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Visitas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2025-03-25 Origen:Sitio
Con un de tipo anterior transformador de 1000kVA que actualmente maneja una carga de aproximadamente 200kW, ¿puede este transformador acomodar la mayor demanda si planeamos agregar una nueva carga de aproximadamente 600kW? Esta pregunta gira principalmente en torno a un concepto fundamental: la relación y la distinción entre KVA y KW.
KVA (Kilovolt-Ampere) es la unidad de potencia aparente, mientras que KW (kilovatio) representa la unidad de potencia activa. Además de la potencia aparente y la potencia activa, también hay potencia reactiva, medida en KVAR (Kilovar).
Potencia activa : medida en vatios (W), representa la energía real consumida o el trabajo útil realizado por un circuito (por ejemplo, calefacción, iluminación).
Potencia reactiva : medida en volt-amperios reactivos (VAR), admite campos magnéticos en cargas inductivas (por ejemplo, motores) pero no hace un trabajo real. Por ejemplo, si un dispositivo eléctrico contiene condensadores o bobinas, estos componentes cargarán y descargarán continuamente mientras el dispositivo opera. Dado que los condensadores/bobinas en realidad no consumen energía eléctrica durante este proceso de carga/descarga, la potencia asociada se denomina potencia reactiva.
Potencia aparente : medida en Volt-Amperes (VA), es la combinación de potencia activa y reactiva, que representa la potencia total en un circuito. Una fuente de alimentación (generalmente un transformador o generador) debe suministrar no solo potencia activa sino también una potencia reactiva a los dispositivos eléctricos. Esto se debe a que, a pesar de que los condensadores en el dispositivo no consumen energía activa, su carga y descarga continua aún requieren la fuente de energía para asignar una parte de su capacidad para apoyar este proceso.
Después de aclarar estos conceptos, ahora podemos examinar sus interrelaciones, lo que nos lleva a otro concepto crítico: Factor de potencia. La cantidad de potencia activa que puede entregar una fuente de alimentación depende directamente del factor de potencia.
El factor de potencia (cosφ) es la relación de potencia activa (p) a potente (s) aparente (s) :
Por ejemplo, un transformador de 1000kVA puede administrar 600kW de potencia activa cuando el factor de potencia (cosφ) es 0.6, mientras que puede generar 900kW de potencia activa cuando el factor de potencia aumenta a 0.9.
Si la electricidad tiene un precio de $ 1 por kilovatio-hora (kWh), un transformador que funciona con un factor de potencia de 0.6 puede generar $ 600/hora en ingresos económicos. Cuando el factor de potencia mejora a 0.9, el mismo transformador puede generar ¥ 900/hora en los ingresos45. Si bien los beneficios financieros de mejorar el factor de potencia son evidentes, sus implicaciones técnicas más amplias (por ejemplo, optimizar la estabilidad de la red y reducir las pérdidas de energía) se extienden mucho más allá de estas ganancias inmediatas.
Con el conocimiento fundamental establecido anteriormente, ahora podemos abordar la pregunta central de este artículo con claridad y precisión.
La capacidad de un transformador se mide en KVA (kilovoltios-amperios) , mientras que el consumo de energía del equipo eléctrico se mide en KW (kilovatios) . La distinción clave se encuentra en el hecho de que calcular la potencia activa (kW) de un dispositivo requiere multiplicar su potencia aparente (KVA) por el factor de potencia (COSφ) . Por ejemplo, un transformador de 1000kVA solo puede ofrecer una salida de carga completa de 1000kw cuando funciona con un factor de potencia de 1.0. Sin embargo, lograr esta condición ideal (PF = 1.0) es prácticamente imposible en las aplicaciones del mundo real.
En la fase de diseño, si implementamos la compensación del factor de potencia para lograr un factor de potencia de 0.95, la salida de potencia activa del transformador debe calcularse como 1000 × 0.95 = 950kW. AVISO IMPORTANTE: los servicios públicos de potencia exigen un factor de potencia (PF) de ≥0.9 para evitar sanciones; Sin embargo, exceder PF = 1.0 puede causar el aumento del voltaje del sistema y comprometer la estabilidad de la cuadrícula.
Un transformador de 1000kVA originalmente suministra una carga eléctrica de 200kw. Después de agregar una nueva carga de 600kW, la demanda de energía activa total alcanza 800kW, que permanece dentro del límite de funcionamiento seguro calculado del transformador.
Por lo tanto, un transformador de 1000kVA que suministra originalmente 200kW de carga eléctrica puede operar de manera segura a largo plazo incluso después de agregar una nueva carga de 600kW (total 800kW), siempre que el factor de potencia esté optimizado al nivel requerido.
