En este documento, se presenta el estudio del factor de potencia que se realizó a una institución que trabaja en tarifa HM de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), la cual corresponde a la tarifa horaria para un servicio general en media tensión con demanda de hasta 100 kW. El factor de potencia es un parámetro esencial para medir la calidad y la cantidad de la utilización de la energía eléctrica en relación a la potencia instalada. En este trabajo, se presenta un análisis estadístico del factor de potencia del año 2014, así como un estudio de la relación a través del cálculo del coeficiente de correlación lineal entre diferentes parámetros eléctricos asociados al factor de potencia y algunas medidas para corregirlo. Se realizó el cálculo del coeficiente de correlación lineal para determinar la relación entre la demanda máxima de potencia, el factor de potencia y el factor de carga de la instalación eléctrica. El coeficiente de correlación lineal entre las variables de demanda máxima y factor de potencia es de 57.40%, mientras que el coeficiente de correlación lineal entre el factor de potencia y el factor de carga es de 57.10%.

1. R e s u m e n : En este documento, se presenta el estudio del factor
de potencia que se realizó a una institución que trabaja en tarifa HM de
la Comisión Federal de Electricidad (CFE), la cual corresponde a la tarifa
horaria para un servicio general en media tensión con demanda de hasta 100
kW. El factor de potencia es un parámetro esencial para medir la calidad y
la cantidad de la utilización de la energía eléctrica en relación a la potencia
instalada. En este trabajo, se presenta un análisis estadístico del factor de po-
tencia del año 2014, así como un estudio de la relación a través del cálculo
del coeficiente de correlación lineal entre diferentes parámetros eléctricos
asociados al factor de potencia y algunas medidas para corregirlo. Se realizó
el cálculo del coeficiente de correlación lineal para determinar la relación
entre la demanda máxima de potencia, el factor de potencia y el factor de
carga de la instalación eléctrica. El coeficiente de correlación lineal entre las
variables de demanda máxima y factor de potencia es de 57.40%, mientras
que el coeficiente de correlación lineal entre el factor de potencia y el factor
de carga es de 57.10%
Palabras clave: Factor de potencia, factor de carga, consumo de ener-
gía y coeficiente de correlación lineal.
A b s t r a c t : The purpose of this paper is to present the study of the
power factor observed in an institution that works at an HM rate of the Co-
misión Federal de Electricidad (CFE), which corresponds to the hour rate
of a medium-tension general service with a demand of up to 100 kW. The
power factor is an essential parameter to measure the quality and quantity
of the use of electricity according to the installed power. This work presents
a statistical analysis of the power factor in 2014, as well as a study
76
ANÁLISIS DEL
Ing. Éder Alberto Flores López 1
, Ing. María Yuridia Bahena Landa 2
y Dr. José Andrés Alanís Navarro3
1,2,3
UniversidadPolitécnicadel
EstadodeGuerrero
TaxcodeAlarcón,Guerrero,
México,C.P
.40321
Enviado: 31deoctubrede2015
Aceptado: 7dediciembrede2015
+
aalanis@upeg.edu.mx
R e v i s t a C i e n t í f i c a
factor de
potencia
elÉCTRICO

2. 77
of the relationship through the calculus of the lineal correlation
coefficient among different electrical parameters linked to the
power factor and some measurements to correct it. The calculus
of the lineal correlation coefficient was made to determine the
relationship between the maximum power demand, the power fac-
tor and the charge power of the electrical installation. The lineal
correlation coefficient between the maximum demand variables
and the power factor is 57.40%, on the other hand the lineal co-
rrelation coefficient between the power and the charge factor is
57.10%.
Keywords: Power factor, charge power, energy consumption and li-
neal correlation coefficient.
Introducción
La potencia eléctrica que demanda un aparato eléctrico es una
transferencia de energía eléctrica por unidad de tiempo (Joule por
segundo), ésta se relaciona con la intensidad de corriente eléctrica
(I), la tensión eléctrica (V) y el ángulo de fase entre ambas señales
( ). Existen tres tipos de potencia eléctrica, éstas son:
Potencia activa (P): Es la potencia que se aprove-
cha para ser transformada en diferentes tipos de energía (térmica,
mecánica, lumínica, etc.), su unidad es el Watt (W).
Potencia reactiva (Q): Es la potencia que se uti-
liza para la generación de campos eléctricos y magnéticos, mas
no para generar trabajo eléctrico útil, su unidad es Volt-Ampere
reactivo (VAr).
Potencia aparente (S): Es el vector resultante del
triángulo de potencias, su unidad es Volt-Ampere (VA).
+
R e v i s t a C i e n t í f i c a
(3)
(1)
(2)

