Cómo realizar un estudio del factor de potencia: tasa de demanda en kVA

Jim Phillips, profesor de educación física

Un estudio del factor de potencia es fundamental para determinar correctamente los requisitos de corrección del factor de potencia de un sistema. Un estudio determina el tamaño y la ubicación de los condensadores, así como la cantidad de pasos y tamaños incrementales que se deben cambiar. Un estudio también proporciona un análisis económico de la instalación propuesta en función de la reducción prevista en las facturas de la empresa de servicios públicos de electricidad. Un estudio del factor de potencia se puede dividir en tres pasos principales.

• Revisión de la estructura tarifaria de la empresa prestadora de servicios eléctricos.
• Elaboración de un perfil gráfico de las instalaciones en kVA, kW y kvar.
• Determinación de las adiciones de kvar de capacitores requeridas para el nivel de mejora del factor de potencia deseado.

El estudio del factor de potencia comienza con una revisión de la estructura de tarifas de la empresa de servicios públicos junto con una muestra histórica (de seis a 24 meses) de facturas de electricidad. Esta información se utiliza para evaluar los patrones de uso actuales y determinar los posibles beneficios económicos de mejorar el factor de potencia. Las estructuras de tarifas de las empresas de servicios públicos suelen ofrecer incentivos económicos importantes para reducir la demanda total de kVA.

Los cargos por demanda típicos pueden variar desde mínimos hasta $20 por kVA de demanda, por lo que reducir una demanda de solo 100 kVA con un cargo por demanda de, digamos, $10 por kVA podría ahorrar $1000 por mes. Es fácil ver que mayores reducciones de demanda y cargos por demanda más altos podrían generar grandes ahorros. Después de revisar la estructura de tarifas y el historial de facturación, se debe desarrollar un perfil gráfico detallado del uso de la instalación durante períodos de funcionamiento típicos de 24 horas.

El perfil se puede crear a partir de datos registrados de kW y kVA y de datos de factor de potencia y var calculados o registrados. Estos datos se obtienen a partir de un monitoreo in situ durante varios períodos de 24 horas. Algunas empresas de servicios públicos están preparadas para proporcionar estos datos. Sin embargo, normalmente es necesario un monitoreo independiente utilizando un analizador de energía disponible comercialmente para registrar la demanda, el factor de potencia y el uso total de energía. Los datos se utilizan para desarrollar el perfil gráfico que se traza con respecto al tiempo para proporcionar una representación de un ciclo operativo completo. Este perfil se puede utilizar luego para determinar los kvar necesarios de los condensadores y la cantidad de pasos de conmutación para compensar los kvar inductivos.

El kvar reactivo mínimo determina la cantidad de capacitores que se pueden usar sin conmutar para proporcionar un factor de potencia cercano al 100 por ciento durante las condiciones de carga mínima. Se pueden determinar requisitos de capacitores adicionales según el perfil y dimensionarlos según sea necesario. Se introduce capacitancia en el sistema de distribución eléctrica de las instalaciones para equilibrar la inductancia debido al funcionamiento del equipo. Cuando la carga del equipo y, posteriormente, la inductancia disminuyen, también se debe reducir la capacitancia. Para patrones de demanda más erráticos, pueden requerirse más pasos de conmutación.

Acerca de Jim Phillips, PE: Programas de capacitación sobre energía eléctrica y arco eléctrico: durante más de 30 años, Jim Phillips ha ayudado a decenas de miles de personas en todo el mundo a comprender el diseño, el análisis, el arco eléctrico y la seguridad eléctrica de los sistemas de energía eléctrica. Jim es vicepresidente de IEEE 1584 y presidente internacional de IEC TC78 Live Working. Se ha ganado la reputación de ser uno de los mejores capacitadores en la industria de la energía eléctrica., Más información.

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