Hispanopedia WikiEn ingeniería eléctrica , un compensador estático de potencia reactiva ( SVC ) es un conjunto de dispositivos eléctricos para proporcionar potencia reactiva de acción rápida en redes de transmisión de electricidad de alta tensión . [ 1 ] [ 2 ] Los SVC forman parte de la familia de dispositivos del sistema de transmisión de CA flexible (FACTS) [ 3 ] [ 4 ] , regulando la tensión, el factor de potencia, los armónicos y estabilizando el sistema. Un compensador estático de potencia reactiva no tiene partes móviles significativas (aparte de los interruptores internos). Antes de la invención del SVC, la compensación del factor de potencia era exclusiva de grandes máquinas rotativas como condensadores síncronos o bancos de capacitores conmutados. [ 5 ]
El SVC es un dispositivo de adaptación de impedancia automatizado, diseñado para acercar el sistema a un factor de potencia unitario . Los SVC se utilizan en dos situaciones principales:
- Conectado al sistema eléctrico, para regular la tensión de transmisión ("SVC de transmisión").
- Conectado cerca de grandes cargas industriales para mejorar la calidad de la energía ("SVC industrial").
En aplicaciones de transmisión, el SVC se utiliza para regular la tensión de la red. Si la carga reactiva del sistema eléctrico es capacitiva (adelantada), el SVC utiliza reactores controlados por tiristores para consumir la potencia reactiva (VAR) del sistema, reduciendo así la tensión. En condiciones inductivas (retrasadas), los bancos de capacitores se activan automáticamente, proporcionando así una tensión mayor. Al conectar el reactor controlado por tiristores, que es continuamente variable, junto con un escalón de capacitores, el resultado es una potencia continuamente variable, ya sea adelantada o retrasada.
En aplicaciones industriales, los SVC se colocan típicamente cerca de cargas altas y de rápida variación, como hornos de arco , donde pueden suavizar el voltaje de parpadeo . [ 1 ] [ 6 ]
Descripción
Principio
Normalmente, un SVC consta de uno o más bancos de condensadores o reactores en derivación fijos o conmutados , de los cuales al menos un banco se conmuta mediante tiristores. Los elementos que se pueden utilizar para fabricar un SVC suelen incluir:
- Reactor controlado por tiristores (TCR), donde el reactor puede tener núcleo de aire o de hierro.
- Condensador conmutado por tiristores (TSC)
- Filtro(s) armónico(s)
- Condensadores o reactores conmutados mecánicamente (conmutados por un interruptor automático ).
Mediante la modulación del ángulo de fase conmutada por los tiristores, el reactor puede conectarse de forma variable al circuito y, por lo tanto, proporcionar una inyección (o absorción) de VAR continuamente variable a la red eléctrica. [ 2 ] En esta configuración, el control grueso de la tensión lo proporcionan los condensadores; el reactor controlado por tiristores proporciona un control suave. Se puede lograr un control más suave y mayor flexibilidad con la conmutación de condensadores controlada por tiristores. [ 7 ]
Los tiristores se controlan electrónicamente. Al igual que todos los semiconductores, los tiristores generan calor, por lo que se suele utilizar agua desionizada para enfriarlos. [ 5 ] Al inyectar carga reactiva en el circuito de esta manera, se generan armónicos impares indeseables , por lo que se suelen emplear bancos de filtros de alta potencia para suavizar la forma de onda. Dado que los filtros son capacitivos, también exportan MVAR al sistema eléctrico.
Se utilizan sistemas más complejos cuando se requiere una regulación precisa del voltaje. Esta regulación se logra mediante un controlador de lazo cerrado . [ 7 ] El control remoto y el ajuste manual del punto de consigna de voltaje también son comunes.
Conexión
Generalmente, la compensación estática de VAR no se realiza a la tensión de línea; un banco de transformadores reduce la tensión de transmisión (por ejemplo, 230 kV) a un nivel mucho más bajo (por ejemplo, 9,0 kV). [ 5 ] Esto reduce el tamaño y la cantidad de componentes necesarios en el SVC, aunque los conductores deben ser muy grandes para manejar las altas corrientes asociadas con la tensión más baja. En algunos compensadores estáticos de VAR para aplicaciones industriales, como hornos de arco eléctrico , donde puede haber una barra colectora de media tensión existente (por ejemplo, a 33 kV o 34,5 kV), el compensador estático de VAR puede conectarse directamente para ahorrar el costo del transformador.
Otro punto de conexión común para el SVC se encuentra en el devanado terciario delta de los autotransformadores conectados en Y que se utilizan para conectar una tensión de transmisión a otra.
La naturaleza dinámica del SVC radica en el uso de tiristores conectados en serie y en paralelo inverso, formando "válvulas de tiristores". Los semiconductores en forma de disco, generalmente de varias pulgadas de diámetro, suelen estar ubicados en el interior de una "caja de válvulas".
Ventajas
La principal ventaja de los SVC sobre los esquemas de compensación simples conmutados mecánicamente es su respuesta casi instantánea a los cambios en la tensión del sistema. [ 7 ] Por esta razón, a menudo se operan cerca de su punto cero para maximizar la corrección de potencia reactiva que pueden proporcionar rápidamente cuando sea necesario.
En general, son más baratos, de mayor capacidad, más rápidos y más fiables que los esquemas de compensación dinámica, como los condensadores síncronos. [ 7 ] Sin embargo, los compensadores estáticos de VAR son más caros que los condensadores conmutados mecánicamente, por lo que muchos operadores de sistemas utilizan una combinación de ambas tecnologías (a veces en la misma instalación), utilizando el compensador estático de VAR para brindar soporte a cambios rápidos y los condensadores conmutados mecánicamente para proporcionar VAR en estado estacionario.
Véase también
- Entre los dispositivos similares se incluyen:
- Compensador síncrono estático (STATCOM)
- controlador unificado de flujo de potencia (UPFC).
- Perfil común de inversor inteligente
Referencias
- 1 2 De Kock, Jan; Strauss, Cobus (2004). Distribución práctica de energía para la industria . Elsevier . págs. 74–75 . ISBN 978-0-7506-6396-0.
- ^ Deb, Anjan K. (29 de junio de 2000) . Sistema de ampacidad de línea eléctrica . Prensa CRC . págs. 169-171 . ISBN 978-0-8493-1306-6.
- ↑ Song, YH, Johns, AT Sistemas de transmisión de CA flexibles. IEE. ISBN 0-85296-771-3.
- ↑ Hingorani, NG y Gyugyi, L. Comprensión de FACTS: conceptos y tecnología de sistemas de transmisión de CA flexibles. IEEE. ISBN 0-7803-3455-8.
- 1 2 3 Ryan, HM (2001). Ingeniería y pruebas de alta tensión . IEE. págs. 160–161 . ISBN 978-0-85296-775-1.
- ↑ Arrillaga, J.; Watson, NR (21 de noviembre de 2003). Armónicos en sistemas de potencia . Wiley. pág. 126. ISBN 978-0-470-85129-6.
- 1 2 3 4 Padiyar, KR (1998). Análisis de la resonancia subsíncrona en sistemas de potencia . Springer. págs. 169–177 . ISBN 978-0-7923-8319-2.
- ↑ "Manual del generador estático de potencia reactiva" (PDF) . YT Electric . YT Electric.
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