3. En el caso ideal, no existe un ángulo de fase entre las señales
de tensión y corriente eléctrica, es decir, cuando = 0°, esto im-
plica que la potencia activa (P) es máxima debido a que cos = 1;
mientras que la potencia reactiva (Q) es mínima, ya que sen = 0.
El factor de potencia de una carga, que representa la energía
total que consume la instalación, está dado por la relación entre la
potencia activa y la potencia aparente, ver ecuación (4); es decir,
el cociente entre la cantidad de energía utilizada y la cantidad de
energía disponible en un momento determinado. Si las señales de
corriente y tensión eléctricas son señales perfectamente sinusoi-
dales, el factor de potencia es igual a la función coseno del ángulo
de fase ( ) entre ellas. Numéricamente, el factor de potencia
oscila entre valores de 0 a 1 para indicar la mínima y máxima
utilización de la energía, respectivamente. Cuando el factor de po-
tencia es menor a 0.9, la CFE cobra una penalización económica
por el deficiente aprovechamiento de la energía; cuando el factor
de potencia es mayor a 0.9, realiza una bonificación, y si el factor
de potencia es igual a 0.9 la CFE no penaliza ni bonifica econó-
micamente al usuario (CFE, 2015). La adecuada administración
del consumo de energía se ve reflejada en el pago por el consumo
de la misma. La instalación de bancos de capacitores permite al
consumidor reducir el gasto económico al mantener el nivel de
consumo de potencia reactiva por debajo del valor de penaliza-
ción, porque el banco de capacitores corrige el desfase entre las
señales de tensión y corriente eléctrica (sen = 0). La adecuada
gestión de la energía eléctrica tiene un efecto positivo sobre el
medio ambiente debido a que comúnmente la energía es generada
por turbinas cuyos combustibles son hidrocarburos que generan
gases de efecto invernadero; es decir, cuando existe un eficiente
consumo de la energía eléctrica se reduce el impacto ambiental.
En el triángulo de potencias de la Figura 1 se muestra una re-
ferencia gráfica de qué es el factor de potencia, definido como la
función cos y la relación entre las potencias P, Q y S en un cir-
cuito de corriente alterna (Schneider, 2010). Cuando el factor de
potencia tiende a 1, implica que Q < P, ver ecuación (4).
Figura 1. Triángulo de potencias.
Caso de estudio
En la Figura 2 se presentan los datos del factor de potencia
eléctrico y el factor de carga, expresados como porcentaje, para
cada mes del año. El factor de carga es un número que indica
el porcentaje de utilización de la demanda contratada durante un
mes, en este caso la demanda contratada es de 280 kW. Se ob-
serva una tendencia entre ambos parámetros eléctricos, excepto
en el mes de mayo. Para determinar la correlación entre dichos
parámetros se realizó el cálculo del coeficiente de correlación, el
cual permite mostrar la interrelación entre dos variables (Devore,
2008). El coeficiente de correlación lineal es de 57.10%, lo cual
indica una correlación moderada entre ambos parámetros eléctri-
cos.
Figura 2. Factor de potencia y factor de carga mensuales.
En la Figura 3 se presenta la información de la demanda máxi-
ma de potencia expresada en kilowatt (kW) de potencia eléctrica y
el factor de potencia eléctrico expresado como porcentaje de cada
mes del año. Se observa una tendencia entre ambos parámetros
eléctricos, excepto en los meses de abril, julio y agosto. El coefi-
ciente de correlación lineal es de 57.40%.
Figura 3. Demanda máxima y factor de potencia mensuales.
(4)
78
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4. Análisis estadístico
En la Figura 4 se muestra el histograma del análisis estadístico
del factor de potencia, se observa una frecuencia mayor para los
valores entre 75% y 80% y sólo un valor entre 45% y 50%. El
valor máximo registrado en el análisis está por debajo del valor
que impone la CFE para evitar la penalización. En la Tabla 1 se
presenta el resumen de las medidas de tendencia central y de dis-
persión (Spiegel y Stephens, 2009).
Figura 4. Histograma del factor de potencia.
Tabla 1. Resumen de las medidas de tendencia central
y de dispersión del factor de potencia.
Conclusiones
Los valores de las medidas de tendencia central obtenidos a
partir del análisis estadístico del factor de potencia son: una me-
dia = 71.30%, la mediana = 74.40% y no presentan moda. En
cuanto a las medidas de dispersión, los datos tienen una amplitud
de 39%, una desviación estándar s = 10.2%, una varianza s2
=
104.1%, un coeficiente de variación CV = 14%, un sesgo negativo
Sg = -1.44 y un coeficiente de kurtosis k = 2.86, lo cual co-
rresponde a una distribución leptocúrtica, es decir con una forma
puntiaguda.
El coeficiente de correlación lineal entre las variables de demanda
máxima y factor de potencia es de 57.40%, mientras que el coefi-
ciente de correlación lineal entre el factor de potencia y el factor
de carga es de 57.10%; ambos parámetros presentan una correla-
ción moderada con el factor de potencia. Para aumentar el factor
de potencia se recomienda aumentar el factor de carga, debido a
que éstas son proporcionales, aunque esto implica un aumento en
la facturación por concepto de energía. Otra alternativa es solici-
tar una reclasificación ante la CFE con el objetivo de ajustar el
consumo a la demanda máxima de la instalación, o solicitar a la
CFE una reducción de la demanda contratada, con el objetivo de
aumentar el factor de carga, sin aumentar el consumo de energía.
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5. Bibliografía
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potencia. 2015-10-30, de Co-
misión Federal de Electricidad
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de C.V., Av. Santa Fe núm. 505,
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Fe. C.P. 05349, México, D.F.
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paña, S.A. (Cuarta edición: abril
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Tecfoto, S.L. Ciutat de Granada,
55. 08005 Barcelona. ISBN #84-
609-8658-6.
+ Spiegel M. y Stephens L.
(2009). Estadística. México: Mc
Graw Hill.
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