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6 Calidad de alimentación - manual
En los sistemas de una sola fase para el cálculo de la potencia aparente de distorsión se puede
utilizar la fórmula más sencilla:
son los valores eficaces de las componentes fundamentales de la tensión de fase y
donde U
y I
1
1
de la corriente.
6.4.8 Factor de potencia
El factor de potencia real, es decir, que tiene en cuenta la presencia de armónicos más altos
se llama simplemente el factor de potencia (en inglés True Power Factor, TPF o PF). Para los
circuitos sinusoidales se equipara con el llamado factor de potencia de desplazamiento de fase,
que es popular cos (en inglés Displacement Power Factor, DPF).
Por lo tanto, el DPF es una medida de desplazamiento de fase entre las componentes
fundamentales de tensión y corriente:
En el caso de una carga puramente resistiva (en red monofásica), la potencia aparente es igual
al valor de la potencia activa y la potencia reactiva es igual a cero, por lo que la carga aprovecha
completamente el potencial energético de la fuente y el factor de potencia es 1. La aparición de la
componente reactiva inevitablemente conduce a una disminución en la eficiencia de transmisión
de energía, la potencia activa es entonces más pequeña que la potencia aparente y la potencia
reactiva aumenta.
En los sistemas trifásicos, la reducción del factor de potencia también afecta el desequilibrio
del receptor (ver la discusión sobre la potencia reactiva). En estos sistemas, el valor correcto del
factor de potencia se obtiene utilizando la potencia eficaz aparente S
IEEE 1459-2000.
Armónicos
6.5
La división de los ciclos periódicos en las componentes armónicas es una operación
matemática muy popular basada en la teoría de Fourier, que dice que cada ciclo periódico puede
ser representado como la suma de las componentes sinusoidales con frecuencias que son los
múltiplos totales de la frecuencia fundamental de tal ciclo. El período puede ser sometido a la
transformada rápida de Fourier (FFT), que como resultado da las amplitudes y las fases de las
componentes armónicas en el sector de la frecuencia.
En una situación ideal, se genera tensión en el generador que proporciona en su salida la forma
de onda sinusoidal pura 50/60 Hz (sin armónicos más altos). Si el receptor es un sistema lineal,
entonces también la corriente en tal situación ideal es un curso sinusoidal puro. En los sistemas
reales, tanto las ondas de tensión como de corriente se distorsionan, por lo que deben contener,
aparte de la componente fundamental, también los armónicos más altos.
¿Por qué la presencia de armónicos más altos en la red no es deseable?
Una de las razones es el efecto, que consiste en empujar los electrones desde el centro del
conductor hacia fuera junto con el aumento de la frecuencia de corriente. Como resultado, cuanto
mayor es la frecuencia tanto menor sección transversal del conductor tienen los electrones a
disposición lo que es equivalente al aumento de la resistencia. En efecto de este fenómeno, cuanto
más alto el orden del armónico de corriente, tanto mayor resistencia efectiva del cableado para
este armónico, lo que a su vez conduce inevitablemente a mayores pérdidas de potencia y el
calentamiento de los cables.
Un ejemplo clásico de este efecto se refiere al conductor neutro en las redes trifásicas. En la
red con pocas distorsiones con un desequilibrio pequeño y un receptor simétrico (o poca asimetría),
la corriente en el conductor neutro tiende a ponerse a cero (la corriente es bastante más pequeña
56
2
− ( ��
��
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��
��
��
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1
1
1
������ =
=
��
��
��
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1
1
���� =
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2
��
1
1
��1��1
= ��������
��1��1
��
��
, que se define en el estándar
e
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