¿Cómo se calcula el Factor de Potencia con las lecturas del medidor?

¿Cómo se calcula el Factor de Potencia con las lecturas del medidor?

“¿Como puedo calcular el coseno de phi a partir de los estados de un medidor electrónico monofásico?

Mi duda es la siguiente, el medidor indica A (activa acumulada kwh) T (reactiva total kvarh) L (reactiva inductiva kvarh): ¿Debo utilizar la reactiva total T o deberé obtener L-C (ya que siempre la t es mayor que la l, cuando se ha realizado la corrección con capacitores )?. ¿Tendría que hacer 2*l-t para que me diera l-c?”

(Daniel V., Oruro, Bolivia)

 

El factor de potencia, FP o cosφ  (coseno fi) de un circuito de corriente alterna se calcula como el cociente entre la potencia activa P y la potencia aparente S.

El factor de potencia, FP o cosφ  (coseno fi) de un circuito de corriente alterna se calcula como el cociente entre la potencia activa P y la potencia aparente S.

En el caso de este medidor digital disponemos de varios datos que permiten el cálculo por dos métodos (entre otros): El  instantáneo y el “acumulado”:

 

Factor de potencia instantáneo

Para esta medición utilizaremos los indicadores luminosos emisores de pulsos de energía activa y reactiva (ver Disección de un medidor electrónico trifásico). Estos LEDs rojos, ubicados en el panel frontal del medidor, presentan una pulsación proporcional a la energía utilizada según sendas constantes de integración: 1000 impulsos/kWh para la energía activa y 1000 impulsos/kVarh para la energía reactiva.

Estos LEDs rojos, ubicados en el panel frontal del medidor, presentan una pulsación proporcional a la energía utilizada según sendas constantes de integración: 1000 impulsos/kWh para la energía activa y 1000 impulsos/kVarh para la energía reactiva.

Seleccionaremos un periodo de medición adecuado (T) y en ese lapso registraremos simultáneamente las cantidades de impulsos de ambos indicadores (Na y Nr). Con las siguientes ecuaciones calculamos P y Q:

Seleccionaremos un periodo de medición adecuado (T) y en ese lapso registraremos simultáneamente las cantidades de impulsos de ambos indicadores (Na y Nr). Con las siguientes ecuaciones calculamos P y Q:

Donde:

P: es la potencia activa expresada en kW

Na: es la cantidad de impulsos del indicador de energía activa computados durante el periodo T.

Ka: es la constante de integración de energía activa. En el caso del medidor Ampy es 1000 imp/kWh

T: es el tiempo durante el cual se realiza la medición expresado en segundos.

y

Para esta medición utilizaremos los indicadores luminosos emisores de pulsos de energía activa y reactiva.

Donde:

Q: es la potencia reactiva expresada en kVar

Nr: es la cantidad de impulsos del indicador de energía activa computados durante el periodo T.

Kr: es la constante de integración de energía reactiva. En el caso del medidor Ampy es 1000 imp/kVarh

T: es el tiempo durante el cual se realiza la medición expresado en segundos y es el mismo que se utiliza para el cálculo de P.

Con estos valores de P y Q y la siguiente fórmula obtenemos el factor de potencia instantáneo:

Con estos valores de P y Q y la siguiente fórmula obtenemos el factor de potencia instantáneo:

 

Factor de potencia acumulado

El segundo método consiste en calcular el factor de potencia de un periodo mediante dos juegos de lecturas de energías activa y reactiva. Este periodo temporal podrá coincidir con las lecturas de los estados mensuales o bimestrales del medidor que realiza la empresa distribuidora de energía.

El segundo método consiste en calcular el factor de potencia de un periodo mediante dos juegos de lecturas de energías activa y reactiva.

Procedemos a registrar los siguientes dos juegos de estados:

Pi: estado de energía activa al inicio del periodo de medición

Pf: estado de energía activa al fin del periodo de medición

Qi: estado de energía reactiva al inicio del periodo de medición

Qf: estado de energía reactiva al fin del periodo de medición

Sustrayendo los valores iniciales de los finales se obtienen los valores acumulados de energías activa y reactiva:

Sustrayendo los valores iniciales de los finales se obtienen los valores acumulados de energías activa y reactiva:

Con ellos y la siguiente ecuación calculamos la tangente del ángulo φ :

Con ellos y la siguiente ecuación calculamos la tangente del ángulo φ :

Del valor de la tangente y utilizando las funciones trigonométricas de una calculadora científica despejamos el ángulo φ y al calcular el coseno de φ obtenemos el Factor de Potencia.

 

Conclusión

Existen diversas formas indirectas de calcular el Factor de Potencia (con medidor electrónico de kWh y kVarh, con medidor de kWh, voltímetro y amperímetro, con los datos de la factura de energía, etc.). Se debe seleccionar la mas apropiada a cada situación teniendo en cuenta la disponibilidad de instrumental, la precisión en los resultados que se desea obtener y las habilidades eléctricas y matemáticas de quien realice la tarea.

 

Existen diversas formas indirectas de calcular el Factor de Potencia (con medidor electrónico de kWh y kVarh, con medidor de kWh, voltímetro y amperímetro, con los datos de la factura de energía, etc.).

 

Por: Leandro Kessler

 

Información relacionada

¿Que es el factor de potencia?

¿Como se lee un medidor electrónico AMPY?

Inspección de medidores: La prueba de potencia

 

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.