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Factor de potencia trifasica
Calculadora de potencia trifásica
El cálculo de la corriente en un sistema trifásico ha salido a relucir en los comentarios de nuestro sitio y es una discusión en la que me veo envuelto de vez en cuando. Mientras que algunos colegas prefieren recordar fórmulas o factores, yo prefiero resolver el problema paso a paso utilizando principios básicos. He pensado que sería bueno escribir cómo hago estos cálculos. Espero que pueda ser útil para alguien más.
La potencia que toma un circuito (monofásico o trifásico) se mide en vatios W (o kW). El producto de la tensión y la corriente es la potencia aparente y se mide en VA (o kVA) . La relación entre kVA y kW es el factor de potencia (pf):
Sistema monofásico: es el más fácil de tratar. Dados los kW y el factor de potencia, los kVA pueden calcularse fácilmente. La corriente es simplemente el kVA dividido por la tensión. Como ejemplo, consideremos una carga que consume 23 kW de potencia a 230 V y un factor de potencia de 0,86:
Sistema trifásico – La principal diferencia entre un sistema trifásico y uno monofásico es la tensión. En un sistema trifásico tenemos la tensión de línea a línea (VLL) y la tensión de fase (VLN), relacionadas por:
Factor de potencia en un circuito de corriente alterna
En ingeniería eléctrica, el factor de potencia de un sistema de alimentación de CA se define como la relación entre la potencia real absorbida por la carga y la potencia aparente que fluye en el circuito, y es un número adimensional en el intervalo cerrado de -1 a 1. Una magnitud del factor de potencia inferior a uno indica que la tensión y la corriente no están en fase, lo que reduce el producto medio de ambas. La potencia real es el producto instantáneo de la tensión y la corriente y representa la capacidad de la electricidad para realizar trabajo. La potencia aparente es el producto de la corriente y la tensión RMS. Debido a la energía almacenada en la carga y devuelta a la fuente, o debido a una carga no lineal que distorsiona la forma de onda de la corriente extraída de la fuente, la potencia aparente puede ser mayor que la potencia real. Un factor de potencia negativo se produce cuando el dispositivo (que normalmente es la carga) genera energía, que luego fluye de vuelta hacia la fuente.
En un sistema de energía eléctrica, una carga con un factor de potencia bajo consume más corriente que una carga con un factor de potencia alto para la misma cantidad de potencia útil transferida. Las corrientes más altas aumentan la pérdida de energía en el sistema de distribución y requieren cables más grandes y otros equipos. Debido a los costes de los equipos más grandes y de la energía desperdiciada, las compañías eléctricas suelen cobrar un coste más elevado a los clientes industriales o comerciales cuando hay un factor de potencia bajo.
Fórmula del factor de potencia trifásico
Pocas cosas parecen causar tanta confusión como la energía trifásica, especialmente en una configuración Delta. Entusiastas de la fontanería y del automóvil: ¡alégrense! En este post presentaremos la versión de un sistema de alimentación trifásica para fontaneros (y mecánicos de coches).
Imagínese un sistema de agua de corriente alterna que suministra pulsos alternos de presión de agua y vacío en un sistema de bucle cerrado, utilizando dos tuberías. El agua fluye hacia el receptor (una especie de motor hidráulico) a través de una tubería (llamémosla A), y luego vuelve a la fuente a través de otra tubería (llamémosla N). Cada pocos segundos se invierte la dirección del flujo de agua. Puedes imaginar que las dos tuberías van a los dos extremos de un cilindro, empujando y tirando de un pistón en un motor monocilíndrico, traduciendo los impulsos de agua en trabajo útil.
Los tres pares pueden funcionar de forma sincronizada (el agua fluye a la misma velocidad y en la misma dirección en todo momento en las tuberías A/B/C y en todas las tuberías N1/N2/N3) o pueden funcionar de forma desincronizada (por ejemplo, A fluyendo a toda velocidad en una dirección, B a punto de invertirse y C fluyendo a toda velocidad en sentido contrario). Observa que si todos los sistemas tienen flujos similares (excepto en momentos diferentes), cuando N1 fluye en una dirección, N2 y N3 fluyen en la dirección opuesta. Además, si los desplaza fuera de sincronización exactamente ⅓ ciclo cada uno, el flujo en las tuberías N se cancelará efectivamente y realmente no necesita las tuberías N en absoluto (o tal vez usted utiliza sólo una tubería N común en lugar de tres para cuidar de cualquier desequilibrio en el flujo a través de las tuberías A que no se cancelan perfectamente).
Derivación de la fórmula de potencia trifásica
En ingeniería eléctrica, el factor de potencia de un sistema de alimentación de CA se define como la relación entre la potencia real absorbida por la carga y la potencia aparente que fluye en el circuito, y es un número adimensional en el intervalo cerrado de -1 a 1. Una magnitud del factor de potencia inferior a uno indica que la tensión y la corriente no están en fase, lo que reduce el producto medio de ambas. La potencia real es el producto instantáneo de la tensión y la corriente y representa la capacidad de la electricidad para realizar trabajo. La potencia aparente es el producto de la corriente y la tensión RMS. Debido a la energía almacenada en la carga y devuelta a la fuente, o debido a una carga no lineal que distorsiona la forma de onda de la corriente extraída de la fuente, la potencia aparente puede ser mayor que la potencia real. Un factor de potencia negativo se produce cuando el dispositivo (que normalmente es la carga) genera energía, que luego fluye de vuelta hacia la fuente.
En un sistema de energía eléctrica, una carga con un factor de potencia bajo consume más corriente que una carga con un factor de potencia alto para la misma cantidad de potencia útil transferida. Las corrientes más altas aumentan la pérdida de energía en el sistema de distribución y requieren cables más grandes y otros equipos. Debido a los costes de los equipos más grandes y de la energía desperdiciada, las compañías eléctricas suelen cobrar un coste más elevado a los clientes industriales o comerciales cuando hay un factor de potencia bajo.