La importancia de la energía reactiva está aumentando con la creciente demanda de energía eléctrica por muchos servicios domésticos e industriales, en una red de sistema de energía. La estabilidad y confiabilidad del sistema de energía eléctrica dependen de la gestión de la energía reactiva.
Se requiere generar energía de una manera más eficiente, confiable y rentable. Una forma eficaz de suministrar energía eléctrica utiliza tecnologías como FACTS ( Sistema de transmisión de CA flexible ), SVC (compensación de voltaje estático), etc. para mantener la estabilidad del voltaje, un factor de potencia alto y menos pérdidas de transmisión. La potencia reactiva juega un papel crucial en la red del sistema eléctrico.
Importancia de la potencia reactiva
Los sistemas de suministro de energía de CA producen y consumen dos tipos de potencia activa y reactiva. La potencia real o potencia activa es la potencia real que se le da a cualquier carga. Realiza trabajos útiles como iluminación de lámparas, motores rotativos, etc.
Por otro lado, la potencia reactiva es la potencia imaginaria o aparente, que no realiza ningún trabajo útil sino que simplemente se mueve hacia adelante y hacia atrás en las líneas del sistema eléctrico. Es un subproducto de los sistemas de CA y se produce a partir de cargas inductivas y capacitivas. Existe cuando hay un desplazamiento de fase entre voltaje y corriente. Se mide en unidades de voltio-amperio reactivo (VAR).
3 razones por las que la potencia reactiva es importante
1. Control de voltaje
El equipo del sistema de energía está diseñado para operar dentro de ± 5% de los voltajes nominales. Las fluctuaciones en los niveles de voltaje provocan un mal funcionamiento de los distintos aparatos. El alto voltaje daña el aislamiento de los devanados, mientras que el bajo voltaje provoca un bajo rendimiento de los diversos equipos como baja iluminación de blubs, sobrecalentamiento de motores de inducción, etc.
Si la demanda de energía es mayor que la suministrada por las líneas de transmisión, la corriente extraída de las líneas de suministro aumenta a un nivel más alto, lo que hace que el voltaje caiga drásticamente en el lado del extremo receptor. Si este bajo voltaje se reduce aún más, provoca el disparo de las unidades generadoras, el sobrecalentamiento de los motores y otras fallas del equipo.
Para superar esto, se debe suministrar potencia reactiva a la carga colocando inductores o reactores reactivos en las líneas de transmisión. La capacidad de estos reactores depende de la cantidad de potencia aparente a suministrar.
Control de voltaje por potencia reactiva
Si la demanda de potencia es menor que la potencia reactiva suministrada, el voltaje de carga aumenta a un nivel más alto que conduce al disparo automático del equipo de transmisión, bajo Factor de potencia , fallas de aislamiento de los cables y devanados de varios dispositivos mecánicos.
Para superar esto, se debe compensar la potencia reactiva adicional disponible en el sistema. Varios equipos de compensación son condensadores síncronos, condensadores de derivación, condensadores en serie y otros sistemas fotovoltaicos. Estos dispositivos inyectan la potencia reactiva capacitiva para compensar la potencia reactiva inductiva en el sistema.
De la discusión anterior, podemos decir que se requiere potencia aparente para mantener los niveles de voltaje dentro de los límites para la estabilidad de los sistemas de transmisión.
2. Apagones eléctricos
Apagones eléctricos
Varios apagones eléctricos, como el de Francia durante 1978, los países del noreste en 2003, muchas partes de India durante 2012, han notado que la potencia reactiva insuficiente en el sistema de energía eléctrica es la principal razón de las situaciones de apagón. Esto aumenta porque la demanda de potencia aparente es inusualmente alta debido a la transmisión a larga distancia.
Esto, en última instancia, conduce al apagado de varios equipos y unidades de generación debido a los bajos voltajes. Por lo tanto, para garantizar el funcionamiento adecuado del sistema eléctrico, debe estar presente una cantidad suficiente de potencia reactiva.
3. Funcionamiento adecuado de varios dispositivos / máquinas
Funcionamiento adecuado de las máquinas de varios dispositivos.
