Tema: potencia reactiva negativa

Aunque no es una consulta específica de fotovoltaica, agradecería la opinión de los expertos del foro.
Tengo un consumo basal algo elevado, unos 700W , ya que tengo varios ordenadores funcionando permanentemente, dos frigorificos y un sistema de iluminación exterior permanentemente encendido por la noche (por seguridad).

Recientemente he instalado un contador/analizador de red eastron que monitorizo mediante modbus con la ayuda de un programa en una raspberry-pi y me he llevado la sorpresa de que la potencia reactiva no baja de unos -500var (capacitiva).

Hasta ahora nunca había estado pendiente de la potencia reactiva de mi casa pero, ¿es esto normal en valor y signo?

A modo de comentario: cuando por el día el inversor inyecta potencia en la red interior, la potencia reactiva se mantiene ya que mi inversor (Fronius IG TL 4KW) tiene un cos(phi)=1 constante (no aporta potencia reactiva que sirva para compensar).


Gracias de antemano.

Iniciado por junavar

Tengo un consumo basal algo elevado, unos 700W ...

Pues sí que es elevado. Si mantienes estos 700W las 24 horas del día, sería un consumo basal de 17kWh/día - más todo lo que consumáis aparte - fácilmente podría llegar a 30kWh/día. Consumáis tanto?

Iniciado por junavar

... la potencia reactiva no baja de unos -500var (capacitiva) ... ¿es esto normal en valor y signo?

No soy de los expertos en este tema. Pero el valor de 500VA como media me parece razonable.
En cuanto al signo negativo: Es posible que sea cuestión de como has conectado los cables? Es posible que el signo negativo signifique otra cosa en el programa que usas, por ejemplo "potencia reactiva"?

Gracias por tus comentarios el_cobarde.

El consumo es elevado ya que tengo mucho ordenador-servidor (y eso que empleo máquinas virtuales) y la casa es amplia.
Mitigo el problema con la tarifa DHS y los 4kW de placas. El consumo medio diario es de unos 20kWh.

Lo que me llama la atención es la reactiva por varios motivos:

1)Me extraña el valor y el signo. Yo creo que las conexiones no importan ya que los que se mira es el desfase temporal entre la onda de tensión y la de corriente. Mi programa lee, entre otros, los registros que corresponde a potencia reactiva (kvar) y a energía reactiva (kvarh). La lecturas son coherentes. Yo empiezo a sospechar que el que la potencia reactiva sea capacitiva puede venir por la cantidad de iluminacion led.

2) Se comenta que en un futuro van a cobrar/penalizar la reactiva incluso a usuarios residenciales. Con los nuevos contadores lo tienen "a huevo".
3) La presencia anómala de energía reactiva puede ser un indicio de que tienes un sistema de generación. Puedes estar importando o exportando 0kw (potencia activa) pero sigues "exportando" (esta denominación es enormemente confusa) potencia reactiva capacitiva. Esto quedará reflejado en la "curva de carga" de contador. Esto podría levantar una alerta/indicio de que existe un generador.
4)Creo que algunos inversores (el mío desde luego no) pueden inyectar potencia cambiando el cos(phi) por comandos. Por tanto se puede concebir un programa que no solo limite la exportación sino que corrija el FP para no tener potencia reactiva.

Hola junavar

Coincido en lo que escribes y lo veo informativo e importante.
Siento que mis concocimientos no alcanzen para aclarar más la situación.

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Iniciado por junavar

... Me extraña el valor y el signo ... que la potencia reactiva sea capacitiva puede venir por la cantidad de iluminacion led ...

Este aspecto me parece de especial interés. No lo descarto, pero tampoco podría afirmarlo.
Alguien sabe si la iluminación LED puede ser la causa de tanta potencia reactiva?

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Iniciado por junavar

... 4kW de placas. El consumo medio diario es de unos 20kWh ...

Son 20kWh el consumo real, cosecha FV incluida, o es el consumo que factura la distribuidora?
Es que me extraña, que teniendo 17kWh/día de consumo basal, solo llegues a 20kWh/día de consumo total.

