Por Jorge de los Reyes
¿Qué es un Sistema Eléctrico?
Es un conjunto de elementos eléctricos activos y pasivos interconectados entre si con el fin de llevar a cabo un intercambio de energía eléctrica para convertirla en otro tipo de energía (mecánica, calor, etc)
Elementos Activos
- Fuentes (Generador)
Elementos Pasivos
- Resistencias (Carga, pérdidas)
- Inductancias (motores, transformadores y líneas de transmisión)
- Capacitancias (Bancos de capacitores y líneas de transmisión)
Algunas definiciones
Resistencia: Elemento que consume energía eléctrica
Inductancia: Elemento que almacena energía en forma de campo magnético
Capacitancia: Elemento que almacena energía en forma de campo eléctrico
Energía Activa: Todo aquello capaz de producir un trabajo útil como la luz de un foco o el calor
emitido por una resistencia. Las unidades comúnmente utilizadas son los kW-h
Energía Reactiva: Es una energía que no puede convertirse en trabajo útil pero si puede ser
intercambiada (no consumida) entre la fuente y/o los elementos capaces de almacenar energía en
forma de campo magnético y campo eléctrico presentes en el sistema eléctrico. Llevar a cabo el
intercambio de esta energía implica aumentar el valor de la corriente o usar la capacidad de la red
eléctrica con sus consecuentes pérdidas. Las unidades utilizadas son los kVAr-h
Demanda: Es la energía consumida por unidad de tiempo. Las unidades utilizadas son los kW
¿Qué es la potencia aparente?
La magnitud de la corriente compleja multiplicada por la magnitud del voltaje
resulta en la potencia aparente, cuyas unidades son Volt-Ampere [VA],
kiloVolt-Ampere [kVA], megaVolt-Ampere [MVA].
¡kVA son utilizadas como medidas de capacidad en equipo eléctrico!
S=potencia aparente [VA], V=voltaje [V], I=corriente [A]
Relación entre P, Q y S
La relación entre la P, la Q y S se indica en la siguiente ecuación:
O bien:
Factor de potencia
En condiciones ideales es el ángulo ∅ de desfasamiento entre la corriente y el voltaje (con el signo cambiando)
El factor de ponencia está dado por:
O bien:
¿Qué es el Factor de Potencia?
Es una medida que nos indica cuanta potencia activa (kW) se está convirtiendo en trabajo útil de un total máximo disponible (kVA). La diferencia entre ese máximo total disponible y la potencia activa que se convierte en trabajo útil es lo que los ingenieros eléctricos llamamos potencia reactiva (kVAr)
Por ejemplo, imaginemos la electricidad como el caudal de un río. El factor de potencia sería la medida de cuánto de ese flujo se dirige a girar una rueda de molino y producir trabajo útil, aprovechable.
Cuando el caudal está bien encauzado, la mayor parte del agua se aprovecha para mover la rueda eficientemente. Sin embargo, si una parte del agua se desvía por canales secundarios, esta no contribuye al movimiento.
Analogía con Sistemas Mecánicos
Cuando la corriente y el voltaje están en fase se obtiene el máximo provecho del sistema
¿Quién demanda Potencia Reactiva?
- Motores de Inducción
- Drives de Motores de Corriente Directa y Alterna
- Transformadores
- Motores sincrónicos bajo excitados
- Balastras Electrónicas
- Balastras Magnéticas
- Resistencias con control de voltaje
Impactos de la Potencia Reactiva en
Instalaciones Eléctricas
Ocupa capacidad instalada
Incrementa la corriente en los conductores (con sus
consecuentes pérdidas) para una cantidad dada de kW
Agrava la regulación de voltaje
