Calculadora de Banco de Capacitores — Corrección de FP CFE
Dimensiona el banco de capacitores para corregir el factor de potencia y evitar penalizaciones de CFE. Calcula kVAR, escalones y ROI.
Cómo usar esta calculadora
- Ingrese potencia activa (kW), FP actual, FP deseado y voltaje del sistema.
- Seleccione su tarifa CFE para estimar penalizaciones evitadas.
- La calculadora determina kVAR necesarios, escalones del banco y payback.
- Para instalaciones con VFDs, considere banco con reactores anti-resonancia.
Conceptos Fundamentales
El factor de potencia (FP) mide la relación entre potencia activa (kW, que hace trabajo útil) y potencia aparente (kVA, que es lo que ve el transformador/red). FP bajo significa que la red transporta más corriente de la necesaria — esto genera pérdidas en conductores y transformadores. Los capacitores suministran la potencia reactiva (kVAR) localmente en vez de tomarla de la red, mejorando el FP y reduciendo la corriente total.
Contexto en México
CFE evalúa el FP mensualmente para tarifas GDMTH/GDMTO/DIST. La penalización es: %P = 3/5 × [(90/FP) − 1] × 100%, que se aplica sobre toda la factura. Con FP=0.78 la penalización es 9.2% — en una factura de $50,000 son $4,616 de recargo. Las bonificaciones por FP>0.90 pueden representar $1,000-3,000/mes de descuento. Marcas de capacitores comunes: Schneider (VarPlus), ABB (CLMD), Siemens, Ducati, WEG.
Tabla de Referencia
Penalización y bonificación CFE por factor de potencia
| FP | Efecto en factura | Ejemplo (factura $50,000) |
|---|---|---|
| 0.70 | Penalización 17.1% | +$8,571/mes |
| 0.78 | Penalización 9.2% | +$4,616/mes |
| 0.85 | Penalización 3.5% | +$1,765/mes |
| 0.90 | Sin penalización | $0 |
| 0.95 | Bonificación ~2% | -$1,000/mes |
| 0.99 | Bonificación ~5% | -$2,500/mes |
Fórmula
kVAR = kW × (tan(cos⁻¹FP_actual) - tan(cos⁻¹FP_deseado)) | Escalones = kVAR_total / kVAR_por_escalón Ejemplo Práctico
Planta industrial 200 kW, FP actual 0.78, deseado 0.95, 440V trifásico. kVAR = 200 × (0.802 − 0.329) = 94.7 kVAR. Banco: 100 kVAR automático (4 escalones × 25 kVAR c/u). Penalización evitada: ~$4,800/mes. Inversión: $35,000. Payback: 7 meses.
Interpretación de Resultados
CFE penaliza a usuarios con FP < 0.90 y bonifica a quienes lo superan. Un banco automático con controlador ajusta los kVAR conectados según la demanda reactiva, evitando sobrecompensación. La inversión se recupera en 6-18 meses solo con la penalización eliminada. FP > 0.95 puede generar bonificación adicional.
Errores Comunes
- Instalar banco fijo cuando la carga varía durante el día. Sin controlador automático, el banco puede sobrecompensar en baja carga, generando voltajes altos y problemas de resonancia.
- No considerar armónicos de VFDs y cargas no lineales. Los capacitores resuenan con el transformador a frecuencias armónicas, amplificando las corrientes y dañando los capacitores.
- No incluir protección y descargador de voltaje residual. Los capacitores almacenan energía — sin descarga automática representan un riesgo eléctrico de 5 minutos después de desconectar.
- Sobrecompensar (FP > 1.0 capacitivo). Genera sobrevoltajes que dañan equipos sensibles y no genera bonificación adicional de CFE.
Aplicaciones Prácticas
Eliminación de penalización CFE
Instalar banco automático para llevar FP de <0.90 a 0.95. Payback típico: 6-12 meses. Beneficio inmediato en cada recibo.
Optimización con armónicos
En plantas con VFDs, usar banco con reactores anti-resonancia (7% o 14%). Costo 30% mayor pero protege el banco y evita amplificación de armónicos.
Corrección individual vs centralizada
Capacitores individuales por motor: más preciso pero más caro. Centralizada: más económica pero la corriente reactiva circula por toda la instalación.
Preguntas Frecuentes
¿Desde qué FP penaliza CFE?
FP < 0.90. Fórmula: Penalización = 3/5 × [(90/FP) − 1] × 100%. Con FP=0.78: penalización 9.2% sobre toda la factura.
¿Banco fijo o automático?
Fijo: solo para cargas constantes. Automático: para cargas variables (mayoría de industrias). El controlador conecta/desconecta escalones según demanda reactiva.
¿Los armónicos afectan el banco?
Sí. VFDs, soldadoras y hornos generan armónicos que causan resonancia. Solución: reactores anti-resonancia (detuned) al 7% o 14%.
¿Cuánto dura un banco de capacitores?
Capacitores: 10-15 años (Schneider, ABB, Siemens). Contactores: 100,000-300,000 operaciones. Para alta frecuencia: usar tiristores (contactless).
¿Dónde se instala?
Individual (por motor): más preciso, más caro. Por grupo (en subtablero): balance costo/precisión. Centralizada (tablero general): más económica.