Métodos de compensación de potencia reactiva en sistemas de suministro de energía.

La potencia reactiva es la parte de la potencia total que se destina a soportar procesos electromagnéticos en cargas que tienen componentes reactivos inductivos y capacitivos.

La potencia reactiva en sí misma no se utiliza para realizar ningún trabajo útil, a diferencia de la potencia activa, sin embargo, la presencia de corrientes reactivas en los cables provoca su calentamiento, es decir, pérdidas de potencia en forma de calor, lo que obliga al proveedor de electricidad a proporcionar el usuario con mayor potencia total. Mientras tanto, de acuerdo con la orden del Ministerio de Industria y Energía de la Federación Rusa No. 267 del 4 de octubre de 2005, la potencia reactiva se clasifica como pérdidas técnicas en las redes eléctricas.

Pero los campos electromagnéticos siempre surgen durante los modos de funcionamiento normales de una gran variedad de equipos eléctricos: lámparas fluorescentes, motores eléctricos para diversos fines, instalaciones de inducción, etc.— todas estas cargas no solo consumen potencia activa útil de la red, sino que también provocan la aparición de potencia reactiva en los circuitos extendidos.

Y aunque sin energía reactiva, muchos consumidores que contienen componentes inductivos tangibles no podrían operar en principio, ya que necesitan potencia reactiva como fracción de la potencia total, la potencia reactiva a menudo se informa como una sobrecarga dañina en relación con las redes eléctricas.

Daños por potencia reactiva sin compensación

En general, cuando la cantidad de potencia reactiva en la red se vuelve significativa, la tensión de la red disminuye, esta condición es muy característica de los sistemas de potencia con déficit del componente activo, la tensión de la red siempre está por debajo de la nominal. Y luego, la potencia activa que falta proviene de los sistemas de energía vecinos donde actualmente se genera una cantidad excesiva de electricidad.

Pero tales sistemas, que siempre requieren reposición a expensas de los vecinos, al final siempre resultan ineficientes y, después de todo, pueden volverse eficientes fácilmente, es suficiente para crear condiciones para generar energía reactiva en el lugar, en dispositivos de compensación especialmente adaptados seleccionados para cargas activo-reactivas este sistema de potencia.

El hecho es que la potencia reactiva no tiene que ser generada en una central eléctrica por un generador; en cambio, se puede obtener en instalación de compensación (en condensador, compensador síncrono, en fuente de potencia reactiva estática) ubicados en la subestación.

Hoy en día, la compensación de energía reactiva no es solo una respuesta a las preguntas sobre el ahorro de energía y cómo optimizar las cargas de la red, sino también una herramienta valiosa para impactar en la economía de las empresas. Al fin y al cabo, el precio final de cualquier producto fabricado está formado, sobre todo, por la electricidad consumida, que, si se reduce, reducirá los costes de producción. Esta es la conclusión a la que han llegado auditores y especialistas energéticos, lo que ha llevado a muchas empresas a recurrir al cálculo e instalación de sistemas de compensación de potencia reactiva.

Para compensar la potencia reactiva de una carga inductiva, elija una cierta capacitancia condensadorComo resultado, la potencia reactiva consumida directamente por la red disminuye, ahora es consumida por el capacitor. En otras palabras, aumenta el factor de potencia del consumidor (con un condensador).

Las pérdidas activas ahora no superan los 500 mW por 1 kVar, mientras que las partes móviles de las instalaciones están ausentes, no hay ruido y los costos operativos son insignificantes. Los condensadores se pueden instalar en principio en cualquier punto de la red eléctrica y la potencia de compensación se selecciona individualmente. La instalación se realiza en armarios metálicos o en versión de sobremesa.

Métodos de compensación de potencia reactiva en sistemas de suministro de energía.

Según el esquema de conexión de los condensadores al consumidor, existen varios tipos de compensación: individual, grupal y centralizada.

• Con compensación individual, los condensadores (condensador) se conectan directamente al lugar de aparición de la potencia reactiva, es decir, su(s) propio(s) condensador(es) — a un motor asíncrono, por separado — a una lámpara de descarga de gas, individual — a una máquina de soldar , capacitor personal — para horno de inducción, para transformador, etc. d. Aquí, los cables de suministro a cada consumidor en particular se descargan de las corrientes reactivas.

• La compensación de grupo implica la conexión de un condensador común o un grupo común de condensadores a varios consumidores con componentes inductivos significativos a la vez. En este caso, el funcionamiento simultáneo constante de varios consumidores está relacionado con la circulación de la energía reactiva total entre consumidores y condensadores. Se descargará la línea que suministra energía eléctrica a un grupo de consumidores.

• La compensación centralizada implica la instalación de condensadores con regulador en el cuadro de distribución principal o de grupo. El regulador estima en tiempo real el consumo actual de potencia reactiva y conecta y desconecta rápidamente el número necesario de condensadores. Como resultado, la potencia total consumida por la red siempre se minimiza de acuerdo con el valor instantáneo de la potencia reactiva requerida.

Cada instalación de compensación de potencia reactiva incluye varias ramas de condensadores, varias etapas, que se forman individualmente para una red eléctrica particular, dependiendo de los consumidores de potencia reactiva previstos. Tamaños de paso típicos: 5; diez; veinte; treinta; 50; 7,5; 12,5; 25 metros cuadrados

Para obtener pasos grandes (100 o más kvar), se combinan varios pequeños en paralelo.Como resultado, se reducen las cargas de la red, las corrientes de irrupción y las perturbaciones que las acompañan. En redes con un gran número de armónicos más altos de la tensión de red, los condensadores de las instalaciones de compensación están protegidos por estranguladores.

Ventajas de la compensación de potencia reactiva

Las instalaciones de compensación automática aportan una serie de ventajas a la red equipada con ellas:

• reducción de la carga en los transformadores;

• simplificación de los requisitos para la sección transversal de los cables; permitir una mayor carga en las redes eléctricas de lo que es posible sin compensación;

• eliminando las razones para reducir el voltaje de la red, incluso si el usuario está conectado a cables largos;

• aumentar la eficiencia de los generadores móviles de combustible líquido;

• facilitar el arranque de motores eléctricos;

• aumenta automáticamente el cos phi;

• eliminar la potencia reactiva de las líneas;

• el alivio del estrés;

• mejorar el control sobre los parámetros de la red.