Compensación capacitiva

La compensación de potencia reactiva lograda con una carga capacitiva adicional se denomina compensación capacitiva. Este tipo de compensación es tradicional. para subestaciones de tracción AC en la Federación Rusa, donde de esta manera es posible aumentar significativamente la eficiencia del equipo y reducir las pérdidas.

Por ejemplo, el rendimiento del transporte eléctrico ferroviario aumenta considerablemente debido a la compensación capacitiva de la potencia reactiva, es decir, mediante el uso de bloques de condensadores. Y a medida que el voltaje de la red cambia de una forma u otra, entonces se deben ajustar los bancos de capacitores. La compensación capacitiva puede ser longitudinal, transversal y longitudinal-transversal, que se describirá en detalle más adelante en el texto.

Compensación capacitiva lateral — KU

La compensación del lado capacitivo se refiere a la reducción del componente de corriente reactiva debido a la conexión de una fuente de energía reactiva adicional directamente a la carga. Los bancos de capacitores personalizados incluyen no solo capacitores sino también reactoresconectados en serie o paralelo con condensadores. Los dispositivos de paso permiten apagar y encender pasos individuales del condensador o incluso cambiar el esquema de conexión del dispositivo.

Unidades condensadoras reguladas con reactores

Si un reactor controlado se conecta en paralelo al banco de capacitores, entonces la potencia reactiva total de dicha planta de capacitores será igual a la diferencia entre las potencias reactivas del reactor y la capacitancia. En particular, si la potencia reactiva del banco de capacitores es igual a la potencia reactiva del reactor, entonces la planta como un todo no generará potencia reactiva en absoluto.

Al ajustar los parámetros del reactor, reduciendo su potencia en consecuencia, se aumenta la potencia reactiva generada por todo el banco de capacitores. El estado del reactor se regula ajustando la saturación del acero del circuito magnético cuando es magnetizado transversal o longitudinalmente por corriente continua. Hoy en día, la desviación transversal de los reactores ya no se usa debido a la naturaleza antieconómica de este enfoque.

Hoy, casi en todas partes en las redes, a partir de 35 kV, los reactores están regulados tiristores… La magnitud de la corriente del reactor de cero a nominal se establece en dichos circuitos a través del ángulo de encendido de los tiristores. Este método de control de los reactores es bastante fiable, aunque implica con la presencia de armónicos superiores, que debe ser eliminado por filtros con armónicos impares.

Para reducir el voltaje con el que operan los tiristores aquí, se utiliza un reactor-transformador o se conecta un banco de capacitores y un circuito con tiristores a través de un transformador reductor (autotransformador).

La figura muestra un esquema de un compensador estático de tiristores con un grupo de reactores, el cual es controlado por tiristores y tiene circuitos compensadores de filtrado. En general, el compensador incluye:

• grupo tiristor-reactor monofásico, que permite una regulación suave de la potencia reactiva;

• un circuito de compensación de filtro que sirve como filtro con armónicos más altos y fuente de potencia reactiva;

• Un filtro de paso bajo que reduce el efecto destructivo de los fenómenos de resonancia para el compensador de tiristores.

Además, el compensador estático incluye un sistema de control y protección formado por bloques de tiristores para el control y protección de relés, así como un módulo de refrigeración de tiristores.

Unidades con regulación por pasos

Una instalación de regulación por pasos incluye varios tramos, de forma que, en caso de ser necesario, para ajustar la corriente, la tensión o la potencia reactiva, sería posible desconectar o conectar uno u otro tramo. La instalación contiene una batería de condensadores, un reactor, un circuito de extinción y un interruptor general.

Lo más importante en el diseño de un módulo condensador con regulación por pasos es organizar correctamente la limitación de sobretensiones y corrientes en los momentos de conexión y desconexión de tramos. Los procesos transitorios son un factor en la reducción de la confiabilidad de tales instalaciones.

Compensación capacitiva longitudinal — UPC

Para reducir la influencia del componente inductivo de la red de tracción y el transformador en el voltaje de los pantógrafos de las locomotoras eléctricas, se utilizan instalaciones de compensación capacitiva longitudinal, es decir, los condensadores se conectan en serie con ellos.

En las subestaciones de tracción en Rusia, las instalaciones de compensación longitudinal se colocan en las líneas de succión, donde estas instalaciones aumentan el voltaje, ayudan a eliminar los efectos de avance o retraso de fase, promueven la simetría de voltaje a corrientes iguales en los brazos, bajan la clase de voltaje del equipo y generalmente simplificar el diseño de la instalación.

La figura muestra una de estas secciones. Aquí, a través de capacitores y una resistencia, a través de un interruptor de tiristores, se suministra voltaje a los devanados de bajo voltaje de dos transformadores conectados en serie. Los devanados de alto voltaje de estos transformadores están conectados en direcciones opuestas. En el momento del cortocircuito, aumenta la tensión en los condensadores de la instalación. Y tan pronto como el voltaje alcanza el nivel de ajuste, el interruptor del tiristor se abre, el arco se enciende inmediatamente en el descargador y continúa ardiendo hasta que el contactor de vacío se cierra por una fracción de segundo.

Estos ajustes ayudan a reducir las fluctuaciones de tensión en los pantógrafos y hacen que las tensiones de los buses sean simétricas. Las desventajas incluyen las condiciones de funcionamiento más difíciles de los condensadores, en relación con las cuales las instalaciones de este tipo requieren una protección ultrarrápida. Es mejor usar CPC junto con KU.