Potencia aparente

[julian403]

¿Por que a mayor potencia aparente más costos se tiene en infraestructura de la red, como ancho del cableado, etc. si la potencia que disipan los motores y equipos es la activa? La autoinducción en el bobinado no disipa potencia.

 

[DOSMETROS]

Porque tenés que generarla y enviarla por los cables , para que luego te la "devuelva" desplazada-desfasada

 

[BKAR]

el "devolver".. es devido a los elementos de almacén de energia, cierto?

en cargas resistivas, se pierde directamente en calor..

 

[Scooter]

La corriente que pasa por los cables no es nada "aparente", es realmente la que pasa lleve el ángulo que lleve.

 

[Eduardo]

¿Por que a mayor potencia aparente más costos se tiene en infraestructura de la red, como ancho del cableado, etc. si la potencia que disipan los motores y equipos es la activa? La autoinducción en el bobinado no disipa potencia.

Porque para que llegue al motor necesitás cables y transformadores, y a ellos solo les interesa la corriente que circula --> a mayor potencia aparente, mayor corriente para una misma potencia activa.

 

[julian403]

Es que para que los componentes reactivos "devuelvan" la potencia eso implica que en un instante de tiempo anterior la tomaron. Pero dicha potencia tomada es activa porque es parte de la cedida por el generador aunque luego es devuelta en el semiciclo siguiente. Es por eso que yo supongo no se considera que dichos componentes disipan potencia, que en caso general la disipación de potencia es por el efecto joule.

Porque para que llegue al motor necesitás cables y transformadores, y a ellos solo les interesa la corriente que circula --> a mayor potencia aparente, mayor corriente para una misma potencia activa.

Para una potencia activa constante, la corriente viene dada por (I^2)R. Si la potencia aparente implica una mayor corriente que la que hay solamente con la potencia activa. ¿al haber más corriente no incrementa la potencia activa? Ya que la potencia activa viene dada por la ecuación que escribí anteriormente.

 

[morta]

La ecuación de potencia w=I².R solo se aplica para cargas resistivas puras, si tenes cargas inductivas o capacitivas solo te indica la potencia aparente y no la activa.
Para describir la potencia activa en ese caso la ecuacion es Wac=(I².R.cosφ).
si la carga es puramente resistiva Cosφ = 1, (cero grados de desfasaje entre tension y corriente el coseno de 0 grados es 1 en ese caso Potencia aparente = Potencia activa.
apenas tengas componentes que no sean resistivas puras el cosφ ya es menor que 1, por lo que la potencia activa y aparente ya no son iguales sino que la potencia activa es menor que la aparente justamente por el factor de cosφ que multiplica la ecuacion,

 

[chclau]

Dibuja un circuito que representa a la red y la carga. Una fuente de voltaje, la central, una resistencia en serie, que en forma muy simplificada representa las perdidas en las lineas de transmision, y la carga.

supongamos que represntamos la carga como una bobina en paralelo con una resitencia. La corriente total por la carga sera la suma de las corr. por la bobina y por la resistencia. Pero la potencia activa se disipa solo en la resistencia.

Por la resistencia en serie circula TODA la corriente de la carga. fijate que en el caso hipotetico que la carga fuera una bobina (no hay potencia activa en la carga), aun se disiparia potencia en la resistencia en serie.

 

[julian403]

ahora creo que entiendo el concepto. Supongamos que tenemos el generador, la red de distribución, el transformador y por último la carga (la cual es en parte inductiva). Si la carga para su funcionamiento consume una potencia de 500 KW, pero por la autoinducción tiene un factor de potencia de 0.75. La autoinducción se da del transformador en adelante y no afecta a la red de distribución ni al generador. Es por esto que si el generador produce una potencia de 500 kW, luego del transformador esa potencia es en realidad 500 kW*0.75 = 375 kW. Así que la potencia que tiene que producir el generador y transmitirse por la red hasta el transformador es (500 kW)/0.75 = 666.67 kW. ¿Es correcto?