Te he dado los datos "de cabeza". Pueden ser un tanto inexactos. Precisamente estos días estoy poniendo a punto el programa de monitorización de consumos con el nuevo contador que he instalado en cascada con el de Iberdrola.

Di idea es construir una "curva de carga" diaria similar a la de los contadores homologados. Otro programa diariamente descargará el fichero XML con los precios horarios FEU de REE. Finalmente otro programa calculará el sumatorio Precio FEU*Energia horaria para saber el coste real de lo consumido e incluso simular los costes que tendría con otra tarifa.
La idea es ir construyendo diariamente una factura paralela a la que te haga cada dos meses la comercializadora.
Incluso tengo la idea de que la raspberry te envíe un correo al final del día con los kWh y el coste real facturable de lo consumido. De esta manera puedes corregir tus hábitos de consumo de forma inmediata.

@junavar:
Me parece que lo haces muy bien y que tú mismo encontrarás la respuesta a tu pregunta inicial.

No andas mal encaminado JUNAVAR.

El alumbrado led y los ordenadores funcionan con CC (como no podría ser de otra forma). Necesitan unas fuentes de alimentación para convertir la CA de la red en CC. Hace ya tiempo que se utilizan fuentes conmutadas (electrónicas) para ese menester. Esas fuentes conmutadas consumen potencia reactiva capacitiva.
Algunas de esas fuentes llevan PFC (corrector del factor de potencia) que disminuyen, pero no evitan del todo, la reactiva capacitiva. Y algunas otras (muchas) no disponen del PFC. No creo que haya muchas fuentes conmutadas de alumbrado led que lleven PFC.

Si las cargas inductivas que puedas tener (motores, bombas, frigos) no llegan a compensar esas cargas capacitivas, te queda un residual reactivo capacitivo, que es el que te marca tu analizador.


Te cuento un ejemplo. En mi lugar de trabajo, en su día, las cargas eran, básicamente, motores y alumbrado fluorescente. Teníamos un armario/batería de condensadores bien tocho, para mejorar el factor de potencia.
Cuando cambiamos la iluminación fluorescente por led, tuve que desconectar la batería de condensadores. Desde entonces, la reactiva capacitiva del alumbrado led compensa la inductiva de los motores (por casualidad). Incluso hay momentos del día en el se consume reactiva capacitiva.

Si me preguntas como podrías eliminar esa reactiva capacitiva de una forma sencilla y práctica (que no sea conectar varios motores), mi respuesta es: La verdad es que no tengo ni idea

Con todo este lío de la potencia reactiva, que sí se cobra o sí no se cobra:
- Es correcta mi idea de que a los que tenemos menos de 15kW contratados, no nos la cobran?
- Pero sí tienes más de 15kW contratados, te "penalizan" según el valor de potencia reactiva registrado?
- Y que esto es así con todas las grandes eléctricas (Iberdrola, Gesa, etc.)?

Iniciado por carlos6025

Esas fuentes conmutadas consumen potencia reactiva capacitiva.
... (muchas) no disponen del PFC.
... No creo que haya muchas fuentes conmutadas de alumbrado led que lleven PFC.
Si las cargas inductivas que puedas tener (motores, bombas, frigos) no llegan a compensar esas cargas capacitivas, te queda un residual reactivo capacitivo, que es el que te marca tu analizador.

Excelente y clarificador resumen carlos6025.
O sea que las fuentes de alimentación conmutada de nuestros ordenadores y equipos electrónicos conforman un "condendador" de mucha más capacidad de la que hubiese imaginado. Jamas me preocupé de este asunto hasta que me he puesto con el analizador y he visto los datos.
Pongo un pantallazo de mi programa de monitorización.


A las 11:23:04 mi generador estaba solar inyectando en mi red interior potencia activa con lo que la demanda de activa al Iberdrola era de sólo 52W (la red interna estaba consumiendo por encima de los 1000w). Sin embargo la potencia reactiva que mi red estaba creando (evito intencionadamente decir "consumiendo") era de -512var con lo que el FP era de ¡¡¡ 0,1 !!!. Esta no es una situación puntual. En el pantallo se puede ver que desde que tengo instalado el analizador llevo acumulados:
Activa importada 1364.9 kWh Activa exportada 1,9 kWh
Reactiva capacitiva: 820.22 kvah Reactiva inductiva: 9,39 kvah

Cuando Iberdrola integre mi contador en su sistema AMS observará esta situación que es un claro indicio de presencia de un generador aunque no se exporte energía activa.

