Hornos eléctricos de arco y variaciones en el Factor de Potencia (FP).
Como lo precisa la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (CONUEE), el Factor de Potencia (FP) es un indicador sobre el correcto aprovechamiento de la energía y puede ser entendido como la relación entre la energía convertida en trabajo útil y la consumida por un circuito o dispositivo dado.
El FP es un valor adimensional y puede tomar valores entre 0 y 1, donde 1 es el valor ideal e indica que toda la energía consumida por los distintos elementos se transformó en trabajo. En consecuencia, un FP debajo de 0.9 indica la existencia de energía desperdiciada y, por consiguiente, un incremento en el importe de la facturación eléctrica entre otros inconvenientes.
Existen diferentes factores que determinan el FP como lo puede ser la presencia de cargas inductivas que tienen un FP en retraso o la presencia dominante de cargas capacitivas que generan un FP en adelanto.
El bajo FP también se puede presentar en redes contaminadas con cargas no lineales generadas por equipos como transformadores, motores o balastros que provocan un desface con relación al voltaje, mismo que provoca un bajo FP.
En el caso particular de los hornos eléctricos de arco se presentan variaciones muy amplias durante el proceso de fundición. Estas oscilaciones pueden variar tanto como un margen entre 0.5 y 0.85; una vez que el horno consigue llegar al punto operativo seleccionado es que el FP se mantiene en valores más constantes.
Las dos principales razones asociadas al bajo FP en estos hornos son:
- Al comenzar el ciclo de operación del arco eléctrico este tiene una conductividad menor, lo que genera una corriente en atraso en relación al voltaje de operación del sistema.
- La reactancia requerida para limitar la intensidad de la corriente a valores operativamente seguros origina un bajo FP.
Las consecuencias de operar con un bajo FP originan una mayor demanda de corriente para obtener la misma cantidad de potencia, esto demanda la utilización de conductores más robustos para evitar caídas de tensión en el sistema.
Otras consecuencias asociadas a la operación de sistemas con bajo FP son: calentamiento en cables, embobinados de transformadores, sobrecarga en líneas de transmisión y conductores, así como disparos aparentemente sin causa en dispositivos de protección.
A estos efectos se suma la caída de tensión y el aumento significativo de consumo de corriente que desencadena importantes incrementos en las facturas de consumo eléctrico y penalizaciones.
Cuando se incorporan soluciones de corrección del FP, después de realizar los estudios eléctricos necesarios, se puede reducir el valor de la corriente, logrando de esta manera optimizar los recursos materiales, aumentando la vida útil de las instalaciones y reduciendo los costos de estas al emplear equipos dimensionados con base a una potencia aparente inferior.
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