kVA ≠ kW: un concepto de energía incomprendido por el 90% de las personas

Se cuenta con un transformador de 1000 kVA con una carga existente de aproximadamente 200 kW. Si queremos añadir unos 600 kW de carga nueva, ¿podrá soportarlo este transformador?

Esta pregunta involucra dos unidades:kVAykilovatios. Para responderla correctamente, debemos comprender la relación y diferencia entre estas dos unidades.

 

● Kilovoltio-Amperio (kVA)

Definición: Unidad utilizada para expresar la capacidad de equipos eléctricos (como transformadores, motores, etc.). En un circuito de CA: Voltaje (kV) × Corriente (A)=Potencia aparente (kVA). La capacidad de un transformador se clasifica enkVA.

● Kilovatio (kW)

Definición: Una unidad de potencia igual a 1000 vatios.kW se utiliza comúnmente para expresar la potencia de generadores, motores, herramientas, máquinas, calentadores eléctricos y transmisores de radio/TV.

kVA es la unidad de potencia aparente.

kW es la unidad de potencia activa (real).

Además de la potencia aparente y la potencia activa, existe la potencia reactiva, medida en kvar (kilovar).

 

¿Cuáles son las diferencias entre estos tres tipos de poder?

1.La potencia aparente es la potencia total suministrada por la fuente de energía.

2.La potencia activa es la potencia realmente consumida por la carga, convertida en otras formas de energía. Por ejemplo, la factura de electricidad que paga se basa en la energía activa.

3.La potencia reactiva se refiere a la energía que en realidad no se consume sino que se almacena temporalmente. Los equipos con condensadores o inductores se cargan y descargan continuamente sin consumo real de energía; esto se llama potencia reactiva.

 

Factor de potencia

Para determinar cuánta potencia activa puede entregar una fuente de energía, presentamos elfactor de potencia (FP), definida como la relación entre la potencia activa (P) y la potencia aparente (S), denotada comocosφ.

Ejemplo:

Un transformador de 1000 kVA:

Con un factor de potencia cosφ=0.6, puede generar 600 kW de potencia activa.

Con un factor de potencia cosφ=0.9, puede generar 900 kW de potencia activa.

Suponiendo que la electricidad cueste 1 RMB por kWh:

En PF=0.6: el transformador genera 600 RMB/hora de beneficio económico.

En PF=0.9: el transformador genera 900 RMB/hora de beneficio económico.

Nota importante: la capacidad del transformador está nominal en kVA, mientras que la potencia de carga está en kW. La relación es: Potencia activa (kW)=Potencia aparente (kVA) × PotenciaFactor (cosφ)

Un transformador de 1000 kVA sólo puede entregar 1000 kW con un factor de potencia perfecto de 1, lo que es casi imposible en la práctica.

En diseño de ingeniería, una tasa de carga de aproximadamente el 90% es económica y razonable. Las compañías de suministro de energía normalmente exigen que el factor de potencia sea superior a 0,9; se aplican sanciones si es demasiado bajo. El factor de potencia tampoco puede exceder 1, ya que esto aumentaría el voltaje del sistema e interrumpiría el funcionamiento.

Conclusión

El transformador de 1000 kVA suministra originalmente 200 kW. Después de agregar 600 kW, la carga activa total es de 800 kW.

Siempre que el factor de potencia se eleve al valor requerido, el transformador puede funcionar de forma segura y continua bajo esta carga.