Efectos del factor de potencia líder en el sistema eléctrico

¿Mantener el factor de potencia a la cabeza muestra más KW y menos KVA? Es correcto o no.

Esto es incorrecto. Si la carga de potencia real es de 10kW, con un factor de potencia unitario, los kVA son 10kVA. Si PF = +/-0,95, con una potencia de carga real de 10kW, kVA es 10,52kVA.

El FP en adelanto es causado por una carga capacitiva neta y su efecto es el mismo que el de un FP en atraso (carga inductiva); la corriente de suministro es más alta que para una carga verdaderamente resistiva.

Puede mantener el PF adelantado (o retrasado) todo el tiempo que desee, pero no es una situación ideal porque algunas compañías eléctricas tienen la política de cobrarle por el uso de energía reactiva para complementar el costo de colocar cables más grandes en sus alimentadores. a las fábricas: una corriente más alta significa cables más grandes.

Si por error involuntario se ponen en servicio demasiados capacitores en el sistema de distribución durante períodos de carga pesada, no solo el voltaje de distribución aumentará a un nivel intolerable, sino que el flujo de potencia aparente total a través del transformador(es) podría exceder su nominal[es], ya que el exceso de potencia reactiva suministrada por los condensadores pero no consumida por la carga fluirá fuera del transformador hacia el lado de suministro.

Si por error se desconecta la carga pero los capacitores permanecen en servicio, el principal problema a enfrentar será el alto voltaje del sistema de distribución, que de hecho puede alcanzar niveles peligrosos según las circunstancias.

Los transformadores con cambiadores de tomas en carga y esquemas de regulación de voltaje de distribución automática bien pueden ir a la toma inferior en un intento de reducir el voltaje al rango normal, y si mientras se pierde la carga de la toma inferior, el voltaje puede aumentar de manera inaceptable. Siempre que existan las instalaciones para hacerlo, los operadores retirarán de servicio los condensadores de manera rutinaria y preventiva en esta situación.

Demasiada capacitancia elevará el voltaje. En el pasado, cuando la corrección masiva era común, el voltaje podía aumentar lo suficiente como para causar una falla muy temprana de la iluminación en una planta los fines de semana cuando la iluminación era casi la única carga.

Dependiendo de cómo cobre el operador de la red la energía reactiva, la planta podría estar sujeta a cargos inesperados por factor de potencia.

Las cargas altamente capacitivas son más difíciles de interrumpir que las cargas resistivas. Es posible que el dispositivo de conmutación no funcione como se esperaba. Por ejemplo, un instalador de líneas podría tomar una lectura de corriente en un cortacircuito con fusible de 15 kV antes de decidir si es seguro usar una herramienta rompecargas. Dado que el amperímetro no indica el factor de potencia, es posible que no se dé cuenta de que la carga de la planta era altamente capacitiva. Un modelo particular de loadbuster puede interrumpir 900A de carga normal, pero solo 120 amperios a un banco de capacitores.

El factor de potencia adelantado significa que la corriente adelanta al voltaje, es decir, la carga es capacitiva. Si la carga es inductiva, el factor de potencia está retrasado y su signo es positivo.

Cuando calcule kW a partir de kVA, use el valor absoluto del factor de potencia porque será el mismo si el FP está adelantado o retrasado.

El efecto sobre el sistema de potencia del factor de potencia "principal" es que hay más potencia capacitiva. Depende de si analizas una fuente (un generador) o una carga. Si la carga tiene propiedades capacitivas, se puede usar para compensar la potencia reactiva inductiva, pero no con un FP tan grande. Por lo general, se hace insertando capacitores (en paralelo o en serie), y tienen una resistencia muy baja en relación con su reactancia y está muy cerca de 0.

Considerando el generador, al cambiar su corriente de excitación, también es posible hacerlo funcionar como un compensador. Incluso hay máquinas especiales diseñadas para trabajos de compensación.

La compensación (tanto por condensadores como por compensadores) permite alimentar cargas inductivas (como motores) sin pérdidas de transmisión. No necesitamos enviar energía inductiva a las cargas.

Respondiendo a la pregunta de cuánto tiempo: este es un estado estable, por lo que no importa cuánto tiempo puede durar PF con tal valor. Si se modifica la carga o la topología de la red, este PF también puede cambiar.

Al calcular la potencia activa, no necesita saber qué tipo de potencia reactiva toma/obtiene. La ecuación de la potencia activa es

$$P = Re(S) = |S| \cos \phi$$ dónde $$\cos \phi = -0.95$$ es su factor de potencia.

En este caso, sin embargo, el hecho de que FP sea negativo significa que la potencia activa también es negativa. Cuando está considerando una carga, esto significa que la carga envía energía al sistema, por lo que funciona como un generador. Si considera un generador, la potencia activa negativa significa que funciona como una carga, por lo que toma energía del sistema. De hecho, esto puede suceder en un único estado, cuando la turbina del generador falla y la rotación del rotor es creada por el campo magnético giratorio del sistema (el generador funciona como un motor y está girando la turbina).

La potencia aparente nunca será menor que la potencia activa ni la reactiva. Debido a que estos son números complejos, no podemos decir cuál es mayor. El signo menos en su medidor significa que el factor de potencia, que se calcula como el coseno del ángulo del fasor de corriente relacionado con el fasor de voltaje, está en algún tipo de oposición (por lo que fluye en dirección opuesta), por lo que la potencia está.