La compensación de potencia reactiva es un impacto específico en el balance de potencia reactiva en el nodo del sistema de energía eléctrica para regular el voltaje y en las redes de distribución para reducir las pérdidas de electricidad [1] . Se realiza mediante dispositivos compensadores . Para mantener los niveles de tensión requeridos en los nodos de la red eléctrica, el consumo de potencia reactiva debe ser suplido por la potencia generada requerida, teniendo en cuenta la reserva necesaria. La potencia reactiva generada es la suma de la potencia reactiva generada por los generadores de las centrales eléctricas y la potencia reactiva de los compensadores ubicados en la red eléctrica y en las instalaciones eléctricas de los consumidores de energía eléctrica.
La compensación de potencia reactiva es especialmente relevante para las empresas industriales, cuyos principales consumidores eléctricos son los motores asíncronos , por lo que el factor de potencia sin tomar medidas de compensación es de 0,7 a 0,75. Las medidas de compensación de potencia reactiva en la empresa permiten:
La corriente alterna fluye a través del cable en ambas direcciones, idealmente la carga debe asimilar y procesar completamente la energía recibida. En caso de desajustes entre el generador y el consumidor, las corrientes fluyen simultáneamente del generador a la carga y de la carga al generador (la carga devuelve la energía previamente almacenada). Tales condiciones son posibles solo para corriente alterna si hay algún elemento reactivo en el circuito que tenga su propia inductancia o capacitancia. Un elemento reactivo inductivo tiende a mantener sin cambios la corriente que fluye a través de él, y un elemento capacitivo tiende a mantener el voltaje. A través de elementos resistivos e inductivos ideales, la corriente máxima fluye a tensión cero en el elemento y, por el contrario, la tensión máxima se aplica a elementos que tienen un carácter capacitivo, a una corriente que fluye a través de ellos cercana a cero.
Una parte importante del equipo eléctrico de cualquier empresa está compuesta por dispositivos, cuyo requisito previo para el funcionamiento normal es la creación de campos magnéticos en ellos, a saber: transformadores, motores asíncronos, hornos de inducción y otros dispositivos que pueden describirse en general. como "carga inductiva". Mucho menos utilizados son los dispositivos que almacenan energía, que generalmente se pueden considerar una carga capacitiva.
Dado que una de las características de la inductancia es la capacidad de mantener la corriente que fluye a través de ella sin cambios, cuando la corriente de carga fluye, aparece un cambio de fase entre la corriente y el voltaje (la corriente "retrasa" el voltaje por un ángulo de fase). Como resultado, diferentes signos de corriente y voltaje para el período de cambio de fase conducen a una disminución en la energía de los campos electromagnéticos de las inductancias, que se repone desde la red. Para la mayoría de los consumidores industriales, esto significa lo siguiente: a lo largo de las redes entre la fuente de electricidad y el consumidor, además de la energía activa que realiza trabajo útil, también fluye energía reactiva que no realiza trabajo útil. Las energías activa y reactiva constituyen la energía total , mientras que la proporción de energía activa en relación con el total viene determinada por el coseno del ángulo de fase entre la corriente y la tensión- cosφ . Sin embargo, al fluir a través de los cables y devanados en la dirección opuesta, la corriente reactiva reduce, dentro de su capacidad de carga, la parte de la corriente activa que fluye a través de ellos, al tiempo que causa pérdidas adicionales significativas en los conductores para calefacción: pérdidas activas. En el caso de que cosφ = 1, toda la energía llegará al consumidor. En el caso de cosφ = 0, la corriente en el cable se duplicará, ya que la misma corriente fluirá en ambas direcciones al mismo tiempo. En este modo, la potencia activa no es consumida por la carga, excepto para calentar los conductores.
Así, la carga recibe y entrega casi toda la energía a la red, y se presenta una situación en la que el consumidor se ve obligado a pagar por la energía que realmente no utilizó. A diferencia de los elementos inductivos, los elementos capacitivos (como los capacitores) tienden a mantener constante el voltaje entre sus terminales, es decir, para ellos la corriente "adelanta" al voltaje. Dado que la cantidad de electricidad consumida nunca es constante y puede cambiar en un rango significativo durante un período de tiempo bastante corto, entonces, en consecuencia, la relación entre la energía activa consumida y la energía total (cosφ) también puede cambiar. En este caso, cuanto menor sea la carga activa del consumidor, menor será el valor de cosφ. De esto se deduce que se necesita un equipo para compensar la potencia reactiva (consulte el artículo Dispositivos de compensación ), que proporciona una regulación del cosφ en función de las condiciones de funcionamiento cambiantes del equipo. Los motores síncronos y los compensadores síncronos proporcionan una regulación suave de cosφ, las unidades de compensación de potencia reactiva (RPC) proporcionan una regulación escalonada, que consisten, por regla general, en baterías de elementos capacitivos (condensadores), equipos de conmutación y dispositivos de control. El principio de funcionamiento del UKRM es conectar a la red el número de condensadores necesarios en un momento dado para un valor instantáneo conocido de potencia reactiva.
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