 

[opamp]

Para acercarnos más a la "verdad" , en tu ejemplo será ; 500KVA x 0.75 =375KW

 

[Eduardo]

ahora creo que entiendo el concepto. Supongamos que tenemos el generador, la red de distribución, el transformador y por último la carga (la cual es en parte inductiva). Si la carga para su funcionamiento consume una potencia de 500 KW, pero por la autoinducción tiene un factor de potencia de 0.75. La autoinducción se da del transformador en adelante y no afecta a la red de distribución ni al generador. Es por esto que si el generador produce una potencia de 500 kW, luego del transformador esa potencia es en realidad 500 kW*0.75 = 375 kW. Así que la potencia que tiene que producir el generador y transmitirse por la red hasta el transformador es (500 kW)/0.75 = 666.67 kW. ¿Es correcto?

Medio enredado. Ni entiendo que querés decir con que "La autoinducción se da del transformador en adelante y no afecta a la red de distribución ni al generador".

Pensá en simplemente un motor trifásico de 22kW (30hp).

Si se comportara como una carga resistiva (cosfi=1), la corriente por fase (porque es trifásico) sería 33.3A a carga nominal (los 22kW)

Pero como lamentablente los motores tienen un cosfi de ~0.82 --> la corriente por fase será de 41A a carga nominal (los mismos 22kW)

Como si fuera poco, con poca carga el factor de potencia empeora. Si el motor estuviera trabajando al 50% de su capacidad (11kW), el factor de potencia va a andar por 0.65 y menos cuanto mas chico el motor --> así que en lugar de los 16.6A ideales vas a tener 25.5A.

¿Que pasa entonces? Que si en tu instalación la potencia activa (la que estás consumiendo realmente) fueran 50kW pero tu factor de potencia es un desastre (0.6), vas a tener que dimensionar los cables para casi el doble de lo que realmente necestás.
La compañia eléctrica te va a cobrar unos recargos infernales (multa por debajo de 0.92), no porque proteja le decencia de tu instalación, sino porque les recargás las líneas y los transformadores a ellos y ellos cobran la potencia activa.

 

[julian403]

Medio tarde escribo en este post pero me surgió la duda. Si la potencia activa es la que realiza trabajo, disipando potencia por el efecto joule (calor en los conductores). ¿Por qué entonces los servicios de energía eléctrica penalizan un factor de potencia bajo?. Si generalmente la potencia activa se mantiene constante, no importa que valor de potencia reactiva halla, lo que se va a consumir es la activa. Está bien, me dirán que a la reactiva hay que generarla y eso produce costo, pero esa potencia luego es devuelta a la red. Aunque una cuestión es que al haber un factor de potencia bajo, hay una mayor corriente que la necesaria circulando por la red, por lo que produce calentamiento. Pero ahora pregunto, si se produce calentamiento, se gasta energía y por lo tanto es potencia activa, no reactiva y el factor de potencia no importa. ¿Para que disminuir la potencia reactiva si el calentamiento en las lineas de transminción es en sí reactivo? Salvo que cuando se habla de potencia activa y reactiva se hace referencia al cliente y no a la de la red. Esa potencia que reactiva en (por ejemplo una fábrica) puede ser activa en las lineas de transmición y transformadores.

 

[opamp]

No entiendo eso de que la potencia reactiva se "devuelve" a la red de alimentación, en un motor tienes una potencia aparente (en KVA ), un FP(< a 1). Si tu motor es de 100KVA y FP:0.75 , sólo tienes 75KW de potencia activa que la transformas en trabajo. No devuelves potencia reactiva a la red. Por eso le pones un banco de condensadores en paalelo con el motor para que te compense("anule"en el mejor de los casos ) la potencia reactiva inductiva del motor; de esta manera te cobran la potencia activa , ya que la reactiva la anulaste.

 

[cosmefulanito04]

Idealmente la potencia reactiva es energía almacenada en forma de campo magnético o cargas eléctricas (aclaro, de lo ideal a lo real hay trecho, en el medio aparecen resistencias de perdidas).

¿Por qué se busca disminuir la potencia reactiva?

Como ya bien te explicaron en un post anterior, el problema con la potencia aparente es que esa será la potencia que tendrá que soportar la instalación eléctrica para poder llevar la potencia activa que realmente va a usar la carga.