Los transformadores, motores, generadores y otros dispositivos eléctricos requieren energía reactiva para producir flujo magnético. Esto se debe a que la generación de flujo magnético es necesaria para que estos dispositivos realicen un trabajo útil. En la figura anterior, la potencia reactiva, indicada por el color rojo, ayuda a crear un campo magnético en el motor, pero conduce a una disminución del factor de potencia. Es por eso que se coloca un capacitor para compensar la potencia reactiva inductiva al suministrar potencia reactiva capacitiva.
Fuentes y sumideros de potencia reactiva
La mayoría de los equipos conectados a los sistemas de suministro eléctrico consumen o producen energía aparente, pero no todos controlan los niveles de voltaje. Los generadores de plantas de energía generan potencia activa y reactiva, mientras que los capacitores inyectan la potencia reactiva para mantener los niveles de voltaje. Algunas de las fuentes y sumideros se dan en el siguiente diagrama.
Fuentes y sumideros de potencia reactiva
2 tipos de fuentes
Hay dos tipos de fuentes de energía reactiva, a saber, fuentes de energía reactiva dinámicas y estáticas.
Fuentes de energía reactiva dinámica
Estos incluyen equipos y dispositivos de transmisión, que son capaces de responder rápidamente a los cambios de potencia reactiva inyectando o proporcionando una cantidad suficiente de potencia reactiva en el sistema eléctrico. Estos son de alto costo y algunos de estos dispositivos se detallan a continuación.
• Generadores síncronos: Dependiendo de la tensión de excitación, la potencia activa y reactiva generada varía en máquinas síncronas. Los AVR (reguladores automáticos de voltaje) se utilizan para controlar la potencia reactiva en un rango operativo en estas máquinas.
• Condensadores síncronos: Son tipos de pequeños generadores, que se utilizan para producir potencia reactiva sin producir potencia real.
• Dispositivos de estado sólido: estos incluyen convertidores electrónicos de potencia y dispositivos como HECHOS por SVC dispositivos.
Fuentes de potencia reactiva estática
Estos son dispositivos de bajo costo y la respuesta a la variación de la potencia reactiva es algo menor que la de los dispositivos de potencia dinámica. Algunos de los recursos estáticos se muestran a continuación.
• Compensadores capacitivos e inductivos: Consisten en algunos capacitores e inductores en derivación conectados al sistema para ajustar los voltajes del sistema. El capacitor genera la potencia aparente mientras que el inductor absorbe la potencia reactiva.
• Cables subterráneos y líneas aéreas: la corriente que fluye a través de los cables y líneas aéreas produce el flujo magnético neto que genera la potencia reactiva. Una línea con poca carga actúa como un generador de energía reactiva mientras que una línea muy cargada actúa como un absorbedor de energía reactiva.
• Sistemas fotovoltaicos: se utilizan para la inyección de potencia activa, así como para la compensación de potencia armónica y reactiva en los sistemas de red mediante energía fotovoltaica.
Varios sumideros de potencia reactiva
La potencia reactiva generada por los generadores y otras fuentes es absorbida por algunas de las cargas que se indican a continuación. Provoca pérdidas en estos dispositivos, por lo que es necesario colocar dispositivos de compensación en estas cargas.
• Motor de inducción (Bombas y ventiladores)
• Transformadores
• Máquinas síncronas poco excitadas
• Líneas de transmisión muy cargadas
Se trata de la importancia de la potencia reactiva. Me gustaría agradecer a los lectores por dedicar su tiempo a este artículo. Aquí hay una pregunta para los lectores interesados: ¿Qué es el factor de potencia y cómo podemos lograr la compensación del factor de potencia?Se solicita escribir las respuestas en la sección de comentarios a continuación.
Créditos fotográficos:
Importancia de la potencia reactiva por profesor
control de voltaje por potencia reactiva por energía sari
Apagones eléctricos por lonnypaul
El funcionamiento adecuado de varios dispositivos / máquinas vanrijnelectric
Fuentes y sumideros de potencia reactiva por cheers4all
