COMPENSADORES ESTATICOS Y DINAMICOS*

*COMPENSADORESTATICO

Descripcin del SVC

Desde el punto de vista de la operacin del sistema elctrico, un sistema de compensacin esttico consiste en un condensador y una bobina en paralelo, regulables, cuya capacidad e inductancia puede ajustarse para controlar la tensin y el intercambio de reactiva en sus terminales.

Un sistema de compensacin esttico ideal tendra una capacidad ilimitada de generar y absorber potencia reactiva, y sera capaz de mantener una tensin constante en sus terminales. Su caracterstica tensin-corriente sera una lnea recta horizontal, como la indicada en la figura 1. Adems, no tendra prdidas y respondera de forma instantnea.

Figura 1: Caracterstica de un compensador esttico ideal.

Para comprender el funcionamiento de un sistema de compensacin esttico real, consideremos un sistema sencillo constituido por una bobina controlable ms un condensador fijo. La parte izquierda de la figura2 muestra las caractersticas tensin-corriente de la bobina y del condensador. Al ser la bobina regulable, podemos elegir la pendiente de su caracterstica, siempre que nos mantengamos dentro de la zona limitada por la inductancia mxima y mnima.

Esta pendiente se programa, a travs del sistema de control, de forma que imponga una relacin entre tensin y corriente representada por una lnea recta con ligera pendiente ascendente, tal como indica la figura. En el caso del condensador, la caracterstica es una lnea recta determinada por la ecuacin

Figura 2: Composicin de la caracterstica de un compensador esttico.

FC-TCR (Capacitor Fijo Reactor Controlado por Tiristores)Un TCR (Thyristor-Controlled Reactor, es decir, reactor controlado por tiristores) consiste en un reactor paralelo cuya inductancia posee un valor fijo. Dicho elemento se encuentra en serie con un puente de tiristores que actan a modo de interruptor bidireccional.

El ngulo de disparo (que controla la activacin de la conduccin de los tiristores) permite modificar la impedancia del dispositivo, lo que permite controlar la corriente de compensacin.

TCR (izquierda) y TSC (derecha)

SVC tipo FC - TCR

TSC-TCR (Condensador con Switches Tiristorizados Reactor Controlado por Tiristores)El TSC (Thyristor-Switched Capacitor) se basa en el mismo principio que el TCR, utilizando esta vez un condensador; mediante el control del ngulo de disparo de los tiristores es posible modificar la susceptancia capacitiva del dispositivo, variando de esta forma la corriente inyectada en la lnea. La limitacin fundamental del TSC radica en la necesidad de utilizar en serie una inductancia para limitar las sobre corrientes que surgen una vez que el dispositivo se enciende. Al igual que el TCR, su uso en forma individual es restringido, sin embargo ambos elementos constituyen la base de un SVC.

SVC tipo TSC-TCR con dos ramas TSC

MSCTCR (Condensador con Interruptores Mecnicos Reactor Controlado por Tiristores)Este tipo de SVC puede ser ubicado en la barra de AT, aunque en algunos casos es necesario ubicar el filtro pasaaltos en paralelo con las ramas TCR en el secundario del transformador, para as reducir la carga de armnicas en ste.

Configuraciones tpicas de un SVC del tipo MSC-TCR

PRINCIPALES APLICACIONES DEL SVC EN LOS SISTEMAS DE POTENCIA

3.1. Aumento de la capacidad de transferencia de potencia en estado EstacionarioConsidrese un sistema de una mquina sincrnica y una barra infinita,unidas a travs de una lnea caracterizada por una reactancia X, con tensiones en las barras de V1 d y V2 0 respectivamente; la potencia activa transferida desde el generador a la barra infinita se puede expresar como

*

, es decir

La potencia vara como una funcin sinusoidal de la diferencia angular de los voltajes entre las barras (Figura 3.1). La mxima potencia en estado estacionario que puede ser transmitida a travs de la lnea sin la compensacin de un SVC corresponde a aquella en que d = 90o , es decir

, es decir

Si la lnea es compensada mediante un SVC ideal (es decir, con un rango ilimitado de potencia reactiva) conectado en su punto medio, se tiene que

La potencia mxima transmisible a travs de la lnea est dada por, que corresponde al doble de la potencia que en el caso no compensado y ocurre en Es decir, la localizacin en un punto medio de la lnea de un SVC duplica el lmite de potencia activa en estado estacionario y a su vez, incrementa el rango de diferencias angulares entre la mquina y la barra infinita de 90 a 180.

La Figura 3.3 presenta una curva que se ajusta a valores de mucho ms realistas. A pesar de eso, los efectos del SVC conectado en la mitad de la lnea son evidentes.

3.2. Aumento de la estabilidad transitoria3.2.1. CurvasConsidrese un sistema similar al de la Figura 3.1, que contempla el caso sin compensacin y con un SVC conectado en la mitad de la lnea. Se asume que ambos sistemas transmiten la misma potencia y que ambos estn sometidos a la misma falla en los terminales del generador por el mismo lapso de tiempo. Las curvas resultantes son las siguientes:

3.2.2. Modulacin de la tensin del SVC

Para visualizar de mejor forma la aseveracin anterior se presenta el siguiente conjunto de curvas

reunido en la Figura 3.5.

