kW y kVA describen distintas partes de una necesidad de potencia en corriente alterna. Una selección correcta de grupo electrógeno comprueba ambos y después evalúa cómo se comporta la carga real durante el arranque y los cambios repentinos.
La definición breve
Los kilovatios miden la potencia activa. Es la parte de la potencia eléctrica que se convierte en trabajo útil, como trabajo mecánico, calor o luz. Los motores suelen describirse en kW porque deben suministrar potencia mecánica activa al alternador, considerando las pérdidas y las condiciones operativas.
Los kilovoltamperios miden la potencia aparente. Esta combina voltaje y corriente sin suponer que estén perfectamente en fase. Los alternadores, cables, transformadores y equipos de aparamenta deben conducir corriente, por lo que los kVA importan incluso cuando parte de esa corriente no produce trabajo útil. Un grupo electrógeno debe tener suficiente capacidad de motor para los kW y suficiente capacidad de alternador para los kVA.
El factor de potencia relaciona kW y kVA
Para una carga equilibrada bajo la relación simplificada habitual, kW equivale a kVA multiplicado por el factor de potencia. Al despejar la fórmula, kVA equivale a kW dividido entre el factor de potencia. Si una carga de 400 kW opera con un factor de potencia de 0.8, la potencia aparente es de 500 kVA. Este es un cálculo ilustrativo, no una recomendación de grupo electrógeno.
El factor de potencia no es una etiqueta que pueda aplicarse sin criterio a toda una instalación. Las cargas de calefacción pueden estar cerca de la unidad. Los motores suelen operar con un factor de potencia menor, especialmente con carga ligera. Los sistemas UPS y los variadores de velocidad pueden presentar distintas formas de onda de corriente y contenido armónico. Utilice datos de equipos o valores medidos cuando sea posible e indique qué factor se ha supuesto para cada grupo de cargas.
| Potencia activa | Factor de potencia | Potencia aparente calculada |
|---|---|---|
| 400 kW | 1.0 | 400 kVA |
| 400 kW | 0.9 | 444 kVA |
| 400 kW | 0.8 | 500 kVA |
| 400 kW | 0.7 | 571 kVA |
Por qué las placas de los grupos electrógenos muestran ambos valores
La potencia nominal de un grupo electrógeno puede mostrar valores emparejados, como 500 kVA y 400 kW a un factor de potencia de 0.8. Esa relación describe el equipo ofrecido bajo sus condiciones nominales indicadas. No significa que cualquier carga de 400 kW sea adecuada. El motor puede alcanzar su límite de potencia activa mientras el alternador aún tiene capacidad de corriente, o el alternador puede alcanzar su límite de kVA o corriente mientras al motor le quedan kW disponibles.
Compare ofertas solo después de confirmar el mismo régimen de potencia, frecuencia, voltaje y condiciones de referencia. Un valor de kVA de respaldo no debe compararse con un valor de kW de potencia principal de otro proveedor. Compruebe si el alternador está dimensionado para la potencia publicada del equipo o si tiene capacidad adicional para arranque de motores, armónicos o corriente de falla. La cotización debe dejar clara la combinación de motor y alternador ofrecida.
Los cálculos trifásicos necesitan los datos correctos
En un sistema trifásico equilibrado, la potencia aparente puede calcularse a partir del voltaje entre fases, la corriente de línea y la raíz cuadrada de tres. El resultado debe utilizar unidades coherentes. Esta relación es útil cuando se dispone de corriente y voltaje medidos, pero no sustituye un estudio de cargas. La corriente puede variar según el modo de operación, el desequilibrio, la distorsión armónica y la variación de voltaje.
Las cargas monofásicas deben identificarse por separado, especialmente cuando pueden crear desequilibrio entre fases. Un grupo electrógeno que alimenta muchos circuitos monofásicos necesita distribuir la carga entre las fases. Una fase muy cargada puede limitar el alternador antes de que el total trifásico parezca excesivo. Pida al diseñador eléctrico que proporcione la distribución por fases o las corrientes de fase medidas de una instalación existente.
