potencia que realmente alimenta el equipo y realiza un trabajo útil.
- kVAR es potencia reactiva. Es la potencia que el equipo magnético (transformador, motor y relé) necesita para producir el flujo de magnetización.
- kVA es potencia aparente. Es la “suma vectorial” de kVAR y kW.
Analogía de cerveza para entender el factor de potencia bette
- Veamos una analogía simple para comprender mejor estos términos …
- Digamos que estás en el estadio y es un día muy caluroso. Usted ordena una taza de su favorito está representado por kW.
- Lamentablemente, la vida no es perfecta. Junto con tu espuma. (Y seamos sinceros … esa espuma está representada por kVAR.
- El contenido total de su taza, kVA, es esta suma de kW (la cerveza) y kVAR (la espuma).
- Entonces, ahora que entendemos algunos términos básicos, estamos listos para aprender sobre el factor de potencia: el factor de potencia (PF) es la relación entre la potencia de trabajo y la potencia aparente. Mirando nuestra analogía de jarras de cerveza anterior, el factor de potencia sería la relación de cerveza (kW) a cerveza más espuma (kVA). Por lo tanto, para un KVA dado: cuanta más espuma tenga (cuanto mayor sea el porcentaje de kVAR), menor será su relación de kW (cerveza) a kVA (cerveza más espuma). Por lo tanto, cuanto menor sea su factor de potencia, menos espuma tendrá (cuanto menor sea el porcentaje de kVAR), mayor será su relación de kW (cerveza) a kVA (cerveza más espuma). De hecho, a medida que su espuma (o kVAR) se acerca a cero, su factor de potencia se acerca a 1.0.
Nuestra analogía con las jarras de cerveza es un poco simplista. En realidad, cuando calculamos kVA, debemos determinar la “suma vectorial” de kVAR y kW. Por lo tanto, debemos ir un paso más allá y observar el ángulo entre estos vectores.
El “Triángulo de potencia” ilustra esta relación entre la potencia real kW, la potencia aparente kVA, la potencia reactiva kVA.
¿Qué le hace a mi factura de electricidad?
- Su proveedor de electricidad puede considerar el factor de potencia en sus instalaciones para determinar la demanda, a efectos de facturación, que se utiliza para calcular su cargo de demanda mensual.
- ¡Esto puede tener un impacto significativo en sus cargos por demanda total y su factura mensual de electricidad!
- Si bien su factor de potencia puede variar con el tiempo, en general, un factor de potencia alto indica una utilización efectiva de la energía eléctrica, mientras que un factor de potencia bajo indica una utilización deficiente.
¿Qué causa el factor de baja potencia?
- Dado que el factor de potencia se define como la relación de KW a KVA, vemos que se produce un factor de potencia bajo cuando KW es pequeño en relación con KVA.
- Al igual que en el circuito inductivo puro, la corriente está a 90 ° del voltaje, esta gran diferencia de ángulo de fase entre la corriente y el voltaje causa una potencia cero
- ¿Qué causa un gran KVAR en un sistema? La respuesta es … cargas inductivas. Las cargas inductivas (que son fuentes de potencia reactiva) incluyen:
- Transformadores
- Motores de inducción. Tales como ventiladores de techo, aire acondicionado, lavadoras, etc.
- Generadores de inducción (generadores de molinos de viento)
- Iluminación de descarga de alta intensidad (HID)
- Motores de inducción monofásicos y trifásicos (por lo general, el motor de inducción funciona con un factor de potencia deficiente, es decir, a plena carga, Pf = 0.8 -0.9 Carga pequeña, Pf = 0.2 -0.3 Sin carga, Pf puede llegar a cero (0)
- Carga variable en el sistema de alimentación (Como sabemos que la carga en el sistema de alimentación varía. Durante el período de carga baja, el voltaje de suministro aumenta, lo que aumenta la corriente de magnetización que causa la disminución del factor de potencia)
- Hornos de calentamiento industrial.
- Lámparas de descarga eléctrica (iluminación de descarga de alta intensidad) Lámparas de arco (funcionan con un factor de potencia muy bajo)
- Corrientes Armónicas.
Estas cargas inductivas constituyen una parte importante de la energía consumida en complejos industriales.
¿Por qué debería mejorar mi factor de potencia?
