¿Por qué los medidores de potencia no miden voltios-amperios?


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Cuando se aplican grandes cargas inductivas o capacitivas, el medidor de potencia no lo indicará y le facturará a medida que la electricidad se pierda en las líneas. ¿Por qué las compañías eléctricas no cobran por esto?


La compañía de servicios públicos en mi área (en Mumbai, India) ha lanzado medidores de energía domésticos "inteligentes", que no solo leen el factor de potencia y su variación durante el día, sino que también permiten lecturas remotas directamente desde una ubicación central: el "medidor" chico "ya no visita el edificio, excepto por una auditoría de manipulación cada 3 a 6 meses.
Anindo Ghosh

Respuestas:


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A veces la compañía eléctrica te cobrará. El problema no es que las compañías de energía necesiten hacer más "energía", sino que los factores de baja potencia significan que varios equipos que transfieren la energía desde la estación a su hogar tienen que ser más voluminosos y, por lo tanto, más caros.

En el pasado, tradicionalmente esto era solo una preocupación importante para los clientes industriales que tenían cargas muy grandes y / o factores de potencia deficientes. Sin embargo, a medida que nuestros hogares se llenan con más y más fuentes de alimentación conmutadas (particularmente aquellas sin PFC activo), la carga real y reactiva se convierte en un problema mayor para las compañías eléctricas. Tradicionalmente, los hogares no usaban mucha electricidad y tenían factores de potencia bastante altos para comenzar, por lo que las empresas no se molestan.

Sin embargo, en los últimos tiempos, se ha convertido en un problema para los clientes residenciales porque tenemos más dispositivos y estamos usando más suministros de modo de conmutación que pueden tener factores de potencia realmente bajos. Es una preocupación tal que en la UE han aprobado regulaciones que requieren que las SMPS más grandes tengan algún tipo de corrección del factor de potencia para reducir la carga reactiva.

Por cierto, hay algunas compañías eléctricas con "medidores inteligentes" que cobran tasas de uso pico más altas y ofrecen noches / fines de semana gratis. Pueden hacerlo porque la cantidad real de electricidad que usa es relativamente barata, pero toda la parte de la "red" es bastante costosa, especialmente si todos quieren encender sus dispositivos al mismo tiempo.


Pensé que las fuentes de alimentación conmutadas (que son capacitivas) tienden a contrarrestar los grandes dispositivos inductivos (por ejemplo, microondas, refrigerador, aspiradoras) que la mayoría de las casas han tenido durante el último medio siglo.
Random832

¿El factor de potencia pobre en la electrónica de consumo es realmente un problema que empeora? Excepto posiblemente en el nivel más bajo, prácticamente todas las PSU de escritorio tienen algún tipo de PFC porque es más barato tener un modelo global que cumpla con los requisitos reglamentarios en todas partes. Más allá de que las computadoras de escritorio están siendo reemplazadas progresivamente por computadoras portátiles, las computadoras portátiles convencionales están disminuyendo en consumo de energía, y los teléfonos / tabletas con niveles de consumo de energía aún más bajos están desplazando a las computadoras portátiles. Incluso si (?) Los cargadores USB para este último tienen factores de potencia horribles, sus niveles de extracción son mucho más bajos que aún esperaría una mejora general.
Dan Is Fiddling By Firelight

@DanNeely Supongamos que hay 1 millón de personas en una ciudad con 100W de electrónica, y supongamos que la transmisión HV. Las líneas operan a 135kV. Con un PF de 1, la compañía eléctrica solo necesita soportar ~ 741A, pero con un PF de 0.5 necesitarían ~ 1481A. Ahora considere cuántas áreas urbanas con millones de personas que viven en ellas hay, y los patrones típicos de uso máximo donde es más probable que se usen significativamente más de 100W por persona. Todo se suma muy rápido.
helloworld922

@ helloworld922 te perdiste mi punto. Entre nuestros dispositivos que usan menos energía de lo que solían y muchos de ellos ahora tienen PFC, sospecho que el efecto residencial neto ha alcanzado su punto máximo y ahora está disminuyendo.
Dan Is Fiddling By Firelight