Iniciado por carlos6025

Si me preguntas como podrías eliminar esa reactiva capacitiva de una forma sencilla y práctica ..

Gracias, pero todavía no estoy en eso. Pero como les de por cobrar por las fuentes de alimentación conmutadas y leds que todos tenemos .... hablaremos.

Hola Juanavar:

Hace tiempo escribí un post sobre la calidad de la energía, ahora que empezáis a instalar visualizadores veis que algo no cuadra. Hace años teníamos nuestros cargadores y fuentes de alimentación que pesaban, eran inductivos, con su correspondiente transformador, hoy en día todos los cargadores (pesan poco, son capacitivos) que enchufamos para moviles, tablets, tv lcd, etc y cualquier electrónica de potencia, inversores, arrancadores, variadores de frecuencia,, leds, etc generan reactiva inductiva capacitiva, ahora en vez de montar baterías de compensación de reactiva inductiva mediante condensadores, vamos a tener que montar transformadores para compensación de la capacitiva. Espero no lleguemos a lo que el ingeniero Juan Ortigosa de la empresa Ortronic habla de la resonancia inversa, el momento en que se iguale la reactiva inductiva con la capacitiva en las lineas eléctricas, si eso llega bye bye red eléctrica, y los de las compañias lo saben. También comenté lo de los armónicos, otra variable que no veis, pero que si instalaseis visualizadores veríais que la electronica genera cantidades insultantes para la calidad de la energía, mediante osciloscopio se pueden ver con total claridad, mediante FFT (Fast Fourier Transform).
Los nuevos contadores digitales son de 4 cuadrantes, cuentan reactivas inductivas y capacitivas , generación y consumo, lo saben todo, facturan al milisegundo onda senoidal de voltaje y onda senoidal de intensidad, sean o no perfectamente senoidales las ondas, los antiguos contadores de rueda , si la onda de intensidad no era senoidal pues no contaban del todo exacto, estos nuevos lo clavan.

yo conectando condensadores a mi red de ibertrola, hace que el contador digital NO me cuente los primero 90w según visualizo en su pagina wed.(depende del tamaño del condensador) parece que me beneficia meter capacitiva en la red.

me queda ver si en el contador digital queda algo reflejado como activa, o algo asi. me gustaría que alguien lo probase en casa.

Iniciado por junavar

Pongo un pantallazo de mi programa de monitorización.


A las 11:23:04 mi generador estaba solar inyectando en mi red interior potencia activa con lo que la demanda de activa al Iberdrola era de sólo 52W (la red interna estaba consumiendo por encima de los 1000w). Sin embargo la potencia reactiva que mi red estaba creando (evito intencionadamente decir "consumiendo") era de -512var con lo que el FP era de ¡¡¡ 0,1 !!!. Esta no es una situación puntual. En el pantallo se puede ver que desde que tengo instalado el analizador llevo acumulados:
Activa importada 1364.9 kWh Activa exportada 1,9 kWh
Reactiva capacitiva: 820.22 kvah Reactiva inductiva: 9,39 kvah

.

Hay cosas que no me cuadran:
- Cuando dices "la red interna estaba consumiendo por encima de los 1000w". No se cuanto podría ser, pero vamos a suponer 1500W. El cos phi o FP en ese caso no es 0,1, ni de coña. Para 1500W y 512VAR, el FP es de 0,94. O mejor dicho -0,94, ya que es reactiva capacitiva. Para que fuese 0,1 (-0,1), la potencia reactiva debería ser de casi !15.000kVAR!!
- Los 820.22 kVAH no es energía reactiva. Es energía aparente. O en todo caso, debería aparecer kVARh. Ojo con eso que crea confusión.

