Este documento describe cálculos eléctricos para instalaciones interiores en locales comerciales e industriales. Explica factores como tensión de alimentación, instalaciones trifásicas/monofásicas, receptores y factor de potencia de la instalación. También cubre el cálculo del factor de potencia, ventajas de corregirlo como reducción de pérdidas y caídas de tensión, y cómo determinar el tamaño de un banco de condensadores para mejorar el factor de potencia.

1. INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Dirección de Calidad Educativa
SEMANA_08_Sesión_01

2. TEMA VIII: CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE INSTALACIONES
INTERIORES EN LOCALES COMERCIALES E INDUSTRIALES
• Tensión de alimentación
• Instalación trifásica/monofásica
• Receptores
• Factor de potencia de la instalación
TEMA VIII: CÁLCULOS ELÉCTRICOS DE INSTALACIONES INTERIORES
EN LOCALES COMERCIALES E INDUSTRIALES
• Identifica los factores influyentes del cálculo eléctrico de
instalaciones interiores en locales comerciales e industriales.

11. (KVA)S
(KW)PcospotenciadeFactor  
El factor de potencia es definido como el coseno del ángulo  comprendido
entre el vector P y el vector S, del triángulo vectorial de potencias de la fig.
6.4, que se expresa por la relación entre la potencia activa y la potencia
aparente de un circuito o de una carga.
Q(VAR)
S(VA)
P(W)

4. Factor de potencia de la instalación

12. Los capacitores generan energía reactiva de sentido inverso a la consumida
en la instalación. La aplicación de estos neutraliza el efecto de las pérdidas
por campos magnéticos. Al instalar condensadores, se reduce el consumo
total de energía. (activa + reactiva) de lo cual se obtienen varias ventajas.
Corregir o mejorar el factor de potencia de una instalación tiene las siguientes
ventajas:
• Reducción de las caídas de tensión
• Reducción de la sección de los conductores
• Disminución de las pérdidas
• Reducción del costo de electricidad evitando el pago por consumo de
energía reactiva
• Aumento de la capacidad del transformador para entregar potencia activa

13. finalCos
inicialCos
inicialPcu
finalPcu
2
2


REDUCCIÓN DE LAS CAÍDAS DE TENSIÓN
La instalación de condensadores permite reducir la energía reactiva
transportada disminuyendo las caídas de tensión en la línea.
REDUCCIÓN DE LA SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES
Al igual que en el caso anterior la instalación de condensadores permite la
reducción de la energía reactiva transportada y en consecuencia es posible,
a nivel de proyecto, disminuir la sección de los conductores a instalar.
DISMINUCIÓN DE LAS PÉRDIDAS
Al igual que en el caso anterior la instalación de condensadores permite
reducir las pérdidas por efecto Joule que se produce en los conductores y
transformadores.
Pcu = Pérdidas de potencia activa por efecto Joule en el cobre del arrollamiento de los transformadores.

14. Ejemplo:
Calcular la reducción de pérdidas en el cobre en un transformador de 630
KVA, Pcu = 65 000 W al pasar de cos  inicial = 0,7 a un cos  final = 0,98.
Solución:
W3184Pcu
)
0,98
0,7(-1x6500Pcu
finalcos
inicialcos-1xinicialPcuPcu
finalcos
inicialcosxinicialPcu-inicialPcuPcu
:tendremosdoReemplazan
finalcos
inicialcosinicialPcufinalPcu:obtieneSe
finalcos
inicialcos
inicialPcu
finalPcu:De
finalPcu-inicialPcuPcu
2
2
2
2
2
2
2
2
2












































15. REDUCCIÓN DEL COSTO DE ELECTRICIDAD EVITANDO EL PAGO
POR CONSUMO DE ENERGÍA REACTIVA
La ventaja que se obtiene es de orden económico y mejora los costos
operativos de producción.
AUMENTO DE LA CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR PARA
ENTREGAR POTENCIA ACTIVA
La ventaja es aún más atractiva porque aprovechamos una mayor
capacidad de la instalación. Para entender de mejor se presenta un
ejemplo sencillo de corrección de factor de potencia.

