Calculadora de kVA, kW y factor de potencia

kW mide la potencia real - la potencia que realmente realiza trabajo haciendo girar motores, produciendo calor o encendiendo lámparas - y es lo que aparece en la parte de energía de tu factura de electricidad. kVA mide la potencia aparente, la carga eléctrica total que debe manejar el suministro, incluyendo la corriente reactiva que no realiza trabajo neto pero que aun así circula por conductores y transformadores. Las dos son iguales solo cuando el factor de potencia es 1.0 (una carga puramente resistiva). En la mayoría de las instalaciones industriales con motores de inducción, el FP ronda 0.75 a 0.90, por lo que el kVA es notablemente mayor que el kW y la diferencia debe tenerse en cuenta al dimensionar la infraestructura eléctrica.

Los transformadores, la aparamenta y los cables de distribución se clasifican en kVA porque sus límites térmicos dependen de la corriente total, no solo de la parte de potencia real. Un cable que transporta 100 A a 0.70 de FP está tan estresado térmicamente como uno que transporta 100 A a 1.0 de FP, aunque el cable de bajo FP entregue menos trabajo útil. Al facturar por demanda de kVA, las empresas eléctricas recuperan el costo de la infraestructura necesaria para atender toda la corriente consumida por las cargas inductivas. Muchas tarifas comerciales incluyen una cláusula de factor de potencia que aplica un multiplicador de penalización al cargo por demanda cuando el FP cae por debajo de un umbral como 0.90.

El método más común consiste en conectar bancos de capacitores en o cerca de las cargas inductivas como motores, transformadores y hornos de inducción. Los capacitores consumen corriente reactiva adelantada que cancela la corriente reactiva atrasada de los inductores, reduciendo la demanda reactiva neta vista por la empresa eléctrica. Los paneles de corrección automática del factor de potencia (APFC) monitorizan la potencia reactiva y conectan y desconectan etapas de capacitores mediante contactores para mantener un FP objetivo cercano a 0.95 ante condiciones de carga variables a lo largo del día. Para los variadores de velocidad, los rectificadores activos de entrada pueden mantener un FP cercano a la unidad de forma electrónica sin ningún capacitor externo.

No. El factor de potencia se define como kW ÷ kVA, y como la potencia real (kW) siempre es menor o igual que la potencia aparente (kVA), el FP está acotado entre 0 y 1. Un sistema con capacitores sobredimensionados puede volverse adelantado (capacitivo), lo que significa que la corriente reactiva fluye en dirección opuesta a la dirección atrasada habitual, pero la magnitud del FP sigue siendo menor o igual que 1. En la práctica, un FP adelantado por encima de aproximadamente 1.02 (midiendo solo el FP de desplazamiento) provoca sobretensiones y puede disparar los reguladores de tensión de los generadores, por lo que es tan problemático como un FP atrasado bajo y debe evitarse.

La potencia reactiva (kVAR) representa energía que oscila de un lado a otro entre el campo magnético de un inductor o el campo eléctrico de un capacitor y la fuente de potencia, completando un viaje de ida y vuelta completo cada medio ciclo de la onda de CA. No realiza trabajo neto a lo largo de un ciclo completo - no calienta ni ilumina nada - pero sí circula como corriente real por conductores y transformadores reales, causando pérdidas I²R en los cables y cargando los núcleos de los transformadores por el camino. La cifra de kVAR de esta calculadora te dice directamente qué tamaño de banco de capacitores (en kVAR) se necesitaría para suministrar localmente esa demanda reactiva y reducir a cero la carga reactiva en el contador de la empresa eléctrica.