Qué es el factor de potencia: corrección, fórmula y definición
En general el poder es la capacidad para hacer trabajo. En el dominio eléctrico, la energía eléctrica es la cantidad de energía eléctrica que se puede transferir a alguna otra forma (calor, luz, etc.) por unidad de tiempo. Matemáticamente, es el producto de la caída de voltaje a través del elemento y la corriente que fluye a través de él. Considerando primero los circuitos de CC, que tienen solo fuentes de voltaje de CC, los inductores y los condensadores se comportan como cortocircuito y circuito abierto respectivamente en estado estable.
Por lo tanto, todo el circuito se comporta como un circuito resistivo y toda la energía eléctrica se disipa en forma de calor. Aquí el voltaje y la corriente están en
Ahora llegando al circuito de CA, aquí tanto el inductor como el condensador ofrecen una cierta cantidad de impedancia dada por:
El inductor almacena energía eléctrica en forma.La energía magnética y el condensador almacenan energía eléctrica en forma de energía electrostática. Ninguno de ellos lo disipa. Además, hay un cambio de fase entre el voltaje y la corriente.
Por lo tanto, cuando consideramos que todo el circuito consiste en una resistencia, un inductor y un condensador, existe una diferencia de fase entre la fuente de voltaje y la corriente.
El coseno de esta diferencia de fase se llama factor de potencia eléctrica. Este factor (-1 <cosφ <1) representa elfracción de la potencia total que se utiliza para hacer el trabajo útil. La otra fracción de la energía eléctrica se almacena en forma de energía magnética o energía electrostática en el inductor y el condensador, respectivamente.
La potencia total en este caso es:
Esto se denomina potencia aparente y su unidad es VA (Volt Amp) y se denota con "S". Una fracción de esta potencia eléctrica total que hace nuestro trabajo útil se llama potencia activa. Lo denotamos como "P".
P = Potencia activa = Potencia eléctrica total.cosφ y su unidad es vatio.
La otra fracción de potencia se llama potencia reactiva. La potencia reactiva no hace un trabajo útil, pero se requiere para que el trabajo activo se realice. Lo denotamos con "Q" y matemáticamente está dado por:
Q = Potencia reactiva = Potencia eléctrica total.sinφ y su unidad es VAR (Volt Amp Reactivo). Esta potencia reactiva oscila entre la fuente y la carga. Para ayudar a entender esto mejor, todos estos poderes están representados en forma de
Matemáticamente, s2 = P2 + Q2 y factor de potencia eléctrica Es potencia activa / potencia aparente.
Mejora del factor de potencia
El término factor de potencia entra en escena enSolo circuitos de corriente alterna. Matemáticamente es el coseno de la diferencia de fase entre la fuente de voltaje y la corriente. Se refiere a la fracción de la potencia total (potencia aparente) que se utiliza para realizar el trabajo útil denominado potencia activa.
Necesidad de mejorar el factor de potencia
- El poder real es dado por P = VIcosφ. La corriente eléctrica es inversamente proporcional al cosφ para transferir una cantidad dada de energía a un cierto voltaje. Por lo tanto, cuanto mayor sea pf menor será la corriente que fluye. Un pequeño flujo de corriente requiere menos área de sección transversal de los conductores, y por lo tanto ahorra conductores y dinero.
- De la relación anterior, vemos que tiene un poder pobreEl factor aumenta la corriente que fluye en un conductor y, por lo tanto, aumenta la pérdida de cobre. Se produce una gran caída de tensión en el alternador, transformador eléctrico y transmisión.
y Líneas de distribución - lo que da muy mala regulación de voltaje. - La clasificación KVA de las máquinas también se reduce al tener un factor de potencia más alto, según la fórmula:
Por lo tanto, el tamaño y costo de la máquina.
Esta es la razón por
Métodos de mejora del factor de potencia
Hay tres formas principales de mejorar el factor de potencia:
- Bancos de condensadores
- Condensadores síncronos
- Avances de fase
Bancos de condensadores
Mejorar el factor de potencia significa reducir la faseDiferencia entre tensión y corriente. Como la mayoría de las cargas son de naturaleza inductiva, requieren cierta cantidad de potencia reactiva para que funcionen.
Un condensador o banco de capacitores instalados en paralelo a la carga proporciona esta potencia reactiva. Actúan como una fuente de potencia reactiva local y, por lo tanto, la potencia reactiva fluye a través de la línea.
Los bancos de condensadores reducen la diferencia de fase entre la tensión y
Condensadores síncronos
Los condensadores síncronos son motores síncronos trifásicos sin carga conectada a su eje.
El motor síncrono tiene las características deoperando bajo cualquier factor de potencia, retraso, o unidad dependiendo de la excitación. Para cargas inductivas, un condensador síncrono está conectado hacia el lado de carga y está sobreexcitado.
Los condensadores síncronos hacen que se comporte como un condensador. Extrae la corriente de retardo de la fuente o suministra la potencia reactiva.
Avances de fase
Este es un excitador de CA utilizado principalmente para mejorar el PF de un motor de inducción.
Están montados en el eje del motor yEstán conectados al circuito del rotor del motor. Mejora el factor de potencia al proporcionar los amperios giros para producir el flujo requerido a la frecuencia de deslizamiento dada.
Además, si los giros en amperios aumentan, se puede hacer que funcione al factor de potencia principal.
Cálculo del factor de potencia
En cálculo del factor de potencia, medimos la fuente de voltaje y la corriente consumida usando un voltímetro y un amperímetro respectivamente. Se usa un vatímetro para obtener la potencia activa.
Ahora, sabemos P = VIcosφ vatio
Por lo tanto, podemos obtener el factor de potencia eléctrica.
Ahora podemos calcular la potencia reactiva Q = VIsinφ VAR
Esta potencia reactiva ahora se puede suministrar desde el condensador instalado en paralelo con la carga en local. La potencia reactiva de un condensador se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
IMPORTANTE: En mejora del factor de potencia, el requerimiento de potencia reactiva por la carga no cambia. Solo es suministrado por otros dispositivos, lo que reduce la carga sobre la fuente para proporcionar la potencia reactiva requerida.