Herramienta de ingeniería gratuita
Calculadora de corrección del factor de potencia
con verificación de resonancia armónica.
Ingrese su carga y el factor de potencia actual y deseado. Obtenga los kVAr a instalar, la corriente que libera, la capacitancia por fase y una advertencia si el banco pudiera entrar en resonancia con sus armónicos.
Su carga
Opcional: verificación de resonancia
Los capacitores y el transformador de alimentación forman un circuito resonante. Ingrese el transformador que alimenta esta barra para ver a qué armónico quedaría sintonizado el banco.
Resultado
Cómo dimensiona la calculadora el banco de capacitores
El factor de potencia es la relación entre la potencia activa (kW, la potencia que realiza trabajo) y la potencia aparente (kVA, lo que deben transportar los cables y el transformador). Un factor de potencia bajo significa que la potencia reactiva (kVAr) va y viene, cargando la red sin realizar trabajo. Los capacitores suministran esa potencia reactiva localmente, para que ya no tenga que venir por la red.
La potencia reactiva que debe suministrar el banco es:
QC = P × (tan φ1 − tan φ2)
donde P es la potencia activa en kW, φ1 = arccos(factor de potencia actual) y φ2 = arccos(factor de potencia deseado). Por ejemplo, 500 kW con 0,78 corregidos a 0,95 necesitan unos 237 kVAr.
La calculadora también muestra la potencia aparente y la corriente de línea antes y después de la corrección (I = S ÷ (√3 × V) en trifásico) y la capacitancia por fase. En un banco trifásico, cada fase aporta un tercio de QC; un capacitor conectado en triángulo ve la tensión de línea y uno en estrella ve la tensión de fase, así que la estrella necesita tres veces la capacitancia para los mismos kVAr.
Por qué el objetivo suele ser 0,95 y no 1,0
- Las tarifas eléctricas suelen penalizar el factor de potencia por debajo de un umbral como 0,9 o 0,95. Revise su tarifa: el objetivo que se paga es el que premia la factura.
- La carga cambia durante el día. Un banco fijo dimensionado para plena carga puede llevar la instalación a un factor de potencia capacitivo por la noche, lo que eleva la tensión. Los bancos automáticos conectan y desconectan escalones para seguir la carga.
- Rendimientos decrecientes. Pasar de 0,95 a 1,0 exige muchos kVAr adicionales para una pequeña reducción de corriente.
La verificación de resonancia: por qué capacitores y armónicos no se llevan bien
Un banco de capacitores y el transformador de alimentación forman un circuito resonante paralelo. Su armónico de resonancia aproximado es:
hr ≈ √( kVAtransformador ÷ ( Zpu × kVArbanco ) )
Si hr cae cerca del 5.º, 7.º, 11.º o 13.º armónico, que los variadores de velocidad y los rectificadores producen en cantidad, el banco puede amplificar esos armónicos en lugar de absorberlos. Los síntomas son fusibles de capacitores quemados, capacitores sobrecalentados y mayor distorsión de tensión después de instalar el banco. La respuesta habitual es un banco desintonizado: capacitores con reactancias en serie que desplazan la resonancia por debajo del 5.º armónico (una elección común es una reactancia del 7 %, que sintoniza el banco a unos 189 Hz en un sistema de 50 Hz, el armónico 3,8).
Antes de instalar, mida el espectro armónico en la barra. Nuestra calculadora de THD y la guía de armónicos y factor de potencia explican qué buscar.
Factor de potencia de desplazamiento vs real
La calculadora trabaja con el factor de potencia de desplazamiento, la parte causada por el desfase entre tensión y corriente, que corrigen los capacitores. En instalaciones con muchos variadores y rectificadores, el factor de potencia real es menor, porque la corriente armónica añade potencia aparente sin ningún desfase. Los capacitores no corrigen esa parte; los filtros de armónicos sí. Un medidor que muestra una sola cifra de factor de potencia puede estar mostrando cualquiera de las dos, así que verifique cuál antes de dimensionar un banco.
Preguntas frecuentes
¿Cuántos kVAr necesito por cada 100 kW?
Depende de dónde parte. De 0,70 a 0,95 hacen falta unos 69 kVAr por cada 100 kW; de 0,80 a 0,95, unos 42; de 0,90 a 0,95, unos 16.
¿La corrección del factor de potencia baja mi factura eléctrica?
Reduce los cargos por energía reactiva y por demanda donde la tarifa los tiene, y reduce la corriente y las pérdidas en cables y transformadores. No reduce los kWh que consumen sus máquinas.
¿Banco fijo o automático?
Un banco fijo sirve para un solo motor grande que funciona con carga constante. Un sitio cuya carga cambia durante el día necesita un banco automático con varios escalones.
¿Quiere el banco dimensionado con una semana de datos reales en lugar de un solo punto de operación? Hable con un ingeniero de Inspector.