Miralo desde el punto de vista de las pérdidas por Joules, suponé que para una carga activa que pide 10A, por un bajo coseno FI en tu instalación, la empresa tiene que entregar 15A. Esos 5A de más pasan por lo cables y como los cables son elementos reales y no ideales, tendrán pérdidas y esas pérdidas le cuestan $ a la empresa eléctrica.

Por otro lado, toda tu instalación deberá ser sobredimensionada para 15A.... por lo tanto, tener un coseno FI bajo implica elevar los costos.

Pero ahora pregunto, si se produce calentamiento, se gasta energía y por lo tanto es potencia activa, no reactiva y el factor de potencia no importa. ¿Para que disminuir la potencia reactiva si el calentamiento en las lineas de transminción es en sí reactivo?

Si que importa.

Siguiendo con el ejemplo de arriba, si en cambio mejorando el coseno FI (menos potencia reactiva), de eso 10A activos, ponele que solo aumenta a 11A, ahí reducís notablemente las perdidas por efecto Joule y encima tu instalación no deberá estar tan sobredimensionada.

 

[julian403]

Miralo desde el punto de vista de las pérdidas por Joules, suponé que para una carga activa que pide 10A, por un bajo coseno FI en tu instalación, la empresa tiene que entregar 15A. Esos 5A de más pasan por lo cables y como los cables son elementos reales y no ideales, tendrán pérdidas y esas pérdidas le cuestan $ a la empresa eléctrica.

Por ese camino viene mi duda. Si hablamos de potencia aparente, activa y reactiva es aplicado a la carga (que en este caso pide 10A). La empresa tiene que entregar 15 A, debido a la potencia reactiva de la carga. Digo esto porque si la potencia activa es la que disipa potencia en forma de calor y esta necesita 10 A, esos 5 A que sobran no se aplican al disipado por calor, por lo que no recalentarían los cables (de transmisión del servicio eléctrico). Porque si producen esos 5A pérdidas, es energía gastado y vuelvo a repetir sería activa.

No sé si lo explico bien.

 

[cosmefulanito04]

La empresa tiene que entregar 15 A, debido a la potencia reactiva de la carga. Digo esto porque si la potencia activa es la que disipa potencia en forma de calor y esta necesita 10 A, esos 5 A que sobran no se aplican al disipado por calor, por lo que no recalentarían los cables (de transmisión del servicio eléctrico).

Si que se aplican, las pérdidas estarán dadas por los 15A, no por los 10A, ahí radica el problema. La corriente completa (aparente) si o si tiene que "viajar" hasta la carga, es en ese viaje donde aparecen las pérdidas.

Si bien es cierto lo que decís, las dos potencias son activas, lo que deberías destacar son dos cosas:

1. La potencia activa suele estar compuesta por dos potencias => Putil y Ppérdidas, la que te interesa a vos es la útil (los 10A que recibirá tu carga), el resto es calor disipado que se desperdicia.
2. La potencia de pérdida por Joules dependerá del cuadrado de la corriente aparente multiplicado por la resistencia que presente el cable, por lo tanto Pperdidas tiene una fuerte relación con el coseno Fi de tu instalación y la corriente de carga útil (corriente que obviamente no podés disminuir).

Entonces, resumiendo:

Tener una carga fuertemente reactiva => Coseno Fi bajo => Potencia reactiva alta => Potencia aparente alta debido a su componente reactiva => corriente por los cables mucho mayor a la corriente útil => Mayores pérdidas por Joules y costos de instalación.

¿Por qué se busca corregir el coseno Fi con capacitores en cargas fuertemente inductivas?

Justamente para que la carga sea menos reactiva => Coseno Fi mayor => Potencia reactiva menor => ... => Baja pérdidas por Joules debido a que la corriente por los cables es más cercana a la corriente de carga, menos costos en la instalación.

Agarrá una hoja, ponele un valor resistivo al cable, una corriente de carga fija y empezá a variar el coseno Fi, fijate como varía la potencia de pérdidas por el cable, ahí te vas a dar cuenta bien la dependencia de esas pérdidas con el coseno Fi.

