Causas y Causas de la Degradación del Factor de Potencia
En los sistemas de potencia, el factor de potencia es la relación entre la potencia activa (kW) y la potencia aparente (kVA). Un factor de potencia bajo significa que la carga eléctrica está subutilizando la potencia disponible, lo que puede resultar en mayores costos de energía y menor eficiencia del sistema. En la publicación de hoy, discutiremos las principales causas y causas de la degradación del factor de potencia del sistema.
La causa principal del bajo factor de potencia es la carga inductiva. En un circuito puramente inductivo, la corriente tiene un retraso de 90° con respecto al voltaje, lo que da como resultado una gran diferencia de ángulo de fase y un factor de potencia cero. Sin embargo, en un circuito con capacitancia e inductancia (la reactancia inductiva se convierte en reactancia capacitiva (Xl = XC.), lo que hace que el circuito sea resistivo), existe un factor de potencia debido a la diferencia en el ángulo de fase (θ) entre la corriente y el voltaje causado por la capacitancia y la inductancia.
Causas del bajo factor de potencia
Las causas de la degradación del factor de potencia incluyen:
- Carga inductiva: Las cargas inductivas, como los motores eléctricos y los transformadores, consumen energía reactiva del sistema y degradan el factor de potencia (FP atrasado). Esto se debe a que las cargas inductivas provocan que el voltaje y la corriente se desfasen, aumentando el componente de potencia reactiva del sistema. Por ejemplo, una carga inductiva se comporta así:
- Carga completa, Pf = 0,8 -0,9
- Carga pequeña, PF = 0,2 -0,3
- Sin carga, PF puede ser casi cero (0). En otras palabras, el FP de una carga de inductor pura es cero.
- Carga capacitiva: Las cargas capacitivas, como los condensadores, pueden generar potencia reactiva y mejorar el factor de potencia. Sin embargo, demasiada capacitancia puede causar una sobrecompensación y conducir a un factor de potencia dominante. Una carga puramente capacitiva tiene un factor de potencia cero.
- armónico: Los armónicos son distorsiones no lineales de formas de onda eléctricas que ocurren en sistemas con cargas electrónicas, como computadoras y otros equipos electrónicos. Estas distorsiones pueden aumentar la potencia reactiva y reducir el factor de potencia.
- Corriente de magnetización: Las cargas del sistema de alimentación varían. A baja carga, la tensión de alimentación aumenta, la corriente de magnetización aumenta y el factor de potencia disminuye.
- Cables demasiado pequeños: Los cables que son demasiado pequeños (especialmente los devanados del motor) pueden causar caídas de voltaje, aumentar la potencia reactiva en el sistema y reducir el factor de potencia.
- Línea de distribución larga: Las líneas de distribución largas pueden provocar caídas de voltaje, aumentar la potencia reactiva en el sistema y reducir el factor de potencia.
- Carga desequilibrada: Las cargas desequilibradas pueden provocar una distribución desigual de la potencia, lo que puede aumentar el componente de potencia reactiva y reducir el factor de potencia.
Causas de la degradación del factor de potencia
Las principales causas de la degradación del factor de potencia son:
- Transformador de distribución: PF depende de su diseño, carga y descarga. En general, los transformadores descargados tienen un FP muy bajo.
- Incandescente – (50% PF)
- Lámpara de mercurio – (40 – 60% PF)
- Motor de inducción – (30-90%)
- Motor síncrono – (PF muy bajo en condición final)
- Transformadores de soldadura – (60%)
- horno de calentamiento industrial
- Solenoides y calzos, etc.
- lámpara de arco
- Bajo un motor síncrono terminado funcionando con carga
- No utilice tamaños de cables nominales para los devanados del motor.
- Cojinetes del motor dañados
Para mejorar el factor de potencia (ya que un FP bajo tiene muchos inconvenientes), instalar un corrector de factor de potencia, actualizar el equipo eléctrico para reducir las pérdidas, optimizar el diseño del sistema para reducir el consumo de energía reactiva, etc., puede implementar algunas soluciones. Comprender las causas del bajo factor de potencia es esencial para identificar áreas de mejora y garantizar un funcionamiento eficiente y rentable de los sistemas eléctricos.
- El factor de potencia es la relación entre kW y kVA, o potencia real/potencia aparente. Alternativamente, el coseno del ángulo entre la corriente y el voltaje se conoce como PF.
- El condensador proporciona el factor de potencia dominante (donde la corriente supera al voltaje).
- Los inductores proporcionan un factor de potencia retrasado (donde la corriente retrasa el voltaje).
- Una carga puramente resistiva tiene un factor de potencia cercano a la unidad (1).
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