1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
EXTENSIÓN CABUDARE
COORDINACIÓN SAIA
CIRCUITO II
ASIGNACIÓN 3.
IMPORTANCIA DEL FACTOR
POTENCIA TRIFASICA.
Participante:
T.S.U. Argenis Javier Pinto
C.I.: V-11.646.863
Ingeniería en Telecomunicaciones
San Felipe, Mayo de 2011.

2. Sistema Electronergético Nacional (SEN) es el conjunto de todos los
elementos eléctricos que intervienen directamente en los procesos de
generación, transformación, transmisión y distribución de la energía eléctrica,
que forma un todo único de operación conjunta y abarca todas las
instalaciones existentes. De aquí se deriva que casi toda la electricidad que
consumimos en las industrias, fábricas, hogares, etc., proviene del SEN, y por
lo tanto todos los elementos pueden considerarse equipos consumidores de
energía eléctrica. Estos equipos consumidores de energía eléctrica se dividen
en cuatro clases:
 Equipos que consumen fundamentalmente energía activa, que es la
que se transforma en trabajo mecánico o calor: lámparas
incandescentes, hornos de resistencia, planchas eléctricas y otros
equipos que funcionan con resistencias puras. Este tipo de energía
puede medirse mediante los metrocontadores y, por lo tanto, se
paga según las tarifas establecidas.
 Equipos que consumen fundamentalmente energía reactiva
inductiva: reactores de lámparas fluorescentes, bobinas de
interruptores magnéticos y bobinas en general, conectados a
circuitos de corriente alterna.
 Equipos que consumen fundamentalmente energía reactiva
capacitiva: condensadores y equipos de gran capacitancia
conectados al circuito de corriente alterna. Estas dos últimas
formas de energía eléctrica de estos consumidores no son medibles
mediante los metrocontadores normales que poseemos en nuestras
instalaciones, y por lo tanto no se pagan. No obstante, este tipo o

3. forma de energía eléctrica debe ser generada, transmitida y
distribuida por el SEN, con las inversiones, gastos y pérdidas de
energía relativas al proceso. Por esa razón intentaremos reflexionar
sobre la utilización racional de esta forma de energía que, aunque
no incide directamente sobre la economía de muchos de los
consumidores, ocasiona gastos millonarios a la economía del país.
 Equipos que consumen los tres tipos de energía mencionados o una
combinación de dos de ellas. En la práctica, por lo general, se
encuentran los tres tipos de energía en las instalaciones eléctricas
de corriente alterna, como es el caso de los motores de inducción
con capacitores.
La demanda en un motor eléctrico (o cualquier otro consumidor) es la
necesidad instantánea de potencia, ya sea activa o reactiva, proveniente del
sistema de alimentación.
La energía eléctrica se mide según el tiempo que actúa la demanda:
E=Pt; donde, E es la energía consumida (en Wh); P, la potencia instantánea
(en W); y t, el tiempo en que transcurre la demanda (en horas).
A pesar de que la potencia reactiva no produce trabajo útil, puede ser
medida por un metro contador reactivo y se expresa en Var-h (esta unidad
de medida se utiliza tanto para la energía inductiva como para la capacitiva).
De manera general, un equipo consumidor de energía eléctrica (motor
eléctrico) demanda los tres tipos de energía o una combinación de dos de
ellos, y por lo tanto la potencia total demandada tiene una componente

4. activa (que realiza trabajo útil) y otra componente reactiva (creación del
campo magnético), por lo que analíticamente se puede formular la siguiente
ecuación:
S = P2 + Q2
Donde, S es la potencia total; P, la componente activa; y Q, la
componente reactiva.
La relación que existe entre la potencia activa y la potencia total se
denomina factor de potencia: cos φ= P/S. El factor de potencia indica qué
tanto por ciento de la potencia total es efectivamente utilizada para realizar
trabajo. Por lo tanto, el factor de potencia constituye un índice de la
utilización cualitativa y cuantitativa de la energía, que se expresa por el
coseno del ángulo entre la potencia activa y la potencia total.
Significado técnico-económico.
El factor de potencia tiene un importante significado técnico-
económico debido a que de su magnitud dependen, en cierta medida, los
gastos de capital y explotación, así como el uso efectivo de los equipos de las
instalaciones eléctricas. En la transmisión de la energía las pérdidas
desempeñan un elemento fundamental, y para disminuirlas se pueden tener
en cuenta: aumentar la tensión de las líneas de transmisión, evitar las
transformaciones innecesarias, mejorar el factor de potencia y reducir las
corrientes excesivas (picos de demandas).
Excepto la medida relativa a mejorar el factor de potencia, las
restantes presentan serios inconvenientes para su aplicación, ya sea de orden
técnico o económico; por lo tanto, el método más factible para disminuir las