Desea mejorar su factor de potencia por varias razones diferentes. Algunos de los beneficios de mejorar su factor de potencia incluyen:
- Reduzca las tarifas de servicios públicos al : Reducir la demanda máxima de facturación de KW Recuerde que las cargas inductivas, que requieren potencia reactiva, causaron su bajo factor de potencia. Este aumento en la potencia reactiva requerida (KVAR) causa un aumento en la potencia aparente requerida (KVA), que es lo que la empresa suministra, por lo que el bajo factor de potencia de una instalación hace que la empresa tenga que aumentar su capacidad de generación y transmisión para poder maneje esta demanda adicional. Al aumentar su factor de potencia, usa menos KVAR. Esto da como resultado menos KW, lo que equivale a un ahorro en dólares de la empresa de servicios públicos. Eliminando la penalización del factor de potencia. Las empresas de servicios públicos generalmente cobran a los clientes una tarifa adicional cuando su factor de potencia es inferior a 0,95. De hecho, algunas empresas de servicios públicos no están obligadas a entregar electricidad a sus clientes en cualquier momento en que el factor de potencia del cliente caiga por debajo de 0,85. Por lo tanto, puede evitar esta tarifa adicional si aumentando tu factor de potencia. Mayor nivel de voltaje en su sistema eléctrico y motores más fríos y más eficientes. Como se mencionó anteriormente, el factor de potencia no corregido causa pérdidas en el sistema de alimentación en su sistema de distribución. A medida que aumentan las pérdidas de potencia, puede experimentar caídas de voltaje. Las caídas de voltaje excesivas pueden causar sobrecalentamiento y fallas prematuras de los motores y otros equipos inductivos. , minimizará estas caídas de voltaje a lo largo de los cables de alimentación y evitará problemas relacionados. Sus motores funcionarán más fríos y serán más eficientes, con un ligero aumento de capacidad y par de arranque.
- Aumento de la capacidad del sistema y reducción de las pérdidas del sistema en su sistema eléctrico Al agregar condensadores (generadores KVAR) al sistema, se mejora el factor de potencia y se aumenta la capacidad de KW del sistema. El factor de potencia no corregido causa pérdidas del sistema de potencia en su sistema de distribución. mejorando su factor de potencia, estas pérdidas se pueden reducir. Con el aumento actual en el costo de la energía, es muy deseable una mayor eficiencia de la instalación. Y con pérdidas más bajas del sistema, también puede agregar carga adicional a su sistema.
Métodos para la mejora del factor de potencia.
- Minimizando la operación de motores en ralentí o con poca carga. Ya hablamos sobre el hecho de que el factor de bajo poder es causado por la presencia de motores de inducción. Pero, más específicamente, el factor de baja potencia es causado por el funcionamiento de motores de inducción ligeramente cargados.
- Evitar la operación del equipo por encima de su voltaje nominal.
- Reemplazar los motores estándar a medida que se queman con motores de bajo consumo.
¿Cómo funciona la corrección del factor de potencia?
- Al instalar condensadores conmutados de tamaño adecuado en el circuito de distribución de potencia, se mejora el Factor de potencia y el valor se acerca a 1, lo que minimiza el desperdicio de energía, mejora la eficiencia de una planta, libera más kW del suministro disponible y le ahorra dinero. El costo de la instalación generalmente se paga en menos de 1 año de ahorro de electricidad.
En conclusión
- El efecto de tener un factor de potencia por debajo del mínimo estipulado por su proveedor será que pagará más cargos por demanda de lo que pagaría si el factor de potencia estuviera por encima del mínimo requerido.
- Una empresa de servicios públicos cobra esta cantidad adicional para que puedan recuperar sus costos por mantener un buen factor de potencia en su sistema de distribución.
- Si bien el factor de potencia mensual de la instalación generalmente no se muestra específicamente en su factura, es probable que se tenga en cuenta el factor de potencia para determinar su demanda si ve tanto el pico de kW como el pico de kVA en su factura.
- Puede confirmar si su proveedor considera el factor de potencia al determinar la carga de demanda mensual (kW) y, de ser así, cuál es su factor de potencia mínimo requerido, consultando la definición de cargos de demanda en su tarifa eléctrica o comunicándose con su proveedor.
- Sin embargo, tenga en cuenta que si su factor de potencia ya está por encima del nivel mínimo requerido por su proveedor, aumentarlo aún más no reducirá sus cargos por demanda.
- Además, no es necesario corregir su factor de potencia si su proveedor de electricidad no lo tiene en cuenta al determinar sus cargos de demanda.
Espero que ayude.