Algo debe funcionar mal en el analizador

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Iniciado por el_cobarde

Con todo este lío de la potencia reactiva, que sí se cobra o sí no se cobra:
- Es correcta mi idea de que a los que tenemos menos de 15kW contratados, no nos la cobran?

No se cual es el límite, pero a las viviendas "normales" no se les cobra.

Iniciado por el_cobarde

- Pero sí tienes más de 15kW contratados, te "penalizan" según el valor de potencia reactiva registrado?

Cuando la energía reactiva supera el 30% de la energía activa.

Iniciado por carlos6025

Hay cosas que no me cuadran ..

Gracias Carlos6025.
Contesto desde el final. El analizador está bien. Lo que no estaba bien era la impresión en pantalla de los valores de energía reactiva acumulada que mi programa les ponía unidades de kvah en lugar de kvarh. Ya lo he corregido.
Aunque el analizador computa y anota en un registro la potencia aparente (S), mi programa no lo recoge. Las potencias y energías son reactivas.
Pongo un enlace al analizador empleado:
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El factor de potencia que presenta el programa es el calculado por el propio analizador.
En el instante reflejado en el pantallazo el analizador estaba marcando P=52W de activa (el inversor estaba aportando casi todo mi consumo interior) pero la reactiva era de Q=-525Kvar (capacitiva). Por tanto se puede comprobar que está bien calculado:


Lo que quería decir, y a veces uno no acierta a encontrar la mejor forma de expresarlo, es:
1) que mi instalación existe una generación importante de energía reactiva capacitiva (para mi una sorpresa)
2) que el hecho de tener la demanda interna prácticamente cubierta por el inversor fv (en mi caso con cos(phi)=1) NO REBAJA esta energía reactiva llegando a FP muy bajos

Gracias y disculpad la confusión.

Ahora si que te he entendido. De cara a tu red interior, el cos phi es de -0,95, pero de cara a la red externa, el cos phi es de -0,1, que es lo que verdaderamente preocupa, porque la potencia importada es casi despreciable comparada con la reactiva.

Iniciado por carlos6025

Ahora si que te he entendido ...

Estos asuntos no son fáciles de explicar. ¡¡ Menos mal que hay buenos entendedores !!
Por cierto, el FP no es negativo, salvo que exportes potencia activa (2º y 3º cuadrante). Yo tenía el mismo error.

En la industria se considera cos phi negativo cuando la reactiva es capacitiva. De hecho, los compensadores de reactiva muestran en sus displays en negativo cuando es capacitiva. Pertenece al 4º cuadrante.

Iniciado por carlos6025

En la industria se considera cos phi negativo ... Pertenece al 4º cuadrante.

Para seguir entendiendo lo que decis:
- Se habla del "1er cuadrante" cuando la fase de la intensidad va un poco adelantada respecto a la fase de la tensión?
- Se habla del "4° cuadrante" cuando la fase de la intensidad va un poco atrasada respecto a la fase de la tensión?

Cierto. Ya te digo que yo estaba en la misma creencia.
Es un convenio útil de la industria pero, al menos académicamente, es pequeño error. La fórmula PF= P/S no engaña (S es el módulo de un vector siempre positivo).
Así por ejemplo, también se habla y escribe de energía reactiva importada (inductiva) y energía reactiva exportada (capacitiva).
Y sinceramente creo que es un sinsentido ya que por definición la "energía reactiva" no se consume.

Iniciado por junavar

Cierto ... Es un convenio útil de la industria pero, al menos académicamente, es pequeño error ...

Perdón, Junavar, pero este post tuyo se refiere al último post de carlos6025 o es la respuesta a mi pregunta?

Iniciado por junavar

Así por ejemplo, también se habla y escribe de energía reactiva importada (inductiva) y energía reactiva exportada (capacitiva).
Y sinceramente creo que es un sinsentido ya que por definición la "energía reactiva" no se consume.

De acuerdo, es un sinsentido. Me niego a aceptar esta forma de hablar y de escribir. Da lugar a mucha confusión.

Vale. Queda claro que trigonométricamente hablando, el cos de un ángulo entre 0º y 90º, y entre 270º,y 360º, es positivo, es decir, el 1º y 4º cuadrante. El 2º y 3º cuadrante son negativos.

