En Ingeniería Eléctrica , un compensador VAR estático ( SVC ) es un conjunto de dispositivos eléctricos para proporcionar energía reactiva de acción rápida en redes de transmisión eléctrica de alta tensión . [1] [2] Los SVC son parte de la familia de dispositivos del sistema de transmisión de CA flexible [3] [4] , regulando el voltaje, el factor de potencia, los armónicos y estabilizando el sistema. Un compensador VAR estático no tiene partes móviles importantes (aparte del interruptor interno). Antes de la invención del SVC, la compensación del factor de potencia era dominio exclusivo de grandes máquinas rotativas, como los condensadores síncronos o los bancos de condensadores conmutados. [5]
El SVC es un dispositivo automatizado de adaptación de impedancia, diseñado para acercar el sistema al factor de potencia unitario . Los SVC se utilizan en dos situaciones principales:
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 utilizará reactores controlados por tiristores para consumir VAR del sistema, lo que reducirá el voltaje del sistema. En condiciones inductivas (en retraso), los bancos de condensadores se activan automáticamente, proporcionando así un voltaje más alto al sistema. Al conectar el reactor controlado por tiristores, que es continuamente variable, junto con un paso del banco de capacitores, el resultado neto es una potencia de avance o retraso continuamente variable.
En aplicaciones industriales, los SVC generalmente se colocan cerca de cargas altas y que varían rápidamente, como hornos de arco , donde pueden suavizar el voltaje de parpadeo . [ dieciséis]
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 se pueden utilizar para crear un SVC normalmente incluyen:
Mediante la modulación del ángulo de fase conmutada por los tiristores, el reactor puede conectarse de forma variable al circuito y así proporcionar una inyección (o absorción) de VAR continuamente variable a la red eléctrica. [2] En esta configuración, los condensadores proporcionan un control aproximado de la tensión ; el reactor controlado por tiristores debe proporcionar un control suave. Se puede proporcionar un control más suave y más flexibilidad con la conmutación de condensadores controlada por tiristores. [7]
Los tiristores están controlados electrónicamente. Los tiristores, como todos los semiconductores, generan calor y comúnmente se usa agua desionizada para enfriarlos. [5] Cortar la carga reactiva en el circuito de esta manera inyecta armónicos de orden impar indeseables , 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.
Son prácticas disposiciones más complejas cuando se requiere una regulación de voltaje precisa. La regulación de voltaje se realiza mediante un controlador de circuito cerrado . [7] También son comunes el control de supervisión remota y el ajuste manual del punto de ajuste de voltaje.
Generalmente, la compensación estática de VAR 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). [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 el voltaje más bajo. En algunos compensadores estáticos VAR para aplicaciones industriales, como hornos de arco eléctrico , donde puede haber una barra colectora de media tensión presente (por ejemplo, a 33 kV o 34,5 kV), el compensador estático VAR se puede conectar directamente para ahorrar costos. del transformador.
Otro punto de conexión común para SVC es el devanado terciario en triángulo 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, normalmente de varios centímetros de diámetro, suelen estar situados en el interior de una "casa de válvulas".
La principal ventaja de los SVC sobre los esquemas de compensación simples conmutados mecánicamente es su respuesta casi instantánea a los cambios en el voltaje 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.
Son, en general, más baratos, de mayor capacidad, más rápidos y más fiables que los sistemas de compensación dinámica, como los condensadores síncronos. [7] 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 el compensador VAR estático para proporcionar soporte para cambios rápidos. Condensadores para proporcionar VAR en estado estacionario.
Dispositivos similares incluyen el compensador estático síncrono (STATCOM) y el controlador de flujo de energía unificado (UPFC).
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