Calculadora de corrección del factor de potencia: banco de capacitores en kVAR
Calcula los kVAR del banco de capacitores para subir el factor de potencia a tu meta, la baja de corriente y kVA, la capacitancia en µF por fase y el ahorro en penalizaciones.
Cómo funciona
kVAR = kW × (tan(arccos FP₁) − tan(arccos FP₂)) · kVA = kW ÷ FP · I = kVA × 1,000 ÷ (√3 × V) en trifásico · C por fase (delta) = Q_fase ÷ (2π × f × V²)
Los motores de inducción, los transformadores y el alumbrado antiguo consumen corriente de magnetización que no hace trabajo útil pero igual circula por todos los conductores: aparece como potencia reactiva (kVAR) y como un factor de potencia menor que 1. La compañía eléctrica la cobra directamente o a través de la demanda en kVA, y además ocupa capacidad de transformadores y cables. Un banco de capacitores entrega esa potencia reactiva en el sitio, así que los kVAR necesarios son la diferencia entre la reactiva con el factor de potencia actual y con el deseado: la tangente del ángulo de fase por la potencia activa. Corregir a alrededor de 0.95 captura casi todo el beneficio; llegar a 1 arriesga un factor de potencia capacitivo y sobretensiones cuando baja la carga. Los bancos se conectan por pasos o junto con motores individuales, y donde variadores y rectificadores inyectan armónicos se usan reactores de desintonía para que los capacitores no entren en resonancia con la red.
Ejemplo resuelto
Una maquiladora de 300 kW trabaja con un factor de potencia de 0.76: toma 395 kVA y 475 A a 480 V trifásicos. Subirlo a 0.95 requiere 300 × (0.855 − 0.329) = 157.9 kVAR; con el banco estándar de 200 kVAR llega a 0.983. La potencia aparente baja a 316 kVA y la corriente a 380 A, se liberan 79 kVA de su transformador de 500 kVA y, con un cargo de $0.90 por kVAR al mes, ahorra unos $1,706 al año.
Preguntas frecuentes
¿Dónde conviene instalar los capacitores?
En las terminales del motor, conectados junto con él, para cargas grandes y constantes; o como banco automático en el tablero principal cuando la carga de la planta varía. Mientras más cerca de la carga, más pérdidas en cables te ahorras.
¿Los capacitores corrigen el bajo factor de potencia que causan los variadores (VFD)?
No. Los variadores tienen un factor de potencia de desplazamiento casi unitario, pero deforman la corriente con armónicos y bajan el factor de potencia "verdadero". Eso se resuelve con reactores de línea, filtros de armónicos o rectificadores activos, no con capacitores simples.
¿A cuánto conviene corregir el factor de potencia?
Normalmente a 0.95 o un poco más, que es lo que piden muchas compañías eléctricas para no cobrar penalización. En México, por ejemplo, la CFE penaliza por debajo de 0.90 y bonifica por encima.
¿Cómo se calculan los kVAR para corregir el factor de potencia?
Multiplica los kW por la diferencia de tangentes: kVAR = kW × (tan(arccos FP actual) − tan(arccos FP deseado)). Para 100 kW de 0.80 a 0.95 son 100 × (0.750 − 0.329) = 42.1 kVAR.
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Estimación de ingeniería para planeación. Toda instalación debe diseñarla y verificarla un electricista o ingeniero calificado conforme a la norma local (NOM, IEC, NEC u otra) y a los datos del fabricante.