EL_COBARDE, aquí lo puedes ver. El cos depende siempre de la potencia activa. Cuando esta es negativa, el cos también es negativo, independientemente del tipo de reactiva.

Sin embargo, luego leo esto, y me quedo a cuadros. En el 3º cuadrante, la reactiva es inductiva

Iniciado por el_cobarde

Para seguir entendiendo lo que decis:
- Se habla del "1er cuadrante" cuando la fase de la intensidad va un poco adelantada respecto a la fase de la tensión?
- Se habla del "4° cuadrante" cuando la fase de la intensidad va un poco atrasada respecto a la fase de la tensión?

Justo al verres.

El primer cuadrante indica que la carga es inductiva.
Una explicación de andar por casa: los inductores (bobinas) son "perezosos" a permitir cambios en la intensidad de la corriente cuando aparecen cambios de tensión en sus terminales provocando el retraso (lag en inglés) de la circulación de corriente. Es decir la intensidad está retrasada con respecto a la tensión.

En los condensadores es exactamente lo contrario: son perezosos a cambiar de tensión cuando cambia la intensidad en bornes, provocando un retraso en la tensión con respecto a la corriente. Es decir la intensidad está adelantada (lead en inglés) a la tensión. Esto es lo que pasa en el 4º cuadrante.

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Iniciado por carlos6025

Sin embargo, luego leo esto, y me quedo a cuadros ...

Pues debe haber "gato encerrado". Yo siempre he visto que 2º cuadrante es carga inductiva y en el 3º es capacitiva.
Lo leeré despacio.

Iniciado por junavar

Justo al verres ... Pues debe haber "gato encerrado" ...

Gracias a los dos. Veo que no soy el ùnico que se lía.
Es que ya me desconecto cuando veo el orden en el que se cuentan los cuadrantes: En contra del sentido del reloj !?
Para mi, lo más lógico sería contarlos en el sentido del reloj, igual como aumenta el ángulo de desfase phi:
- 1er cuadrante: 0° <= phi < 90°
- 2° cuadrante: 90° <= phi < 180°
- 3er cuadrante: 180° <= phi < 270°
- 4° cuadrante: 270° <= phi < 360°

Hay alguna razón para no hacerlo así ?

Esta guía del laboratorio de medidas de Nueva Zelanda "aclara" algo la situación:

https://msl.irl.cri.nz/sites/all/files/training-manuals/TG28%20Mar%202013.pdf

La clave está en la siguiente frase:
"Thecurrent has reversed so the active power factor isnegative (power is exported). An inductive load will placeus, perhaps unexpectedly, in the lower left half of thediagram. This is a result of the load effectively being onthe other side of the meter."

Todavía estoy digiriéndolo. Miraré si tengo suficiente omeoprazol.

Iniciado por junavar

Esta guía del laboratorio de medidas de Nueva Zelanda "aclara" algo la situación ...

Nueva Zelanda! Pues sí que has tenido que ir lejos para encontrar aclaración ...


Para mí pregunta acerca del orden de los cuadrantes, dos frases me parecen de especial interés:

The phase angle is measured positive from the current phasor to the voltage phasor in a counter-clockwise direction ...

O sea, en contra del sentido del reloj. Por qué??


... y la segunda frase:

This choice of sign agrees with most European manufactured meters, but most American meters use the opposite sign ...

Estas confusiones suelen ocurrir, cuando se hacen convenciones arbitrarias. Me gustan mucho aquellos modelos teóricos, en los que no hace falte recurrir a tales convenciones, porque las definiciones son inequívocas.

Iniciado por junavar

Todavía estoy digiriéndolo. Miraré si tengo suficiente omeoprazol.

Espero que no tengas demasiado reflujo gastroesofágico ni acidez de estómago...

Thecurrent ha invertido por lo que el factor de potencia isnegative activa (potencia se exporta ) . Una carga inductiva se Placeus , tal vez de forma inesperada , en la mitad inferior izquierda de thediagram . Este es un resultado de la carga que se está efectivamente enla otro lado del metro " .

osea:
una potencia inductiva, cuenta como inyectada a la red?