¿CÓMO CALCULAR LOS KVA NECESARIOS?

DIMENSIONAR LA POTENCIA
DE UN GRUPO ELECTRÓGENO

Uno de los factores más importantes a la hora de decidirse por un determinado grupo electrógeno es elegir correctamente los kVA del equipo. Debemos seleccionar correctamente la potencia del grupo electrógeno (potencia eléctrica) en función de las necesidades de nuestra instalación. En base a la potencia requerida podemos calcular mediante una serie de cálculos o tablas la potencia que ha de tener nuestro grupo electrógeno.

¿Te gustaría saber cómo afrontar estos cálculos tan necesarios? Toma nota.

¿CÓMO CALCULAR LOS  KVA NECESARIOS?

Dimensionar correctamente la potencia del grupo electrógeno, es uno de los factores más importantes a la hora de realizar la compra de uno de estos equipos. Teniendo en cuenta que una correcta elección del grupo electrógeno es importante para asegurar la vida útil de la máquina y minimizar el consumo de combustible, para evitar sobrecostes de mantenimiento innecesarios.

Un cálculo erróneo en el dimensionamiento del grupo, puede provocar graves problemas tras su instalación. ¿Cuales son estos errores?

  • Si sobredimensionamos la potencia del grupo electrógeno, estaremos elevando el precio del equipo innecesariamente, además estaremos desperdiciando la capacidad de uso del equipo y elevando en exceso el consumo de combustible con el gasto que ello conlleva.
  • Por el contrario si infradimensionamos la potencia del grupo, corremos el riesgo de sobrecargar el generador acortando enormemente la vida útil del grupo o en el peor de los casos podemos provocar una avería cuya reparación sera muy cara, o incluso provocar que todos los equipos conectados dejen de funcionar.

La manera más segura para dimensionar la potencia de un generador es dejarse aconsejar por algún profesional del sector. Aunque requerirá información clara y precisa por parte del usuario final, como por ejemplo, actividad que realiza, equipos que utiliza, lugar de instalación, condiciones de uso, periodos de actividad, etc. Todas estas preguntas van encaminadas a seleccionar el generador que más se ajuste a sus necesidades. Por ello conviene desconfiar de aquellos que nos recomienden un determinado grupo electrógeno sin realizarnos este tipo de cuestiones, ya que son factores importantes a la hora de decantarse por un determinado modelo y/o potencia.

Qué datos nos ayudan a seleccionar la potencia adecuada para nuestros grupos electrógenos.

  1. El primer dato a tener en cuenta a la hora de seleccionar un grupo electrógeno es con que corriente tipo de corriente trabajan los equipos que ha de mantener el generador, monofásicos o trifásicos. Es importante que se decante por un modelo monofásico o trifásico en función del funcionamiento de sus equipos. Hay que tener en cuenta que los modelos trifásicos reparten la carga de potencia en tres tomas por lo que la carga individual de un equipo no puede ser superior a 1/3 de la potencia total de grupo electrógeno.
  2. Para realizar el calculo aproximado de los kVA necesarios para dimensionar correctamente el grupo que deseamos adquirir, conviene basarse en otro dato que normalmente se conoce de antemano, la potencia del motor del objeto de estudio, o la suma de potencias si el objeto del estudio cuenta con más de uno, que normalmente se encontrara expresada en CV o kW. Esta información suele ser fácil de localizar ya que la mayoría de fabricantes la graban en placas o adhesivos en un lugar visible de la maquinaría.
  3. Otro factor a tener en cuenta, es que los motores absorben más kVA durante el arranque, que durante su funcionamiento nominal (es decir, durante su marcha), este dato se ve reflejado en las tablas adjuntas. En una primera columna (Arranque) observamos el valor necesario para el arranque y en una segunda columna (Marcha) el valor en marcha.

Con estos datos en mente es posible realizar el cálculo siguiendo uno de los siguientes métodos: Por tablas de conversión o por un sencillo calculo matemático. Tanto las tablas como los  cálculos  básicos que expondremos a continuación, permiten conocer de una manera sencilla la potencia necesaria para cada caso. Obviamente este resultado es aproximado aunque ofrece una aproximación más que suficiente.

Gracias a este sistema evitamos caer en el error que aportan otros sistemas de cálculo que no tienen en consideración algo tan importante como los arranques de los motores. Estos picos de potencia producidos durante el arranque de los motores pueden producir grandes problemas si no son tenidos en cuenta de antemano a la hora de realizar el cálculo.

Tablas de cálculo de la potencia de un grupo electrógeno.

Este método permite convertir la potencia,  en kW o CV, conocida de las maquinas que vamos a sustentar con el grupo electrógeno, de una manera rápida y sencilla a kVA. Dependiendo del tipo de arranque de la maquina, usaremos una tabla u otra. Para este tipo de cálculos conviene tener siempre como referencia el valor kVA necesarios en el momento del Arranque.

ARRANQUE DIRECTO
Potencia
Motor
Arranque
Ligero
Arranque
Medio
Arranque
Pesado
kW CV Arranque
(kVA)
Marcha
(kVA)
Arranque
(kVA)
Marcha
(kVA)
Arranque
(kVa)
Marcha
(kVa)
0.18 0.25 0.7 0.3 0.9 0.3 1.2 0.3
0.37 0.5 1.4 0.5 1.9 0.5 2.3 0.5
0.55 0.5 2.1 0.7 2.8 0.7 3.5 0.7
0.75 1 2.8 0.9 3.7 0.9 4.6 0.9
1.1 1.5 4.2 1.4 5.6 1.4 6.9 1.4
1.5 2 5.6 1.9 7.4 1.9 9.2 1.9
2.2 3 8.3 2.8 11 2.8 13.8 2.8
 3 4 11 3.7 14.7 3.7 18.4 3.7
 4 5.5 15.2 5 20.3 5 25.3 5
 5.5 7.5 21 7 27.6 7 34.5 7
 7.5 10 27.5 9.2 36.8 9.2 46 9.2
11 15 41.5 13.8 55.2 13.8 69 13.8
Monofásicos 230/220 50 Hz (Nominal)
Trifásicos 400/380 Voltios 50 Hz (Nominal). Conexión alternador estrella.
Trifásicos 230/220 Voltios 50 Hz (Nominal). Conexión alternador triángulo.