16. Ejemplo :
Supongamos que tenemos una carga de las siguientes características:
P = 100 KV, Q = 130 KVAR, V = 440 V
KVA164
164130100PS 2222


S
Q
S
PCos 
6,0
KVA164
KW100 
Del triángulo de potencias, se puede calcular la potencia aparente S.
El factor de potencia se obtiene de acuerdo a la definición como:
Entonces: cos =

17. P
CARGA
Q
P=100KW
Q=130KVARS=164KVA
TRANSFORMADOR

KVA17,104
47,104
96,0
100
cos
PS


S

Al analizar el circuito con la corrección del factor de potencia a un valor de 0,96;
suponiendo que es el exigido como mínimo por la compañía suministradora.
La potencia activa consumida sigue siendo la misma por la carga que se mantiene
constante, pero al corregir el factor de potencia se tiene un nuevo valor de potencia
aparente, despejando S se tiene:

18. Podemos apreciar una notable reducción de consumo de potencia
aparente que se traduce en:
 Una mayor potencia aparente S disponible en el transformador.
 Mayor posibilidad de conducción por los alimentadores para posibles
ampliaciones.
QC
Q'
P
S
S'
1 2

19. En la Figura se observa que los condensadores entregan
una potencia reactiva Qc a la carga y que la potencia
aparente S' es menor a la potencia aparente inicial S.
Es decir, si la potencia aparente del transformador fuera
de 160 KVA con un factor de potencia sin compensar
(cos1 = 0,6), tendría: 160 -164 = -4 KVA de sobrecarga;
en cambio si se corrige a un factor de potencia:
cos2 = 0,96
Entonces se tendría disponible:
S' = 160 - 104,17 = 55,83 KVA

20. Para el cálculo del factor de potencia de una planta o instalación se tienen
dos alternativas: o realizar cálculos teóricos o medir directamente el factor
de potencia mediante un analizador de redes.
Claro está que la medición directa es la más cercana a la realidad o al valor
real de este factor, teniendo este valor inicial de cos1 podremos, a través
de la fórmula:
Qc = P x (tg1 - tg2)

21. Determinar el valor de la potencia reactiva Qc del banco de
condensadores, para llegar a corregir el factor de potencia a cos 2, este
análisis también se realiza observando las curvas de consumo de potencia
reactiva proporcionada por el analizador de redes.
QC
Q'
P
S
S'
1 2
Triángulo de potencias corregido

22. Donde:
Qc: Potencia reactiva proporcionada por el banco de condensadores
En KVAR.
P: Potencia activa de la carga a compensador en KW.
Tg: Valor de la tangente del ángulo que corresponde al factor de
Potencia del circuito (original y deseado).
S: Potencia aparente original en KVA.
Sr: Potencia aparente como resultado de la corrección del factor de
Potencia.
Q: Potencia reactiva original.
Q': Potencia reactiva proporcionada por la fuente de suministro,
Luego de la corrosión del factor de potencia.

23. Ejemplo:
Tomando los valores del ejemplo anterior tenemos:
P: 100 KW Q = 130 KVAR U = 440 V
cos1 (original) 0,6  1 = arc cos 0,6 = 53,93°
cos2 (deseado) 0,96  2 = arc cos 0,96 = 16,26°
Luego:
tg 1 = 1,33; tg 2 = 0,29
Obtenemos el valor del banco de condensadores de la siguiente manera:
Qc = P(tg 1 - tg 2); Qc = 100 KW (1,33 - 0,29)
Qc = 100 x 1,04; Qc = 104 KWAR
Esto significa que el banco de condensadores deberá tener una potencia de 104 KVAR.

24. (KW)activaEnergía
(KVAR)reactivaEnergíatg 1 
La forma correcta de determinar el valor del banco de
condensadores es utilizado un analizador de redes y una
forma referencial de conocer factor de potencia de la
instalación es tomando la lectura que brinda el recibo de la
compañía suministradora, respecto al consumo de energía
activa y energía reactiva.