3.3. Mejoras en el desempeo de un enlace HVDC

Un Terminal HVDC consume grandes cantidades de potencia reactiva, la que en parte es suministrada por los filtros necesarios para evitar la inyeccin de armnicas provenientes del proceso de rectificacin; el resto debe ser provisto por el propio sistema AC.Un enlace HVDC conectado a un sistema sin la capacidad adecuada para suplir los reactivos necesarios para su operacin (sistema dbil) presenta problemas de estabilidad, sobrevoltaje temporales y de recuperacin post-falla. El suministro de compensacin reactiva dinmica permite aliviar alguno deestos problemas, utilizndose tradicionalmente para este fin condensadores sincrnicos. Un SVC ofrece igualmente una capacidad de respuesta rpida, pero con un menor costo de mantencin, instalacin ms sencilla y con una menor contribucin a la corriente de falla.

VALORIZACIN DEL SERVICIO PROVISTO POR UN SVC

DEFINICION DE HORAS PUNTA Y HORAS FUERA DE PUNTAHoras de punta: Horas del da comprendidas entre las 18:00 y las 23:00 horas, pudindose exceptuar los das domingos y los das no laborables, cuando lo solicite el cliente, siempre y cuando sean de su cargo los costos adicionales de medicin.Horas Fuera de Punta: horas del da no comprendidas en las horas de punta.

PENALIZACIN POR EL EXCESO DE LA POTENCIA CONTRATADA

La penalizacin ser igual al producto del exceso de potencia sobre la potencia contratada o conectada, segn sea el caso, multiplicado por dos y media veces el precio en barra de la potencia de punta.

PENALIZACIN A EMPRESAS DISTRIBUIDORAS POR EXCESO DE ENERGA REACTIVASe define perodo de penalizacin de energa reactiva al intervalo de tiempo comprendido entre las 10:00 y 12:00 horas, ms el intervalo de tiempo comprendido entre las 18:00 y 23:00 horas.

En el perodo de penalizacin de la energa reactiva, el Cliente tendr derecho a un consumo total de energa reactiva inductiva equivalente al 40% de la energa activa total sin cargo alguno. Los excesos sern regulados en la respectiva Resolucin de Tarifas en Barra.

Los cobros efectuados por los vendedores por concepto de Compensacin Reactiva servirn para cubrir los costos por compensacin efectuados por los generadores y transmisores del sistema, de acuerdo a lo previsto en el artculo 108 del Reglamento de la Ley.

Cuando el suministro fuese abastecido por dos o ms vendedores la recaudacin proveniente de la energa reactiva ser abonada por el cliente a cada vendedor proporcionalmente a sus potencias conectadas y/o contratadas.

OPCIONES TARFIFARIASLa calificacin del usuario ser efectuada por la empresa de distribucin elctrica segn el grado de utilizacin de la potencia en horas de punta o fuera de punta.

El usuario ser calificado como presente en punta cuando el cociente entre la demanda media del usuario en horas de punta y su demanda mxima es mayor o igual a 0,5,

En caso contrario ser considerado como presente en fuera de punta.

OPCIONES TARFIFARIAS

OPCION TARIF.TIPO DE MEDICIONCARGOS DE FACTURACINMT2 BT2Medicin de dos energas activas y dos potencias activas (2E2P)Energa: Punta y Fuera de puntaPotencia: Punta y Fuera de puntaCargo fijo mensualCargo por energa activa en hora de puntaCargo por energa activa en hora fuera de puntaCargo por potencia activa en hora de puntaCargo por potencia activa en hora fuera de puntaCargo por energa reactiva

OPCION TARIF.TIPO DE MEDICIONCARGOS DE FACTURACINMT3 BT3Medicin de dos energas activas y una potencia activa (2E1P)

Energa: Punta y Fuera de puntaPotencia: Mxima del mes

Calificacin de potencia:P: Usuario presente en puntaPF: Usuario presente en fuera de puntaCargo fijo mensualCargo por energa activa en hora de puntaCargo por energa activa en hora fuera de puntaCargo por potencia activaCargo por energa reactiva

COMPENSADORES DINAMICOS

El compensador dinmico tambin llamado compensador sincrnico, o condensador dinmico, es una maquina sncrona cuyo eje no esta unido a ninguna carga. La corriente en su devanado de campo se controla a travs de un regulador de tensin.

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Depende del valor de la excitacin en la que puede absorber o generar potencia reactiva. Como las prdidas son considerables en comparacin con los condensadores estticos, el factor de potencia no es nulo. Cuando se utiliza con un regulador de tensin el compensador puede automticamente funcionar sobreexcitado en momento de carga elevado y subexcitado con carga baja.

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COMPONENTES DEL MOTOR SNCRONO.Componentes del motor sncrono de induccin.

TIPOS DE MOTORES SNCRONOS.TIPO HORIZONTAL.SPSM 1920 Hp, 11 KV,1800 rpm.SPSM 597 Kw, 3.3 KV, 600 rpm.SPSM 1500 Hp , 225rpm.TIPO VERTICAL.

TIPOS DE MOTORES SNCRONOS.

TIPOS DE MOTORES SNCRONOS.

CURVAS "V" DEL MOTOR SNCRONO.

POTENCIA REACTIVA PROPORCIONADA POR EL MOTOR SNCRONO.El motor sncrono proporcionala potencia reactiva al motor deinduccin si esta sobreexcitado.

La potencia real que demanda el motor sncrono sirve para impulsar una carga de velocidad constante.

La velocidad del motor sncronoSe varia con la frecuencia de la fuente de alimentacin (ciclo convertidor).

APLICACIN DE LOS MOTORES.

CONDENSADOR SNCRONO.

CONDENSADOR SNCRONO (cont.).

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