5. pérdidas de energía eléctrica de las instalaciones es proteger o aumentar el
factor de potencia existente.
Consecuencias
Entre las principales consecuencias de un factor de potencia bajo se pueden
enumerar las siguientes:
 Disminución de las capacidades entregadas por la generación, las
que se encuentran limitadas por corrientes máximas, aún cuando la
potencia que se entregue no sea máxima. La capacidad de
entregas es directamente proporcional al factor de potencia:
P = S cos φ. Como S = UI, entonces P = UI cos φ; donde U es la
tensión de la línea.
 Aumento de las pérdidas térmicas en los conductores que son
inversamente proporcionales al cuadrado del factor potencia: ΔP =
I2R. Como I = P/U cos φ, entonces ΔP = P2/U2 cos2 φ; donde, ΔP
son las pérdidas de potencia y R es la resistencia de los
conductores.
 Aumento de la sección transversal de los conductores necesarios
para transmitir la misma potencia, en tanto esa sección es
inversamente proporcional al cuadrado del factor de potencia.
 Disminución de la tensión terminal en las cargas, lo que tiene
considerables desventajas secundarias.

6.  Los motores primarios (turbinas de vapor) de los generadores en
las estaciones eléctricas se calculan sólo para la potencia activa del
generador. Por tanto, cuando aumenta la potencia reactiva
disminuye el factor de potencia y es necesario disminuir la carga
activa, por lo que el motor primario estará sólo parcialmente
cargado, lo que implica la disminución de su rendimiento y el
consiguiente aumento de los gastos en combustible.
A partir de esta breve exposición técnico-económica del problema
planteado se puede formular un conjunto de medidas destinadas al
mejoramiento del índice de utilización de la energía, es decir, el factor de
potencia
Medidas de ahorro
A continuación se relacionan algunas medidas que se pueden adoptar
en instalaciones de producción o servicio para mantener o incrementar el
índice de utilización de la energía eléctrica:
 Exacta correspondencia entre los tipos y las potencias de los
motores eléctricos con las características y potencias consumidas
por los mecanismos accionados por esos motores, de forma tal que
la potencia que demande el mecanismo accionado cargue
completamente al motor, es decir, que desarrolle su potencia
nominal o muy próxima a ella.
 Evitar al máximo el trabajo prolongado de los motores en régimen
de vacío, por lo que se debe prever la desconexión automática
durante el tiempo de trabajo sin carga, con su posterior conexión.

7.  Cambio de un motor asincrónico por otro de menor potencia. Esto
funciona cuando el motor asincrónico está cargado entre 40 y 50 %
de su potencia nominal, ya que el efecto económico obtenido por el
incremento del cos j amortiza con creces los gastos de compra y
montaje de los nuevos equipos. Si la carga media del motor
asincrónico es igual o mayor que 70 % de la carga nominal,
entonces el cambio por otro motor de menor potencia no es
racional.
 Cambio en la conexión de los motores, manteniendo la misma
tensión de la alimentación. Para los motores asincrónicos
sistemáticamente cargados entre un 40 y 50 % de su potencia (Pn)
debe utilizarse el cambio de la conexión delta a estrella con la
misma tensión de la red, debido a que en este caso a cada fase del
estator llega una tensión menor, por lo que disminuye también el
consumo de energía reactiva (Q). Es necesario tener en cuenta que
con tal conmutación el par del motor disminuye tres veces.
 Garantizar reparaciones de calidad a los motores eléctricos. La
magnitud de la corriente del vacío de los motores asincrónicos
(corriente reactiva) aumenta también con la baja calidad de las
reparaciones de estos motores, la incorrecta conexión de las
secciones de las bobinas y la variación en el proceso de enrollado
de los parámetros del motor con respecto a los de su certificado
técnico.
 Operaciones de los motores eléctricos con sus tensiones nominales
de operación. La corriente de vacío de los motores eléctricos y la

8. potencia reactiva consumida por ellos aumenta notablemente
cuando trabajan en redes con tensiones mayores que la nominal.
Por esto, durante la explotación es necesario controlar la tensión de
la red y no permitir su desviación de los valores establecidos.
Diferentes investigaciones muestran que un aumento de la tensión
en 1 % provoca, como promedio, el incremento de la potencia
reactiva de los motores en 3 % y de los transformadores de
soldadura en 2,5 %.
 Replanteamiento de los diferentes procesos tecnológicos de las
máquinas herramienta de los talleres. Deben replantearse, siempre
que sea posible, las diferentes condiciones en que se realizan los
procesos tecnológicos en las máquinas herramienta, de forma tal
que se tenga en consideración que el motor eléctrico debe estar lo
más cargado posible en correspondencia con su potencia nominal;
por lo tanto, la potencia de corte, la velocidad de corte y otros
parámetros deben propiciar un estado óptimo de carga.
Otro aspecto importante es la selección de la máquina herramienta en
función de las condiciones tecnológicas del trabajo que hay que realizar.
La aplicación consecuente de estas medidas ayudan significativamente
a lograr el incremento del ahorro de la energía eléctrica en la producción y
los servicios, donde se emplean motores eléctricos, con la utilización de
menos recursos materiales y económicos; y constituye un esfuerzo adicional
al Programa de Ahorro de Electricidad en Venezuela.
Corrección del Factor de Potencia.

