Corrección de reactiva: condensadores, baterías
La potencia eléctrica que consume un receptor, llamada potencia aparente S, es el producto de la tensión que lo alimenta y la intensidad que circula por él.
Esta magnitud es vectorial y se compone de la potencia activa P, parte real, y la potencia reactiva Q, parte imaginaria:
Potencia aparente
Matemáticamente se suele expresar que:
Conociendo el valor de P, de la lectura del contador de activa, conociendo el factor de potencia cos ϕ , el valor de la potencia reactiva Q queda determinado, ya que:
La potencia activa se mide con contadores de activa, mientras que la reactiva se mide con contadores de reactiva y se suele relacionar, también, con el factor de potencia (cos ϕ).
Factor de potencia y cos ϕ
El Factor de potencia es el coseno del ángulo de desfase existente entre tensión e intensidad, si la tensión y la corriente son senoidales.
De no ser senoidales, el factor de potencia es:
Y el cos ϕ sería la relación entre las componentes fundamentales de la potencia activa y la aparente:
Cuando la instalación cuenta con cargas que producen armónicos, aparece una componente más a tener en cuenta en el cálculo de la potencia aparente. Esta potencia adicional se denomina potencia de distorsión (D) que es la generada por los armónicos. El efecto de esta componente armónica es doble, primero provoca un calentamiento generalizado en la instalación y en segundo lugar las baterías de condensadores se ven seriamente afectadas por la presencia de armónicos, llegando incluso a quemarse.
Es importante destacar que, a cos ϕ constante, a mayor potencia de distorsión D, el factor de potencia cos g es más bajo.
Por tales motivos, el uso de condensadores dotados con filtros de armónicos en estos sistemas contaminados tiene dos objetivos: el principal es prevenir la entrada de corrientes y voltajes armónicos desde agentes contaminantes al resto del sistema y en segundo lugar, proveer al sistema de toda o parte de la potencia reactiva que este necesita.
Motivos para reducir el consumo de energía reactiva
La gestión de la energía eléctrica ha de considerar el consumo de energía reactiva que:
- Sobrecarga las líneas.
- Aumenta la caída de tensión y las pérdidas de potencia.
Está penalizado económicamente. Las compañías eléctricas bonifican en sus tarifas a aquellos clientes cuyo factor de potencia se acerca a 1, mientras las penalizan a medida que el cos ϕ va disminuyendo.
Formas de reducir la potencia reactiva
La potencia reactiva se absorbe por las inductancias (L) y en los condensadores (C), de manera que:
Potencia reactiva
Q = QL-Qc
El signo negativo se debe a que mientras las inductancias retrasan la intensidad I respecto a la tensión U las capacidades la adelantan, de manera que las direcciones de los vectores que representan a la potencia reactiva que absorben, son contrarias.
Habitualmente los motores, lámparas, fluorescentes y la mayoría de elementos son inductivos.
La potencia reactiva inductiva es debida a las inductancias que contienen los diferentes elementos conectados a la red. Éstas cumplen ciertas funciones en los aparatos, de manera que en general, no pueden eliminarse, y por tanto consumen una energía reactiva que no puede disminuir.
Una forma de reducir la potencia reactiva Q, teniendo en cuenta que la potencia reactiva inductiva (QL) no puede variar, es incrementar la potencia reactiva capacitiva (Qc), es decir, compensar la reactiva, lo que se realizará a base de intercalar condensadores.
Compensación de la reactiva intercalando condensadores
Cálculo de la potencia del condensador
(*) Desarrollo de la expresión
La expresión se calcula a partir de las relaciones trigonométricas siguientes:
Cálculo a partir de tablas ya construidas
Otra forma de calcular la potencia del condensador necesaria para compensar la reactiva es el uso de tablas ya construidas:
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Excelente blog! Mis más sinceras felicitaciones.
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