Cálculo del factor de potencia

Cálculo del factor de potencia

El factor de potencia es el factor significativo para evaluar la eficacia del uso de energia electrica en una red de sistema de energía. Si el factor de potencia es bueno o alto (unidad), entonces podemos decir que la energía eléctrica se está utilizando de manera más efectiva en un sistema de energía. A medida que el factor de potencia es pobre o se reduce, la efectividad del uso de energía eléctrica se reduce en el sistema de energía. El factor de potencia deficiente o la reducción del factor de potencia se deben a varias razones. Entonces, para mejorar el factor de potencia, existen varias técnicas de corrección del factor de potencia. La corrección del factor de potencia utilizando condensadores de corrección del factor de potencia es el método mejor y más eficiente de varios métodos de corrección del factor de potencia. Pero, principalmente, debemos saber qué es el factor de potencia, el cálculo del factor de potencia y la corrección del factor de potencia.

¿Qué es el factor de potencia?

Un factor de potencia se puede describir en varios términos, como la relación entre la potencia activa y la potencia aparente, se puede definir como el coseno del ángulo entre el voltaje y la corriente. El coseno del ángulo entre voltaje y corriente se considera (no seno ni tangente ni ángulo cotangente), porque se considera el diagrama fasorial de voltaje o corriente del triángulo de potencia.


Cálculo del factor de potencia

Discutimos que la eficiencia del sistema de energía depende del factor de potencia y para mejorar el uso efectivo de poder en un sistema de poder el factor de potencia debe mejorarse. Pero, antes de eso, debemos conocer el factor de potencia del sistema de potencia, es decir, debemos conocer el cálculo del factor de potencia. El cálculo del factor de potencia se puede derivar utilizando el ángulo entre la tensión de alimentación y la corriente de carga como se muestra en la figura.



Ángulo entre la tensión de alimentación y la corriente de carga

Ángulo entre la tensión de alimentación y la corriente de carga

El factor de potencia siempre se encuentra en un intervalo cerrado de -1 a +1. El cálculo del factor de potencia se puede realizar mediante un triángulo de potencia, el coseno del ángulo entre la potencia activa y la potencia aparente se considera como factor de potencia y es el mismo que el ángulo entre voltaje de suministro y corriente de carga.

Ángulo entre potencia activa y potencia aparente

Ángulo entre potencia activa y potencia aparente

Entonces, si el ángulo entre el voltaje de suministro y la corriente de carga o el ángulo entre la potencia activa y aparente se reduce, entonces el coseno de este ángulo aumenta, lo que hace que el factor de potencia sea casi la unidad. Esto indica la efectividad del uso de energía eléctrica en un sistema de energía. De hecho, el factor de potencia unitario prácticamente no es posible debido a las cargas capacitivas e inductivas que provocan adelantos o retrasos. Por lo tanto, para mejorar el factor de potencia con el fin de utilizar energía eléctrica efectivamente, existen varias técnicas de corrección del factor de potencia.

Anteriormente en este artículo, discutimos que el cálculo del factor de potencia se puede realizar utilizando el ángulo entre el voltaje de suministro y la corriente de carga o el ángulo entre la potencia activa y la potencia aparente. Si consideramos la ecuación de la potencia, entonces el cálculo del factor de potencia se puede realizar de la siguiente manera.


En las siguientes ecuaciones, potencia S-aparente, potencia Q-reactiva y potencia P-activa. El triángulo de poder formado por estos poderes se muestra en la figura.

Factor de potencia y triángulo de potencia

Factor de potencia y triángulo de potencia

La potencia real que se utiliza para alimentar cargas se denomina potencia activa (P) y se da como

Poder activo

Poder activo

La potencia aparente (S) es la magnitud del componente oscilante de potencia instantánea medida en VA o KVA y se puede expresar de la siguiente manera

Poder aparente

Poder aparente

La potencia reactiva y energía guardada en el sistema de potencia son proporcionales entre sí y se miden en VAR o KVAR. Ahora, el cálculo del factor de potencia se puede expresar como

Factor de potencia

Factor de potencia

El factor de potencia (PF) también se denomina factor de potencia de desplazamiento (DPF).

El cálculo del factor de potencia monofásico y el cálculo del factor de potencia trifásico se pueden dar como se muestra a continuación, que se deducen de las ecuaciones de cálculo de potencia monofásica y trifásica.

El factor de potencia monofásico se da como

Cálculo del factor de potencia monofásico

Cálculo del factor de potencia monofásico

Donde potencia-kW, voltaje-voltios y corriente-amperios.

Factor de potencia tres derivado del cálculo de potencia trifásica

Cálculo del factor de potencia trifásico (voltaje de línea a línea)

Cálculo del factor de potencia trifásico (voltaje de línea a línea)

Donde potencia-kW, voltaje de línea a línea-voltios y corriente-amperios.

Cálculo del factor de potencia trifásico (voltaje de línea a neutro)

Cálculo del factor de potencia trifásico (voltaje de línea a neutro)

Donde potencia-kW, voltaje de línea a línea-voltios y corriente-amperios.

Corrección del factor de poder

Después del cálculo del factor de potencia, si es bueno, se dice que la energía eléctrica se usa de manera efectiva en el sistema de energía. Pero, si el cálculo del factor de potencia da un factor de potencia deficiente, entonces se requiere la corrección del factor de potencia para mejorar la eficiencia del sistema. Hay varias razones como cargas inductivas (generadores de inducción, motores de inducción, lámparas de descarga de alta intensidad, etc.), debido a qué factor de potencia se ve afectado.

Por lo tanto, la corrección del factor de potencia mejorará los niveles de voltaje en el sistema de energía, reduce las pérdidas que aumentarán la capacidad del sistema, elimina la penalización del factor de potencia, reduce la demanda de potencia activa máxima y, por lo tanto, reduce las tarifas de servicios públicos. Existen varios métodos para la corrección del factor de potencia (reduciendo el ángulo entre el voltaje de suministro y la corriente de carga, aumentando así el valor del factor de potencia hacia la unidad) como la corrección del factor de potencia usando capacitores de corrección del factor de potencia, corrección síncrona, filtro y factor de potencia de refuerzo activo.

Mejora del factor de potencia utilizando condensadores de corrección del factor de potencia

Condensadores de corrección del factor de potencia

Condensadores de corrección del factor de potencia

El factor de potencia se puede mejorar utilizando capacitores de corrección del factor de potencia utilizando la propiedad de los capacitores, es decir, un factor de potencia líder que puede disminuir el efecto sobre el factor de potencia por cargas inductivas. Porque, la reactancia inductiva de la carga inductiva se puede cancelar utilizando la reactancia capacitiva de los capacitores de corrección del factor de potencia. Hay varios tipos de condensadores de corrección del factor de potencia, como los condensadores de corrección del factor de potencia ABB, los condensadores de corrección del factor de potencia fijo y los condensadores de corrección automática del factor de potencia, que se utilizan normalmente para la corrección del factor de potencia.

En este artículo, hablamos sobre el cálculo del factor de potencia pero, ¿sabe cómo calcular la resistencia usando código de color de la resistencia ? ¿Conoce la calculadora de resistencias en línea y la calculadora de la ley de Ohm?