El arranque de motores cambia el panorama
Un motor puede demandar varias veces su corriente normal de operación durante el arranque. La demanda exacta depende del diseño del motor, el método de arranque, el equipo accionado y el tiempo de aceleración permitido. Un motor con arranque directo, un arrancador suave y un variador de velocidad presentan condiciones diferentes. El grupo electrógeno debe soportar el escalón temporal de kVA y potencia activa manteniendo el voltaje y la frecuencia dentro de límites aceptables para el motor y las demás cargas conectadas.
No añada un porcentaje genérico al total de operación suponiendo que así queda cubierto el motor. Registre los motores de mayor tamaño, su secuencia de arranque y si otras cargas permanecen conectadas. El ingeniero de dimensionamiento podrá entonces modelar el transitorio. A veces, una secuencia de arranque escalonada, un arrancador a voltaje reducido o un plan de desconexión selectiva de cargas resuelven el problema con más eficiencia que un grupo electrógeno mucho mayor.
Las cargas no lineales requieren más que el factor de potencia
Las cargas electrónicas pueden absorber corriente en pulsos, en lugar de una onda sinusoidal suave. La corriente armónica resultante puede calentar el alternador y afectar la forma de onda del voltaje. Un factor de potencia de desplazamiento convencional no describe toda la condición. Proporcione el fabricante, modelo, disposición de entrada y datos armónicos del UPS, variador, cargador o rectificador, si están disponibles.
Los grandes sistemas UPS también tienen modos de operación relevantes durante la alimentación con grupos electrógenos. Los límites de corriente de entrada, la carga de baterías, la operación en derivación y la conexión escalonada de módulos pueden cambiar la carga. Coordine los ajustes del grupo electrógeno y del UPS en lugar de suponer que la configuración utilizada con la red se comportará de forma idéntica. El mismo principio se aplica a los variadores de velocidad y otros equipos de electrónica de potencia.
Prepare requisitos útiles para el dimensionamiento
Para cada carga, proporcione kW, kVA o corriente de operación, factor de potencia, fases, método de arranque y secuencia operativa. Marque los valores inciertos como desconocidos en lugar de llenar el cuadro con supuestos copiados. Separe las cargas esenciales y no esenciales; después defina el peor caso operativo creíble y el mayor escalón. Incluya voltaje, frecuencia, altitud, temperatura ambiente y régimen de servicio.
Cuando el proveedor entregue una selección, solicite el factor de potencia supuesto, la carga de operación calculada, el mayor transitorio, la potencia seleccionada y la respuesta prevista de voltaje y frecuencia. Esto permite revisar el razonamiento. kW y kVA son necesarios, pero son solo las primeras comprobaciones de un dimensionamiento completo del grupo electrógeno.
- kW, kVA o corriente de operación de cada carga
- Información de factor de potencia y fases
- Método y secuencia de arranque de motores
- Detalles de UPS, variadores y rectificadores
- Mayor carga simultánea y escalón de carga
- Condiciones del sitio y régimen operativo
Compruebe cómo cambia la carga durante la operación
Un único total de un cuadro de cargas rara vez describe la condición operativa más exigente. Algunas cargas funcionan continuamente, otras por ciclos y otras arrancan solo durante una emergencia. Defina pasos operativos que muestren qué equipos se conectan juntos. Para cada paso, registre tanto kW como kVA cuando haya datos disponibles. Esto revela una condición con potencia activa moderada pero corriente alta, que de otro modo puede quedar oculta en un total sencillo.
El arranque de motores, la energización de transformadores, la carga de UPS y las cargas electrónicas no lineales pueden afectar la recuperación del voltaje o la selección del alternador aunque sus kW estables parezcan bajos. La información requerida depende del equipo. Entre los registros útiles figuran el método de arranque del motor, la disposición del variador o la derivación, la capacidad del transformador, la topología del UPS, el ajuste del cargador y la caída admisible de voltaje o frecuencia. El proveedor del grupo electrógeno puede entonces comprobar el motor y el alternador conforme a la misma secuencia que se prevé operar en el sitio.
Conserve los supuestos de cálculo junto a la lista de cargas. Indique la diversidad aplicada, la capacidad de reserva solicitada y las cargas excluidas de la operación de emergencia. Si el proyecto cambia, el equipo podrá revisar el paso correspondiente en lugar de añadir otro margen sin explicar a la cifra final.