ENTENDIENDO LA COMPENSACIÓN REACTIVA EN UN SISTEMA DE POTENCIA
Gestión de la Energía para áreas comerciales, industriales e institucionales
Soluciones
de VAR dinámicos
Los tamaños de los bancos de condensadores (C1, C2, C3 y C4) están basados en una progresión binaria. C2 es el doble del valor de C1, y C3 es el doble del valor de C2, y así. Un sistema de tres etapas produce siete combinaciones, uno de cuatro etapas 15, uno de cinco etapas 31 combinaciones. La Figura 2 es una representación gráfica de un dispositivo AVC de cuatro etapas.
Un conjunto de interruptores de estado sólido (compuesto de un tiristor y un diodo conectados en anti-paralelo) controla cada etapa del condensador. El diodo permite que los condensadores en cada etapa se mantengan cargados hasta el valor pico de la tensión de alimentación y brinda un camino para el flujo de la parte negativa del medio ciclo de la corriente del condensador. Mientras se está energizando y cuando la tensión de alimentación cruza el cero, los diodos conducen la potencia y de ese modo se cargan los condensadores hasta el valor pico de la tensión de alimentación. En ese instante, la corriente AVC cambia de dirección, y los diodos dejan de conducir. Todos los condensadores se vuelven precargados y se mantienen en esa condición hasta que se envíe una señal de control a los tiristores para que entren en el modo de conducción.
El AVC consigue la compensación reactiva con el filtrado armónico necesario para el entorno operativo existente.
Cuando se requiera, cada etapa del AVC se sintoniza adecuadamente usando un reactor en serie, lejos de las condiciones potencialmente daniñas resonantes.
La figura 3 muestra cómo se colocan los componentes discutidos antes en el gabinete de un sistema AVC típico de 480 V. Para aplicaciones muy grandes (típicamente mayores a 10,000 kVAR) el sistema se construirá usando switches de tiristores de media tensión y condensadores de media tensión ensamblados sobre gabinetes abiertos como se ve típicamente en una subestación eléctrica.
Para aplicaciones muy grandes (típicamente mayores a 10,000 kVAR) el sistema se construiría usando interruptores de tiristores de media tensión y condensadores de media tensión ensamblados en gabinetes abiertos como se ven típicamente en una subestación eléctrica.
Compensadores Electrónicos de Potencia
Un sistema inversor electrónico de potencia se puede conectar a un alimentador que suministra una carga reactiva dinámica y brindar compensación de la misma manera que un "condenser" rotativo síncrono. A este tipo de dispositivo, se le conoce como un compensador estático de distribución (DSTATCOM), y se puede aplicar a cargas dinámicas muy complejas como los hornos de arco. Estas cargas requieren compensación de los componentes de cargas reactivas y capacitivas. Un dispositivo DSTATCOM suministra una compensación ajustando la tensión de salida que viene de un inversor de potencia conectado a un alimentador del circuito del sistema eléctrico (figura 4).
Al ajustar la tensión de salida a un valor mayor que la tensión de la empresa distribuidora, la corriente reactiva fluye a la carga y elimina esa demanda a la empresa distribuidora. Al contrario, al bajar la tensión el inversor jala corriente de la empresa distribuidora y reduce ligeramente la tensión de la empresa distribuidora. Esto reduce el potencial de aumentos súbitos de tensión (swells) que pueden aparecer debido a dispositivos únicos con cargas dinámicas. El dispositivo DSTATCOM tiene esta ventaja de la compensación reactiva positiva sobre la negativa, es más, un tiempo de respuesta más rápido. Su tiempo de respuesta es de 2-4 mseg mientras que el del dispositivo tipo AVC es de 8-16 mseg.
La figura 5 muestra una sección del inversor DSTATCOM de media tensión de 5000 kVAR.
Artículo publicado en la revista
ENERGY USER NEWS, Setiembre 2004 •
Vol 28, No. 9
Autor: Brad Roberts