 

ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO
Potencia
Motor
Arranque
Ligero
Arranque
Medio
Arranque
Pesado
kW CV Arranque
(kVA)
Marcha
(kVA)
Arranque
(kVA)
Marcha
(kVA)
Arranque
(kVa)
Marcha
(kVa)
3 4 3.7 3.7 4.9 3.7 6.1 3.7
4 5.5 5 5 7 5 8.4 5
5.5 7.5 7 7 9.2 7 11.5 7
7.5 10 9.2 9.2 12.2 9.2 15.3 9.2
11 15 13.8 13.8 18.4 13.8 23 13.8
15 20 18.4 18.4 24.5 18.4 38.3 23
18.5 25 23 23 30.6 23 38.3 23
22 30 27.6 27.6 36.8 27.6 46 27.6
25 34 31.3 31.3 41.7 31.3 52.1 31.3
30 40 36.8 36.8 49 36.8 61.3 36.8
37 50 46 46 61.3 46 76.7 46
45 60 55.2 55.2 73.6 55.2 92 55.2
55 75 69 69 82 69 115 69
75 100 92 92 122.7 92 153.3 92
90 125 115 115 153.4 115 191.6 115
110 150 138 138 184 138 230 138
A partir de 4 kW generalmente el arranque se realiza en estrella-triángulo.

Principios de cálculo para la potencia de un grupo electrógeno.

Los datos anteriores se basan en los siguientes cálculos. Por lo que podemos obtener cualquier otro valor que no se vea reflejado en las tablas de conversión anteriores. Para realizar el cálculo nos basaremos en la siguiente formula:

kW / cos PHI = kVA

Si solo disponemos de los CV del motor podemos realizar la conversión fácilmente con la siguiente formula.

kW= CV * 0.736

El cos PHi es un dato constante que conocemos de antemano.

cos PHI = 0.81

Como se indicó anteriormente hay que tener en cuenta el pico de potencia en el momento del arranque del motor, por lo que añadiremos el factor corrector (X) en función de la exigencia de arranque de cada máquina.

Según su exigencia en el momento del arranque el factor corrector es el siguiente:

  • Arranque ligero : (X) = 3

(Turbinas, Ventiladores, Bombas de superficie, Maquinas de herramientas, Maquinas de arranque de vacío, etc.)

  • Arranque medio : (X) = 4

(Reductoras, Cintas transportadoras, Bombas sumergidas, Compresores, Máquinas de arranque bajo cargo, etc.)

  • Arranque pesado : (X) = 5

(Grúas, Aparatos de elevación, Discos de corte, Pulidores de suelos, Maquinas de arranque bajo carga con grandes masas, etc.)

  • En funcionamiento : (X) = 1

Teniendo en cuenta el factor corrector, la formula del cálculo del arranque directo quedara expresada de la siguiente forma:

(kW * (X)) / 0.81 = kVA

O bien, 

(CV Nominales * 0.736 * (X) ) / 0.81 = kVA

Teniendo en cuenta que la punta de energía solicitada es de 1/3 en el arranque de estrella-triangulo, la formula quedara expresada de la siguiente forma.

(1/3) * (kW * (X)) / 0.81 = kVA

O bien,

(1/3) * (CV nominales * (X) * 0.736 / 0.81) = kVA

Teniendo en cuenta que en funcionamiento el factor corrector es 1 y se usa la misma formula que el arranque directo, la formula quedara expresada de la siguiente forma:

kW  / 0.81 = kVA

O bien,

(CV Nominales *  0.736) / 0.81 = kVA

Del mismo modo que en las tablas de conversión conviene siempre tomar como referencia el valor en arranque.

Consideraciones a tener en cuenta

Es recomendable al usar cualquiera de los métodos anteriores que si no estamos seguros del tipo de arranque de la maquina utilicemos los valores mas desfavorables del arranque pesado, para evitar quedarnos cortos en los cálculos.

Conviene además añadir un 20% de potencia al calculo de potencia obtenido para evitar que el grupo generador trabaje al 100% de su capacidad, lo cual alargara la vida útil del grupo electrógeno y evitara posibles problemas.

Debido a que un potencia de un grupo electrógeno con el sistema de arranque en estrella-triángulo es mucho menor, en algunos casos conviene convertir el arranque directo a estrella-triangulo para ahorrar potencia. Es conveniente consultar con el fabricante si el motor del grupo lo permite y al técnico instalador si es posible realizar este cambio.

Hay que tener en cuenta que un cambio de este tipo puede incrementar el coste de instalación. Aunque obviamente el adquirir un grupo de menor potencia nos puede suponer una gran reducción en el coste de adquisición del grupo por lo que el incremento de la instalación resultara fácilmente asumible.

Como última observación indicar que es conveniente programar el arranque de los motores, de tal forma, que el arranque se produzca de manera escalonada, evitando así picos potencia excesivos al arrancar todos de forma unisona.

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