Mejora del Factor de Potencia: Métodos, Beneficios y Comparativas

Métodos para la Mejora del Factor de Potencia

Los siguientes dispositivos y equipos se utilizan para la mejora del factor de potencia:

1. Condensador Estático
2. Condensador Síncrono
3. Adelantador de Fase

1. Condensador Estático

La mayoría de las cargas industriales y del sistema eléctrico son inductivas, consumiendo corriente retrasada que disminuye el factor de potencia del sistema. Para mejorar el factor de potencia, se conectan condensadores estáticos en paralelo con los dispositivos que operan con bajo factor de potencia.

Estos condensadores proporcionan corriente adelantada que neutraliza (total o aproximadamente) la componente inductiva retardada de la corriente de carga, mejorando así el factor de potencia del circuito. Se instalan cerca de grandes cargas inductivas como motores de inducción y transformadores.

Ventajas:

• Bajas pérdidas en los condensadores estáticos
• Sin partes móviles, requieren bajo mantenimiento
• Funcionan en condiciones normales (condiciones atmosféricas ordinarias)
• No requieren cimentación para su instalación
• Son ligeros y fáciles de instalar

Desventajas:

• Vida útil limitada (8-10 años)
• Con cargas variables, hay que conectar/desconectar el banco de condensadores, causando sobretensiones de maniobra
• Si aumenta el voltaje nominal, pueden dañarse
• Una vez dañados, su reparación es costosa

2. Condensador Síncrono

Cuando un motor síncrono opera en vacío y sobreexcitado, se llama condensador síncrono. Al estar sobreexcitado, proporciona corriente adelantada y funciona como un condensador. Conectado en paralelo a la red, absorbe corriente adelantada y elimina parcialmente la componente reactiva, mejorando el factor de potencia. Se usa principalmente en grandes industrias.

Ventajas:

• Larga vida útil (casi 25 años)
• Alta fiabilidad
• Ajuste continuo del factor de potencia
• No genera armónicos
• Las averías se pueden reparar fácilmente
• No se ve afectado por armónicos
• Bajo mantenimiento (solo engrase periódico de rodamientos)

Desventajas:

• Costoso (mantenimiento también alto), usado principalmente por grandes consumidores
• Requiere dispositivo auxiliar para arranque (motor síncrono no tiene par de arranque)
• Produce ruido

3. Adelantador de Fase

El adelantador de fase es un excitador AC simple conectado al eje principal del motor que opera con el circuito del rotor para mejorar el factor de potencia. Se usa para mejorar el factor de potencia de motores de inducción en la industria.

Como los devanados del estator consumen corriente retardada 90° fuera de fase con el voltaje, el factor de potencia es bajo. Si las vueltas amperio de excitación son suministradas por una fuente AC externa, no hay efecto de la corriente de excitación en los devanados del estator, mejorando el factor de potencia.

Ventajas:

• Los kVAR retardados (componente reactiva) consumidos por el motor se reducen significativamente al suministrarse las vueltas amperio de excitación a frecuencia de deslizamiento
• Puede usarse fácilmente donde los motores síncronos no son aceptables

Desventaja:

• No es económico para motores por debajo de 200 HP (aprox. 150 kW)

Mejora del Factor de Potencia en Conexiones Monofásicas y Trifásicas Estrella y Delta

Mejora del factor de potencia en sistema trifásico conectando banco de condensadores en: (1) Conexión Delta (2) Conexión Estrella.

Artículos Relacionados:

• Factor de Potencia
• Potencia Activa, Reactiva, Aparente y Compleja
• Causas del Factor de Potencia Bajo
• Desventajas del Factor de Potencia Bajo
• Ventajas de la Mejora y Corrección del Factor de Potencia
• Cómo Calcular el Tamaño Adecuado del Condensador en Faradios y kVAR
• Cómo Convertir Faradios de Condensador a kVAR y Viceversa