Medida del factor de potencia PF y del cos φ
Factor de potencia PF
La unidad de control calcula:
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El factor de potencia de cada fase PF1, PF2, PF3 a partir de la potencia aparente y activa de las fases.
-
El factor de potencia total PF a partir de la potencia activa total Ptot y la potencia aparente total Stot:
Este indicador califica:
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El sobredimensionado necesario para la fuente de alimentación de la instalación ante la presencia de corrientes armónicas.
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La presencia de corrientes armónicas por comparación con el valor del cos φ (véase más adelante).
cos φ
La unidad de control calcula:
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El cos φ por fase a partir de las potencias activa y aparente fundamentales de la fase.
-
El cos φ a partir de la potencia activa fundamental total Pfundtot y la potencia aparente fundamental total Sfundtot:
Este indicador califica el consumo de la energía fundamental y define el cuadrante de funcionamiento. El cos φ también recibe el nombre de factor de potencia de desplazamiento (Displacement Power Factor, DPF).
Factor de potencia PF y cos φ ante la presencia de corrientes armónicas
Si la tensión de alimentación
no está excesivamente deformada, el factor de potencia PF se expresará como una función del
cos φ y THD(I) mediante:
En el gráfico siguiente se especifica el valor de PF/cos φ como una función de THD(I):
La comparación de los 2 valores permite calcular el nivel de deformación armónica de la alimentación.
Signo del factor de potencia PF y del cos φ
Para estos indicadores se pueden aplicar dos convenciones de signo:
-
Convención IEC: el signo de estos indicadores cumple estrictamente con los cálculos con signo de las potencias (es decir, Ptot, Stot, Pfundtot y Sfundtot).
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Convención IEEE: los indicadores se calculan según la siguiente fórmula:
En las siguientes figuras se define el signo del factor de potencia PF y el cos φ por cuadrante (Q1, Q2, Q3 y Q4) para ambas convenciones:
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Convención IEC |
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|---|---|
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Funcionamiento en los cuatro cuadrantes (Q1, Q2, Q3, Q4)  |
Valores del cos φ en calidad de receptor (Q1, Q4)  |
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Convención IEEE |
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|---|---|
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Funcionamiento en los cuatro cuadrantes (Q1, Q2, Q3, Q4)  |
Valores del cos φ en calidad de receptor (Q1, Q4)  |
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Capacitivo: signo positivo de los indicadores PF y cos φ.
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Inductivo: signo negativo de los indicadores PF y cos φ.
Gestión del factor de potencia PF y cos φ: valores mínimo y máximo
La gestión de los indicadores PF y cos φ consiste en:
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definir las situaciones críticas.
-
llevar a cabo la supervisión de los indicadores de acuerdo con la definición de las situaciones críticas.
Las situaciones se consideran críticas cuando los valores de los indicadores se sitúan alrededor de 0. Para estas situaciones se definen los valores mínimo y máximo de los indicadores.
En la siguiente figura se muestran las variaciones del indicador cos φ (con la definición del cos φ MÍN/MÁX) y su valor según la convención IEEE para una aplicación del receptor:
1 Flechas que indican el rango de variación del cos φ de la carga en servicio
2 Zona crítica + 0 para los dispositivos fuertemente capacitivos (rayado verde)
3 Zona crítica - 0 para los dispositivos fuertemente inductivos (rayado rojo)
4 Posición mínima del cos φ de la carga (inductiva): flecha roja
5 Rango de variación del valor del cos φ de la carga (inductiva): rojo
6 Posición máxima del cos φ de la carga (capacitiva): flecha verde
7 Rango de variación del valor del cos φ de la carga (capacitiva): verde
PF MÁX (o cos φ MÁX) se obtiene para el valor positivo mínimo del indicador PF (o cos φ).
PF MÍN (o cos φ MÍN) se obtiene para el valor negativo máximo del indicador PF (o cos φ).
Supervisión de los indicadores cos φ y de factor de potencia PF
En la convención IEEE, las situaciones críticas en funcionamiento receptor en carga capacitiva o inductiva se detectan y diferencian (dos valores).
En la siguiente tabla se indica el sentido de variación de los indicadores y su valor en modo receptor:
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Convención IEEE |
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|---|---|---|
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Cuadrante de funcionamiento |
Q1 |
Q4 |
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Sentido de variación de los cos φ (o PF) en el rango de funcionamiento |
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Valor de los cos φ (o PF) en el rango de funcionamiento |
0...-0,3...-0,8...-1 |
+1...+0,8...+0,4...0 |
Los indicadores de calidad MÁX y MÍN indican ambas situaciones críticas.
En la convención IEC, las situaciones críticas en modo receptor en carga capacitiva o inductiva se detectan pero no se diferencian (un valor).
En la siguiente tabla se indica el sentido de variación de los indicadores y su valor en modo receptor:
|
Convención IEC |
||
|---|---|---|
|
Cuadrante de funcionamiento |
Q1 |
Q4 |
|
Sentido de variación de los cos φ (o PF) en el rango de funcionamiento |
|
|
|
Valor de los cos φ (o PF) en el rango de funcionamiento |
0...+0,3...+0,8...+1 |
+1...+0,8...+0,4...0 |
El indicador de calidad MÁX indica ambas situaciones críticas.
Elección de la convención de signo del cos φ y del factor de potencia PF
La convención de signo para los indicadores cos φ y PF se define de la siguiente manera:
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En la pantalla de MicroLogic X, en .
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Con el software EcoStruxure Power Commission.
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Mediante el envío de un comando de ajuste a través de la red de comunicación (protegido con contraseña).
El ajuste de fábrica de la convención de signo es IEEE.