Triángulo de Potencias: Potencia Activa : Se representa con la letra P, su unidad de medida es el Watt y se usa más comúnmente el Kwatt. Corresponde a la energía útil, se relaciona con los diferentes dispositivos eléctricos que convierten energía eléctrica en otras formas de energía como : mecánica, lumínica, térmica, química, entre otras. Potencia Reactiva : Se representa con la letra Q, su unidad de medida es el VAR. Es utilizada para generar el campo electromagnético que requieren para su funcionamiento dispositivos eléctricos como transformadores, motores, etc. Potencia Aparente : Se representa con la letra S y su unidad de medida es el Volt-Amper ( VA ) S = V. I También podemos decir que es la potencia que determina la prestación en corriente de un transformador. Es la resultante de la suma vectorial de Potencia Activa y Potencia Reactiva
Qué es el factor de Potencia Es la relación entre la Potencia Activa y la Potencia Aparente : Es un indicador del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica. El factor de potencia puede tomar valores entre 0 y 1, lo que significa : Por ejemplo si el Factor de Potencia es de 0,95 ( valor mínimo exigido por el ente regulador de energía ) indica que del total de la energía abastecida por la empresa distribuidora sólo el 95 % es utilizada por el cliente en forma útil, mientras que el 5% restante es energía que se desaprovecha. En artefactos como lámparas incandescentes, planchas, calefones y estufas eléctricas, toda la energía que requieren para su funcionamiento se transforma en energía lumínica o calórica ( 100 % energía activa ) En artefactos como lavarropas, heladeras, ventiladores, tubos fluorescentes, equipos de aire acondicionado, una parte de la energía se transforma en energía mecánica y la parte restante en la llamada Energía Reactiva, que es necesaria para el propio funcionamiento de los equipos mencionados. Energía Activa : se transforma en trabajo Energía Reactiva: se utiliza en el propio funcionamiento del aparato eléctrico En caso de que el Factor de Potencia sea inferior a 0,95 nos dice que los artefactos tienen un elevado consumo de energía Reactiva, provocando : 1. Multas y Recargos en las facturas por bajo factor de potencia.. Aumento de la intensidad de corriente 3. Pérdidas en los conductores y fuertes caídas de tensión 4. Incrementos de potencia de las plantas trasformadoras 5. Aumento de temperatura en los conductores
Qué le sucede a la empresa distribuidora de Energía 1. Mayor inversión en los equipos de generación, ya que su capacidad en KVA debe ser mayor, para poder entregar esa energía reactiva adicional.. Mayores capacidades en líneas de transmisión y distribución así como en transformadores para el transporte y transformación de esta energía reactiva. 3. Elevadas caídas de tensión y baja regulación de voltaje, lo cual puede afectar la estabilidad de la red eléctrica. Los excesivos consumos de Energía Reactiva pueden ser compensados con CAPACITORES, estos elementos instalados correctamente y con el valor adecuado compensan la energía reactiva necesaria requerida por la instalación, elevando el Factor de Potencia. Para el uso racional de la energía es prioritaria la corrección del Factor de Potencia, el mantenimiento del mismo en un valor adecuado redundará en beneficios : Aumento de la vida útil de la instalación Deducciones en la facturación Reducción de las pérdidas por recalentamiento en las líneas y elementos de distribución. El valor del Factor de Potencia es determinado por el tipo de cargas conectadas a una instalación. De acuerdo a su definición el Factor de Potencia es a dimensional y puede tomar valores entre 0 y 1. Si la ondas no fuesen perfectamente senoidales, la potencia Aparente no estaría únicamente compuesta de la Potencia Activa y de la Potencia Reactiva, sino que aparece una tercera componente a la suma : D ( distorsión ). Compensación del Factor de Potencia : Las cargas inductivas requieren Potencia Reactiva para su funcionamiento. Esta demanda de reactivos se puede reducir e incluso anular si se colocan capacitores en paralelo con la carga. Cuando se reduce la Potencia Reactiva se mejora el Factor de Potencia. Supongamos que inicialmente el sistema consume: P1 = Potencia Activa, Q1 = Potencia Reactiva, S1= Potencia Aparente. El sistema compensado presenta los nuevos valores: P, Q,S. Qc : se calcula matemáticamente para obtener la compensación requerida. Observar que la compensación de Potencia Reactiva no afecta el consumo de Potencia Activa.
Q1 1 Q1 P1 1 P1 Q Q P P Qc Q1 Q P1 P 1 siendo P P1 P Qc P ( ) 1 Como efecto del empleo de capacitores, el valor del ángulo 1 se reduce a.al disminuir el ángulo se incrementa el Factor de Potencia. La Potencia Aparente S1 también se reduce tomando el nuevo valor S Potencia Reactiva del condensador: Qc V. I XC V 1 I XC Xc entonces Ic V C Xc C reemplazando nos queda Qc V f C con f Tipos de Cargas :
En las cargas resistivas como las lámparas incandescentes el voltaje y la corriente están en fase. Por lo tanto se tiene un factor de potencia unitario. En las cargas inductivas como los motores y transformadores, la corriente se encuentra retrasada respecto al voltaje. Por lo tanto se tiene un factor de potencia en retraso En las cargas capacitivas como los condensadores, la corriente se encuentra adelantada respecto al voltaje. Por lo tanto se tiene un factor de potencia en adelanto Problema 1: En el siguiente circuito calcular el capacitor necesario para obtener un Factor de Potencia = 0,95. Realizar triángulo de Potencias indicando Potencia Activa, Reactiva y Aparente antes y después de la compensación. Problema : En el siguiente circuito compensar Factor de Potencia para obtener fdp = 0,95.
Problema 3 : En el siguiente circuito calcular: a) Las corrientes indicadas. b) Indicar en valor de la Potencia Activa, Reactiva y Aparente de la instalación. Dibujar triángulo de Potencias.