Compensación del factor de potencia

Los motores, los transformadores y las reactancias necesitan energía reactiva para crear su campo magnético. Esa energía va y viene por la instalación sin hacer trabajo, pero aumenta la corriente, calienta los cables y, en muchos suministros, se paga. Una batería de condensadores la produce al lado de la carga y sube el factor de potencia (cos φ). Esta calculadora da los kvar de la batería y los µF de cada condensador.

Cómo se calcula

Q = P × (tg φ₁ − tg φ₂)

P es la potencia activa, φ₁ el ángulo con el cos φ actual y φ₂ el del cos φ que se quiere. Con los kvar se saca la capacidad de cada condensador (U es la tensión entre fases y f la frecuencia):

• Trifásica, condensadores en triángulo: C = Q / (3 × 2π × f × U²)
• Trifásica, condensadores en estrella: C = Q / (2π × f × U²)
• Monofásica: C = Q / (2π × f × U²)

Ejemplo

Una nave con 50 kW de consumo y cos φ 0,75 que quiere llegar a 0,95: tg φ₁ = 0,882 y tg φ₂ = 0,329, así que Q = 50 × (0,882 − 0,329) ≈ 27,7 kvar. Con condensadores en triángulo a 400 V y 50 Hz, cada uno de unos 183 µF. La corriente baja de 96 A a 76 A, un 21 % menos.

Por qué compensar

• La factura: en España, los suministros de más de 15 kW pagan la energía reactiva cuando el cos φ baja de 0,95.
• La instalación: con menos corriente, los cables y el transformador van más desahogados, y bajan las pérdidas y la caída de tensión. A veces compensar evita tener que ampliar una línea.

Cómo se hace en la práctica

• Batería automática en el cuadro general: un regulador mide el cos φ y conecta los escalones de condensadores que hagan falta. Es lo habitual cuando la carga cambia a lo largo del día.
• Compensación individual de motores grandes que trabajan muchas horas: el condensador se conecta después del contactor del motor, para que se desconecte con él.
• Con variadores o mucha electrónica hay armónicos, y se usan baterías con filtro de rechazo para que los condensadores no entren en resonancia.

Para entender el tema a fondo: Electrotecnia práctica, con teoría y test.

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