9. Métodos directos
Los métodos directos se basan en actuar directamente sobre las
causas, en definitiva tratan de mejorar los propios equipos, antes que
mejorar la línea de distribución.
Por ejemplo, en los tubos fluorescentes, se pueden colocar
condensadores en paralelo, con el fin de reducir la potencia reactiva
demandada. El principio de funcionamiento se explica más adelante.
Métodos indirectos
Los métodos indirectos, no pretenden actuar sobre las causas sino
compensarlas. La manera de compensarlas es introducir una potencia
reactiva del signo contrario a la consumida por el receptor, de modo que
la línea de distribución reduzca la potencia aparente y la intensidad
suministrada.
Básicamente, Esta compensación se hace por dos métodos diferentes
compensadores síncronos y compensadores estáticos.
Los compensadores síncronos son máquinas síncronas (es decir
motores o generadores síncronos). Estas maquinas, para su funcionamiento
requiere una intensidad de excitación, de forma que si están subexcitadas,
consumen energía reactiva, y si están sobreexitadas la devuelve al sistema.
De esta forma, en industrias que utilicen generadores o motores
síncronos, pueden aprovechar estos equipos para comprensa el factor de
potencia de su instalación mediante un circuito de control que regule la
excitación de las maquinas síncronas en función de la energía reactiva
consumida.

10. Los compensadores estáticos, son bacterias de condensadores, esto se
explica en el apartado siguiente.
Corrección de Corriente Monofásica y Trifásica:
En corriente alterna monofásica:
Dado que la potencia reactiva que consume los receptores suele ser de
tipo inductivo, la idea es conectar condensadores que compensen esta
potencia reactiva.
Al estado inicial, previo a la conexión de los condensadores, le
llamamos con el subíndice 1, y al estado final, donde ya se ha conectado, con
el subíndice 2.
Por trigonometría en el triangulo de potencia, hallamos la relación
entre la potencia activa y la reactiva.
La potencia activa queremos que sea la misma conectemos lo9s
condensadores o no.
Dibujamos el triangulo de potencias para los estados inicial y final:

11. Triangulo de potencias con y sin condensadores.
Lógicamente la potencia reactiva Q que es que la aportan los
condensadores, ser la diferencia entre la potencia reactiva inicial y final:
Por otro lado, la potencia reactiva en un condensador es:
Donde V es la tensión eficaz a la que esté conectado y ω es la pulsión
Igualando las dos ultimas expresiones, se obtiene que el valor de la
capacidad del condensador o de la batería de condensadores necesario para
llevar el sistema de un factor de potencia inicial a otro final sea:
Dado que la capacidad obtenida C, puede tener un valor muy alto, es
frecuente recurrir a baterías de condensadores conectadas adecuadamente
para dar el valor deseado.
Por este método es muy difícil eliminar por completo la

12. componente reactiva, porque posiblemente la carga del circuito no sea
estática, sino que varíe con el tiempo.
Para solucionar este problema, se puede, o bien calcular una batería
de condensadores que, aunque en el peor de los casos no compense del todo
la potencia reactiva, deje el factor de potencia en un valor aceptable (en
torno a 0,9 o superior); o bien, tener un sistema de control que, en función
de la potencia reactiva del sistema, conecte más o menos condensadores de
compensación, teniendo así un control escalonado del factor de potencia,
para que siempre esté en unos márgenes aceptables.
En corriente alterna trifásica.
Si el sistema es trifásico, se coloca una carga de condensadores en
paralelo con la carga. Ahora bien, hay dos posibilidades de conexión, en
estrella o en triángulo, como se ve en la figura:
Condensadores en estrella y en triángulo.
Analizamos primero el caso de condensadores en estrella. Dado
que los condensadores se conectan en estrella, cada uno de ellos está
sometido a la tensión de fase. Como los tres son de la misma capacidad (C ),
su potencia reactiva es:

13. Recordando que en la conexión en estrella
Si igualamos las ecuaciones [82] y [78], podemos despejar la
capacidad de lo condensadores necesaria para la conexión en estrellas
Esta capacidad obtenida, es la que habría que colocar en cada
uno de los elementos de la conexión en estrella.
Analizamos ahora el caso de conexión de los condensadores en
triángulo.
Directamente cada condensador está sometido a la tensión de línea,
por lo tanto la potencia reactiva es:
Igualamos las ecuaciones [84] y [78] para despejar la capacidad:
Por último, si comparamos las expresiones [83] y [85], estamos
comparando la capacidad que se necesita colocar en cada elemento de la
estrella, con la capacidad que se necesita en cada elemento del triángulo, y el
resultado es:

14. De donde se deduce que la conexión que interesa es la conexión
triángulo, ya que se compensa el factor de potencia con condensadores de
tres veces menor capacidad que en la conexión estrella, esto supone un
fuerte ahorro en volumen y en dinero.