 

[opamp]

En primer lugar, si por los cables de alimentación circulan 15A totales eso se traduce en potencia activa ( la inductancia es despreciable frente a la resistencia de los cables para considerarla ). En un buen sistema de alimentación la caída de tensión hasta el último punto tiene que ser inferior al 3% , es decir el 97% del voltaje llega a las últimas cargas como mínimo. Los 15A se dividen en 10A (carga activa) y 11.18A (carga reactiva) , la suma es algebraica (recordar a Pitágoras).

 

[Eduardo]

... Si hablamos de potencia aparente, activa y reactiva es aplicado a la carga (que en este caso pide 10A). La empresa tiene que entregar 15 A, debido a la potencia reactiva de la carga. Digo esto porque si la potencia activa es la que disipa potencia en forma de calor y esta necesita 10 A, esos 5 A que sobran no se aplican al disipado por calor, por lo que no recalentarían los cables (de transmisión del servicio eléctrico). Porque si producen esos 5A pérdidas, es energía gastado y vuelvo a repetir sería activa.
No sé si lo explico bien.

No caballero, esos 5A también contribuyen y bastante. Si debías tener en cables y trafos las pérdidas correspondientes a 10A, ahora tenés mas del doble (porque cuenta el cuadrado de la corriente: 10^2=100 contra 15^2=225)


No es solo cuestión de pérdidas, es también aprovechamiento de los recursos.
Si un tranformador está fabricado para 500kVA, con cosfi=1 podrá alimentar una carga de 500kW, pero si la suma de los consumidores presenta un cosfi bajo, digamos 0.6 ==> Podrá alimentar solo 300kW.

 

[diegomj1973]

Si la potencia activa es la que realiza trabajo, disipando potencia por el efecto joule (calor en los conductores). ¿Por qué entonces los servicios de energía eléctrica penalizan un factor de potencia bajo?.

Lo penalizan porque requieren disponer antes del medidor de energía del cliente (aguas arriba del medidor o lado distribución) una disponibilidad de potencia mayor a la que finalmente es dispuesta para ser consumida, generar trabajo y ser registrada (potencia activa -> energía activa). Esa disponibilidad es la potencia aparente y la tiene que garantizar la empresa de energía para cuando sea demandada. Si ese cliente no corrige su bajo factor de potencia, la empresa de energía dispone menos saldo para vender a otros clientes.

Imaginate que si utilizás 10 W de potencia activa para un determinado trabajo, pero la carga requiere para su funcionamiento otros 10 VAR de potencia reactiva. Esto conforma unos 14,14 VA de potencia aparente. La empresa debe garantizar disponer esos 14,14 VA para cuando lo demandes (por más que utilices sólo 10 W de esos 14,14 VA para el trabajo final). Si pudieses corregir el factor a 1, continuarías demandando 10 W de activa pero también 10 VA de aparente (en este caso pasan a ser lo mismo, ya que están en fase) y la empresa debería disponer también 10 VA de aparente para suministrarte. De esa forma, liberarías 4,14 VA para que la empresa lo disponga para otro usuario.

Lo que sucede es que has pasado por alto la ubicación del medidor de energía activa, y es ese punto el que define a quien conviene o no disponer de un determinado factor de potencia.

Saludos

 

[e270889o]

Yo suelo entenderlo de esta manera.

Supón que entendemos la corriente como dos corrientes distintas, una corriente activa y otra corriente reactiva, perpendiculares vectorialmente.

En las cargas resistivas y en los cables usamos la componente activa, pero para que llegue esa componente activa, como no podemos "separar" las dos corrientes, tenemos que mandarla junto con la reactiva.

Por tanto a ti te cobran por lo que viaja por el cable, activa y reactiva, pero tu solo usas la activa para las cargas, (también la reactiva para los componentes capacitivos e inductivos pero en tu problema parece no ser el caso).

Es una explicación muy burda pero creo que es lo que andas buscando.

Aun no puedo poner imágenes ni enlaces pero en la wikipedia, buscando potencia eléctrica, hachetetepe://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_eléctrica tienes una imagen de lo que te comento de la intensidad reactiva