El consumo de energía de un dispositivo individual está disminuyendo, pero cada vez más personas obtienen dispositivos y tenemos más de ellos por persona. Cuando era niño, casi no se conocía tener un teléfono celular, y muy pocas personas tenían PC en casa. Ahora casi todos tienen un teléfono inteligente, una computadora portátil / PC, etc. Un cargador de teléfono de 5W con un PF de 0.5 no es tan malo en sí mismo, pero se vuelve un poco preocupante, algunos cuando millones están conectados a la red. Luego agregue los ladrillos del cargador de la computadora portátil ~ 70W. Afortunadamente, muchos SMPS de "calidad" tienen PFC activo, por lo que las cosas no son tan malas como podrían ser.
helloworld922

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En Australia, Nueva Gales del Sur, si un consumidor obtiene una potencia excesiva fuera de los factores de potencia normales, se le puede pedir que pague. Está en el contrato. Sin embargo, la detección no es por metros, sino a través de auditorías ocasionales. Los medidores más nuevos pueden aumentar las posibilidades de una auditoría.

Sin embargo, el factor de potencia deficiente causa otros problemas, por lo que no es una buena idea usarlo como un medio para evitar pagar.


Interesante. ¿Cómo se realiza esta auditoría? ¿Simplemente usan una pinza de corriente en el medidor principal o algo así?
Rev1.0

Supongo que sí. Mi minorista local tiene registradores de datos que están conectados eléctrica o inductivamente como parte del soporte de segundo nivel, generalmente como parte de garantizar que su red cumpla con los estándares. La última vez que vi una fue durante una investigación de sobretensión persistente, que se resolvió redistribuyendo las cargas en las fases.
James Cameron

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¡Voy a decir que la suposición de la pregunta no es lo suficientemente universal!

De hecho, uno de mis medidores de potencia mide la potencia activa y reactiva y me cobran tanto por kWh como por kvarh medidos por el medidor. Además de eso, también me cobran por mal factor de potencia y consumo máximo. En mi país, el uso de este esquema de carga de energía da como resultado costos más bajos para la energía consumida y una carga adicional para el consumo máximo de energía, lo que lo hace más adecuado para los consumidores que tienen cargas constantes sin picos grandes.

Voy a especular un poco ahora, pero supongo que ese incentivo para desarrollar medidores que midieron la potencia reactiva no fue lo suficientemente grande hasta hace poco.

No tengo muchos dispositivos en mi hogar que sean de esta nueva era del factor de alta potencia y, a pesar de eso, mi factor de potencia es de alrededor del 98%. De hecho, solo el tiempo fue menor que cuando el tipo de la compañía eléctrica ingresó números aleatorios al leer el consumo de energía.

En la era de los medidores electromecánicos, la medición de la potencia reactiva habría requerido un medidor separado además del medidor para la potencia activa, lo que resultaría en un aumento de los costos de las instalaciones de electricidad iniciales, mayores costos de mantenimiento, ya que habría un medidor más para mirar después y calibrar de vez en cuando, tiempos de medición más largos, ya que el chico de la compañía de energía tendría que leer dos metros por cada consumidor en lugar de solo uno, y así sucesivamente.

Así que voy a estar de acuerdo con helloworld922 aquí y decir que los hogares tenían factores de alto poder para empezar. En general, sería más barato asumir un factor de potencia para los consumidores y formar adecuadamente el precio de la potencia activa para tenerlo en cuenta.


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Convenido. El costo por cliente de los medidores de potencia se mantuvo al mínimo desde el principio para la red que uso, porque la red era operada por el gobierno y no podían justificar, según la evidencia, un medidor más complejo y costoso. Ahora creo que tienen la evidencia, y el costo de más medidores funcionales ya no es una limitación. La restricción ahora es el costo de mano de obra para el tipo que lee el medidor, por lo que los medidores de enlaces ópticos e inalámbricos están de moda. Eso trae microcontroladores al medidor, por lo que la medición del factor de potencia es un paso fácil.
James Cameron
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