Compensador estático VAR - Static VAR compensator
Un compensador VAR estático ( SVC ) es un conjunto de dispositivos eléctricos para proporcionar energía reactiva de acción rápida en redes de transmisión de electricidad de alto voltaje . Los SVC son parte de la familia de dispositivos del sistema de transmisión de CA flexible , que regulan el voltaje, el factor de potencia, los armónicos y estabilizan el sistema. Un compensador VAR estático no tiene partes móviles significativas (aparte de la aparamenta interna). Antes de la invención del SVC, la compensación del factor de potencia era el dominio exclusivo de las grandes máquinas rotativas, como los condensadores síncronos o los bancos de condensadores conmutados.
El SVC es un dispositivo de adaptación de impedancia automatizado, diseñado para acercar el sistema al factor de potencia unitario . Los SVC se utilizan en dos situaciones principales:
- Conectado al sistema eléctrico, para regular la tensión de transmisión ("Transmisión SVC")
- Conectado cerca de grandes cargas industriales, para mejorar la calidad de la energía ("Industrial SVC")
En aplicaciones de transmisión, el SVC se utiliza para regular el voltaje de la red. Si la carga reactiva del sistema de energía es capacitiva (adelantada), el SVC usará reactores controlados por tiristores para consumir los VAR del sistema, reduciendo el voltaje del sistema. En condiciones inductivas (retardadas), los bancos de condensadores se conectan automáticamente, lo que proporciona un voltaje de sistema más alto. Al conectar el reactor controlado por tiristores, que es continuamente variable, junto con un escalón del banco de capacitores, el resultado neto es una potencia de avance o retardo continuamente variable.
En aplicaciones industriales, los SVC se colocan típicamente cerca de cargas altas y que varían rápidamente, como hornos de arco , donde pueden suavizar el voltaje de parpadeo .
Descripción
Principio
Normalmente, un SVC comprende uno o más bancos de condensadores o reactores en derivación fijos o conmutados , de los cuales al menos un banco está conmutado por tiristores. Los elementos que pueden usarse para hacer un SVC generalmente incluyen:
- Reactor controlado por tiristor (TCR), donde el reactor puede ser de núcleo de hierro o aire
- Condensador de tiristor conmutado (TSC)
- Filtro (s) de armónicos
- Condensadores o reactores conmutados mecánicamente (conmutados por un disyuntor )
Por medio de la modulación del ángulo de fase conmutada por los tiristores, el reactor puede conmutarse de forma variable en el circuito y así proporcionar una inyección (o absorción) de VAR continuamente variable a la red eléctrica. En esta configuración, los condensadores proporcionan un control de voltaje aproximado; el reactor controlado por tiristores debe proporcionar un control uniforme. Se puede proporcionar un control más suave y más flexibilidad con la conmutación de condensadores controlada por tiristores.
Los tiristores están controlados electrónicamente. Los tiristores, como todos los semiconductores, generan calor y el agua desionizada se usa comúnmente para enfriarlos. Al cortar la carga reactiva en el circuito de esta manera, se inyectan armónicos de orden impar no deseados, por lo que generalmente se proporcionan bancos de filtros de alta potencia para suavizar la forma de onda. Dado que los filtros en sí son capacitivos, también exportan MVAR al sistema de energía.
Las disposiciones más complejas son prácticas cuando se requiere una regulación de voltaje precisa. La regulación de voltaje se proporciona mediante un controlador de circuito cerrado . El control de supervisión remoto y el ajuste manual del punto de ajuste de voltaje también son comunes.
Conexión
Generalmente, la compensación de VAR estático no se realiza con voltaje de línea; un banco de transformadores reduce el voltaje de transmisión (por ejemplo, 230 kV) a un nivel mucho más bajo (por ejemplo, 9,0 kV). 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 el voltaje más bajo. En algunos compensadores VAR estáticos 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 VAR estático se puede conectar directamente para ahorrar el costo. del transformador.
Otro punto de conexión común para SVC está en el devanado terciario delta de los autotransformadores conectados en Y que se utilizan para conectar un voltaje de transmisión a otro voltaje.
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, generalmente se encuentran en el interior de una "cámara de válvulas".
Ventajas
La principal ventaja de los SVC sobre los esquemas simples de compensación conmutados mecánicamente es su respuesta casi instantánea a los cambios en el voltaje del sistema. Por esta razón, a menudo se hacen funcionar cerca de su punto cero para maximizar la corrección de la potencia reactiva que pueden proporcionar rápidamente cuando sea necesario.
Son, en general, más baratos, de mayor capacidad, más rápidos y más fiables que los esquemas de compensación dinámica como los condensadores síncronos. Sin embargo, los compensadores VAR estáticos son más caros que los condensadores conmutados mecánicamente, por lo que muchos operadores de sistemas utilizan una combinación de las dos tecnologías (a veces en la misma instalación), utilizando el compensador VAR estático para proporcionar soporte para cambios rápidos y los condensadores conmutados mecánicamente para proporcionar VAR de estado estacionario.
Ver también
Dispositivos similares incluyen el compensador síncrono estático (STATCOM) y el controlador de flujo de energía unificado (UPFC).