Diferencias en la Instalación de Dispositivos de Compensación de Reactivos en los Lados de Alta y Baja Tensión del Transformador

Dónde se compensa el equipo de compensación de reactivos depende completamente del objetivo de la compensación. Usar un capacitor para compensar los reactivos consumidos por un motor asíncrono significa: este motor, al arrancar, consume demasiada potencia reactiva, baja demasiado el voltaje, impidiendo que otros equipos funcionen normalmente, por lo que es necesario instalar un capacitor para compensar. Entonces, este capacitor, cuando el motor está en funcionamiento, se conecta a la red como un equipo del sistema, y ciertamente afecta a todos los equipos de la red, solo es cuestión de grado y de si es apropiado o no.

Por ejemplo: instalar un dispositivo de compensación capacitiva de 100 Mvar para compensar una potencia reactiva inductiva de 10 Mvar, es difícil decir que el propósito de este dispositivo de compensación sea solo esos 10 Mvar.

1. El transformador no necesita compensación

El propósito de la compensación de reactivos debe quedar claro: no es que siempre se necesite compensar, sino que se debe al voltaje. Como se sabe por el cálculo de flujos de potencia, los reactivos se equilibran localmente. La potencia reactiva afecta principalmente al voltaje, por lo que para garantizar el voltaje local, es necesaria la compensación de reactivos local. El voltaje no puede ser demasiado alto ni demasiado bajo; si es demasiado alto, puede haber ruptura del aislamiento y daño a los equipos; si es demasiado bajo, no cumple con las condiciones de trabajo de los equipos. El propósito del transformador es transformar alta tensión en baja tensión, y en sí mismo tiene muchos medios para regular el voltaje, como cambiar las derivaciones (relación de transformación), modificar el diseño del devanado o del núcleo.

2. La potencia reactiva para establecer el campo magnético del transformador es proporcionada por la red del lado de carga

No se debe operar un transformador principal en vacío con líneas largas, precisamente porque las líneas largas son capacitivas y el transformador principal es inductivo. Al conectarse en serie,容易 (es fácil) que ocurra resonancia en serie, causando un voltaje extremadamente alto en el punto de resonancia y provocando fallas.

3. El lado secundario puede compensar los reactivos del lado primario

La corriente reactiva es causada por la carga. Si el lado secundario conecta una carga puramente resistiva, el factor de potencia del lado secundario es 1, y el lado primario no puede compensar los reactivos del lado secundario.

4. El transformador consume potencia reactiva para establecer su campo magnético

En otras palabras, la operación del transformador genera potencia reactiva, es decir, el lado primario puede equipararse a una carga inductiva. Cuando el transformador está en vacío, puede considerarse una carga inductiva.

Cuando el lado secundario conecta una carga, el ángulo de la corriente de carga con respecto al voltaje se reflejará en el lado primario. Pasar por el transformador no cambia el ángulo de la corriente con respecto al voltaje (¿por qué?), por lo tanto, el lado secundario puede compensar al lado primario.

La corriente del lado primario, además de la componente折算 (referida/convertida) desde el secundario, incluye la corriente necesaria para establecer el campo magnético (inductiva). Por lo tanto, si la compensación en el secundario es capacitiva, en el lado primario será contrarrestada parcialmente por la corriente de magnetización, es decir, "es consumida por el transformador". Si la compensación en el secundario es inductiva, se superpondrá parcialmente. Cuanto mayor sea la corriente, más reactivos se necesitan para establecer el campo magnético y mayor será la corriente inductiva requerida.

Si los reactivos del lado primario necesitan o no compensación es otra cuestión. La facturación eléctrica para los usuarios industriales considera los reactivos; un factor de potencia demasiado bajo resulta en multas, por lo que las empresas compensan su factor de potencia por encima de un cierto valor. En el lado de la generación, se presta más atención al nivel de voltaje y menos al factor de potencia.

5. Norma para el diseño de sistemas de suministro y distribución de energía GB 50052-95

• Artículo 5.0.2: Cuando, después de adoptar medidas para mejorar el factor de potencia natural, aún no se cumplan los requisitos de operación razonable de la red, deben utilizarse condensadores en paralelo como dispositivos de compensación de reactivos. Cuando, tras una comparación técnico-económica, se confirme que es razonable utilizar motores síncronos como dispositivos de compensación de reactivos, pueden emplearse motores síncronos.

• Artículo 5.0.3: Cuando se utilizan condensadores como dispositivos de compensación de reactivos, es apropiado compensar equilibrando localmente. La potencia reactiva de la parte de baja tensión debe ser compensada por condensadores de baja tensión; la potencia reactiva de la parte de alta tensión debe ser compensada por condensadores de alta tensión. La potencia reactiva de equipos de consumo de gran capacidad, con carga estable y de uso frecuente, debe compensarse individualmente in situ. Los bancos de condensadores que compensan la potencia reactiva básica deben compensarse centralizadamente en la subestación de distribución. En talleres con ambiente normal, los condensadores de baja tensión deben compensarse de forma distribuida.

• Artículo 5.0.4: La capacidad de compensación de reactivos debe determinarse según la curva de potencia reactiva o mediante métodos de cálculo de compensación de reactivos.

• Artículo 5.0.5: El modo de conexión/desconexión de los dispositivos de compensación de reactivos debe ser manual en los siguientes casos:

  1. Bancos de condensadores que compensan la potencia reactiva básica de baja tensión.

  2. Potencia reactiva estable durante todo el año.

  3. Transformadores en operación frecuente o motores de alta tensión y bancos de condensadores de alta tensión con menos operaciones de conexión/desconexión en la subestación.

• Artículo 5.0.6: El modo de conexión/desconexión de los dispositivos de compensación de reactivos debe ser automático en los siguientes casos:

  1. Cuando evitar la sobrecompensación mediante compensación automática sea económicamente razonable.

  2. Cuando evitar un voltaje excesivo en condiciones de carga ligera, que pueda dañar algunos equipos, mediante compensación automática sea económicamente razonable.

  3. Cuando solo la instalación de compensación automática pueda satisfacer los valores permitidos de desviación de voltaje bajo diversas condiciones de carga operativa.

• Artículo 5.0.7: Cuando los efectos de los dispositivos de compensación automática de alta y baja tensión sean los mismos, debe preferirse el dispositivo de compensación automática de baja tensión.

• Artículo 5.0.8: El modo de regulación de la compensación automática de reactivos debe determinarse según los siguientes principios:

  1. Para compensación centrada en el ahorro de energía, utilizar regulación por parámetro de potencia reactiva; cuando la carga trifásica esté equilibrada, también puede usarse regulación por parámetro de factor de potencia.

  2. Para proporcionar la potencia reactiva necesaria para mantener el nivel de voltaje de la red y compensar centrándose en reducir la desviación de voltaje, debe regularse por parámetro de voltaje, excepto si ya se utiliza regulación automática de voltaje del transformador.

  3. Cuando la potencia reactiva varíe de manera estable con el tiempo, regular por parámetro de tiempo.

• Artículo 5.0.9: Al agrupar los condensadores, deben satisfacerse los siguientes requisitos:

  1. La conexión/desconexión de los grupos de condensadores no debe producir resonancia.

  2. Reducir apropiadamente el número de grupos y aumentar la capacidad de los grupos.

  3. Adaptarse a los parámetros técnicos de los equipos auxiliares.

  4. Cumplir con el rango permitido de desviación de voltaje.
     
     La información anterior es proporcionada por Qingdao Hengfengyou Electrical Engineering Co., Ltd. Para más discusiones, contactar a: hfy@hengfengyou.com