Solía ir a Con Edison en Nueva York. Saqué esta información de uno de los seminarios a los que asistí. Aunque es técnico, le dará una idea de cómo la potencia reactiva inductiva puede afectar el voltaje.
Condensadores e inductores:
- Los condensadores e inductores (que a veces se llaman reactores) son dispositivos pasivos que generan o absorben potencia reactiva. Logran esto sin pérdidas significativas de energía real o gastos operativos.
- El inductor absorbe más cuando los voltajes son más altos y se necesita más el dispositivo. La relación es desafortunada para el caso más común en el que se emplean condensadores para soportar voltajes. En el caso extremo, los voltajes caen y los condensadores contribuyen menos, lo que resulta en una mayor degradación del voltaje e incluso menos soporte de los condensadores; finalmente, se produce un colapso del voltaje y se producen cortes de energía.
- Los inductores son dispositivos discretos diseñados para absorber una cantidad específica de potencia reactiva a un voltaje específico. Se pueden encender o apagar pero no ofrecen control variable.
- Los bancos de condensadores están compuestos de latas de condensadores individuales, típicamente de 200 kVAR o menos cada una. Las latas se conectan en serie y en paralelo para obtener el voltaje deseado del banco de condensadores y la capacidad nominal.
Posibles problemas con la potencia reactiva inductiva:
- La calidad del suministro de energía eléctrica se puede evaluar en función de una serie de parámetros. Sin embargo, lo más importante siempre será la presencia de energía eléctrica y el número y la duración de las interrupciones.
- Cuando el consumo de energía eléctrica es alto, la demanda de potencia reactiva inductiva aumenta en la misma proporción. En este momento, las líneas de transmisión (que están bien cargadas) introducen una potencia reactiva inductiva adicional. Las fuentes locales de potencia reactiva capacitiva se vuelven insuficientes. Es necesario entregar más potencia reactiva de los generadores de las centrales eléctricas.
- Puede suceder que ya estén completamente cargados y la potencia reactiva tendrá que ser entregada desde lugares más distantes. La transmisión de potencia reactiva cargará más las líneas, lo que a su vez introducirá más potencia reactiva. El voltaje en el lado del cliente disminuirá aún más. El control local del voltaje por medio de transformadores automáticos conducirá a un aumento de la corriente (para obtener la misma potencia) y esto a su vez aumentará las caídas de voltaje en las líneas. En un momento, este proceso puede ir como una avalancha que reduce el voltaje a cero. Mientras tanto, la mayoría de los generadores en las centrales eléctricas se apagarán debido a un voltaje inaceptablemente bajo, lo que, por supuesto, deteriorará la situación.
- La potencia reactiva insuficiente que conduce al colapso del voltaje ha sido un factor causal en los principales apagones en todo el mundo. El colapso de voltaje ocurrió en Estados Unidos en el apagón del 2 de julio de 1996 y el 10 de agosto de 1996 en la costa oeste
- Si bien el 14 de agosto de 2003, el apagón en los Estados Unidos y Canadá no se debió a un colapso de voltaje como ese término ha sido usado tradicionalmente por los ingenieros de sistemas de energía, el informe final del grupo de trabajo dijo que:
- “La potencia reactiva insuficiente fue un problema en el apagón” y el informe también “sobreestima la dinámica de la producción reactiva de la generación del sistema” como factor común entre las interrupciones importantes en los Estados Unidos.
- La demanda de energía reactiva fue inusualmente alta debido a un gran volumen de transmisiones de larga distancia que fluyeron a través de Ohio a áreas, incluido Canadá, que las necesarias para importar energía para satisfacer la demanda local. Pero el suministro de energía reactiva fue bajo porque algunas plantas estaban fuera de servicio y, posiblemente, porque otras plantas no producían lo suficiente ”.
Condensadores de derivación:
- ¿Cómo amplifica un transistor una señal de CA (cuando funciona en CC y no puede cambiar la dirección de la corriente)?
- Se conecta un suministro constante de 80 V CC a través de dos resistencias de resistencia de 200 ohmios y 200 ohmios. ¿Cuál es la lectura tge del voltímetro tge de resistencia 200k ohm en el circuito?
- ¿Es posible disminuir la capacitancia de un condensador de placa paralela agregando un material entre las placas? ¿Por qué o por qué no?
- ¿Qué es más peligroso: alimentación de CA o CC?
- Si proporciona un suministro para el devanado del motor de dos velocidades, ¿cuál será la velocidad resultante (por ejemplo, motor de 4 y 8 polos)?
Los condensadores y reactores de derivación y los condensadores en serie proporcionan una compensación pasiva. Están conectados permanentemente al sistema de transmisión y distribución o se conmutan. Contribuyen al control de voltaje modificando las características de la red. Los condensadores síncronos, SVC y STATCOM proporcionan una compensación activa. Los voltajes de los autobuses a los que están conectados. Junto con las unidades generadoras, establecen voltajes en puntos específicos del sistema. Los voltajes en otras ubicaciones del sistema están determinados por los flujos de potencia activa y reactiva a través de diversos elementos, incluidos los dispositivos de compensación pasivos.
Los propósitos principales de la compensación de derivación del sistema de transmisión cerca de las áreas de carga son el control de voltaje y la estabilización de la carga. Los bancos de condensadores shunt conmutados mecánicamente se instalan en subestaciones principales en áreas de carga para producir energía reactiva y mantener el voltaje dentro de los límites requeridos. Para la estabilidad de voltaje, los bancos de condensadores de derivación son muy útiles para permitir que los generadores cercanos operen cerca del factor de potencia unitario. Esto maximiza la reserva reactiva de acción rápida. En comparación con los SVC, los bancos de condensadores con conmutación mecánica tienen la ventaja de un costo mucho menor. Las velocidades de cambio pueden ser bastante rápidas. Los reactores limitadores de corriente se utilizan para minimizar los transitorios de conmutación.
Existen varios inconvenientes para los condensadores conmutados mecánicamente. Para emergencias de voltaje, la deficiencia de los bancos de condensadores de derivación es que la salida de potencia reactiva cae con el voltaje al cuadrado. Para la inestabilidad del voltaje transitorio, la conmutación puede no ser lo suficientemente rápida como para evitar el estancamiento del motor de inducción. El control preciso y rápido del voltaje no es posible. Al igual que los inductores, los bancos de condensadores son dispositivos discretos, pero a menudo se configuran con varios pasos para proporcionar una cantidad limitada de control variable. Si el colapso de voltaje resulta en un sistema, las partes estables del sistema pueden experimentar daños por sobre voltajes inmediatamente después de la separación. Los bancos de condensadores de derivación siempre están conectados al bus en lugar de a la línea. Están conectados directamente al bus de alta tensión o al devanado terciario del transformador principal.