El reactor de derivación controlado es un dispositivo para la compensación de potencia reactiva controlada en redes eléctricas principales. Un reactor de derivación controlado se refiere a dispositivos transversales de compensación de potencia reactiva [1] , que se conectan en paralelo al sistema eléctrico para cambiar los parámetros reactivos de las líneas de alimentación de CA (TL) y la potencia reactiva consumida en el sistema.
Uno de los principales problemas técnicos en el desarrollo de los sistemas de energía eléctrica modernos es el problema del control forzado efectivo de los flujos de energía a través de las redes eléctricas principales. En la actualidad, sobre la base de circuitos modernos y elementos electrónicos de potencia, se han desarrollado una serie de dispositivos FACTS (Sistema de transmisión de CA flexible) eficientes https://en.wikipedia.org/wiki/Flexible_AC_transmission_system diseñados para implementar dicho control. Uno de los dispositivos FASTS son los reactores de derivación controlados (CSR), que realizan una amplia gama de tareas en los sistemas de potencia. A diferencia del reactor de derivación tradicional (SR), que es un elemento pasivo de la red y está diseñado para compensar el exceso de energía de carga en las líneas eléctricas de extra alta tensión (EPL) [2] , el CSR es un elemento activo que también le permite controlar los modos del sistema de potencia. Sin embargo, cabe señalar que los CSR tienen un diseño mucho más complejo que los CSR y, en consecuencia, requieren altos costos para su instalación y operación. Por tanto, su aplicación requiere un estudio de viabilidad en cada caso concreto.
Numerosos intentos de proporcionar conmutación SR sin consecuencias graves en muchos países terminaron en fracaso. El hecho es que con la introducción de modos de redes eléctricas principales, el encendido y apagado de los reactores de derivación debe realizarse al menos una vez a la semana y, en la mayoría de los casos, con mayor frecuencia, hasta diariamente. Por ejemplo, un caso típico de dicha conmutación es un cambio diario en la potencia, en el que la frecuencia de conmutación del SR conduce al agotamiento de los recursos del equipo de conmutación. Con cada operación de este tipo, se dispara la vida útil de los interruptores y el reactor se expone a sobretensiones de conmutación y, como resultado, el aislamiento del reactor se desgasta rápidamente. Además, la parada de las reactancias shunt es peligrosa para toda la red eléctrica, ya que ante una desconexión brusca de la línea, la componente forzada de las sobretensiones sin reactancias shunt resulta muy superior al valor máximo admisible. Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, casi todos los países han abandonado la conmutación de reactores shunt, lo que determina la necesidad de analizar el modo de transmisión de electricidad a través de líneas en presencia de reactores shunt controlados. Por lo tanto, la factibilidad de utilizar CSR para líneas de transmisión de alta tensión es una medida razonable y prometedora para mejorar la eficiencia de las principales redes eléctricas.
Con base en los principios del enfoque de sistema, el sistema eléctrico de potencia se puede representar como un conjunto de redes para diversos propósitos y voltaje nominal, que forman ciertos niveles jerárquicos para los flujos de energía. La distribución de los flujos de energía entre redes está asociada con la manifestación del principio fundamental de mínima acción, que en ingeniería eléctrica se realiza a través de las leyes de Kirchhoff. Por lo tanto, con una distribución natural de los flujos de energía entre redes, sus pérdidas serán las más pequeñas. Pero cuando se usa una corriente alterna sinusoidal, esta conclusión es válida para plena potencia. Al mismo tiempo, el modo económico con pérdidas mínimas de potencia activa, que nos interesa al evaluar la eficiencia del transporte de energía, se establece solo en un circuito condicional de resistencias activas. Los estudios han demostrado que el régimen natural es significativamente (1,4-1,5 veces) inferior al económico en términos de pérdidas y, al mismo tiempo, las redes de menor tensión están sobrecargadas con flujos de transporte de energía inadecuados para ellas, lo que reduce el caudal. de todo el sistema de energía eléctrica. Una de las medidas que asegura la reducción de las pérdidas eléctricas es la optimización de los modos de operación de las líneas eléctricas de EHV en términos de tensión y potencia reactiva. En tal formulación del problema de EHV, las líneas de transmisión se consideran de forma aislada para los tres modos de operación más comunes: los modos mínimo, máximo y operativo de transmisión de energía. Las expresiones analíticas para determinar las pérdidas de potencia activa en las líneas eléctricas contienen componentes de pérdidas sin carga y de cortocircuito. Estos últimos son respectivamente directa e inversamente proporcionales al cuadrado de la tensión en las barras de las subestaciones finales, lo que permite elegir el nivel de tensión óptimo. Esto proporciona una suma mínima de los componentes de estas pérdidas. Un análisis de los modos de operación de las líneas de transmisión de energía EHV con reactores de derivación controlados mostró que, en el caso de la aplicación de CSR, la potencia de carga se compensa y el flujo de potencia se regula.