Mètodes de control de tensió en el sistema elèctric

Mètodes de control de tensió en el sistema elèctric

La tensió dins d'un sistema elèctric es veu subjecta a variacions segons les fluctuacions de la càrrega. Normalment, la tensió augmenta durant els períodes de baixa càrrega i disminueix en condicions de càrrega elevada. Per mantenir la tensió del sistema dins de límits acceptables, és necessari disposar d'equipament addicional. Aquest equipament serveix per augmentar la tensió quan és baixa i reduir-la quan és excessivament alta. Els mètodes utilitzats en els sistemes elèctrics per al control de la tensió són els següents:

• Transformador amb canvi de toma sobrecàrrega

• Transformador amb canvi de toma sense càrrega

• Reactances en derivació

• Modificadors de fase síncrons

• Condensadors en derivació

• Sistema estàtic de VAR (SVS)

El control de la tensió del sistema mitjançant un element inductiu en derivació es coneix com a compensació en derivació. La compensació en derivació es divideix en dos tipus: compensació en derivació estàtica i compensació síncrona. En la compensació en derivació estàtica, s'utilitzen reactances en derivació, condensadors en derivació i sistemes estàtics de VAR, mentre que la compensació síncrona fa servir modificadors de fase síncrons. Els mètodes de control de la tensió es detallen a continuació.

Transformador amb canvi de toma sense càrrega: En aquest mètode, el control de la tensió s'aconsegueix canviant la relació de voltatges del transformador. Abans de canviar la toma, el transformador ha de ser desconnectat de l'alimentació. El canvi de toma del transformador es realitza principalment de manera manual.

Transformador amb canvi de toma sobrecàrrega: Aquesta configuració s'utilitza per ajustar la relació de voltatges del transformador per regular la tensió del sistema mentre el transformador està subministrant càrrega. La majoria dels transformadors de potència estan dotats de canvis de toma sobrecàrrega.

Reactance en derivació: Una reactance en derivació és un element de corrent inductiva connectat entre la línia i el neutre. Compensa la corrent inductiva originada per les línies de transmissió o els cabls soterranis. Les reactances en derivació s'utilitzen principalment en línies de transmissió de molt alta tensió (MAT) i ultra alta tensió (UAT) per a control de potència reactiva.

Les reactances en derivació s'instalen en les subestacions d'enviament, recepció i intermèdies de línies llargues de MAT i UAT. En línies de transmissió de llarga distància, les reactances en derivació es connecten a intervals d'aproximadament 300 km per limitar la tensió en punts intermèdies.

Condensadors en derivació: Són condensadors connectats en paral·lel amb la línia. Es col·loquen en les subestacions de recepció, distribució i commutació. Els condensadors en derivació injecten volt-amperes reactivos a la línia i normalment estan organitzats en bancs trifàsics.

Modificador de fase síncron: Un modificador de fase síncron és un motor síncron que opera sense càrrega mecànica. Està connectat a la càrrega al final receptiu de la línia. Variant l'excitació de la bobina de camp, el modificador de fase síncron pot absorir o generar potència reactiva. Manté una tensió constant en totes les condicions de càrrega i també millora el factor de potència.
Sistema estàtic de VAR (SVS): El compensador estàtic de VAR injecta o absorbeix VAR inductius al sistema quan la tensió es desvia del valor de referència, sigui més alta o més baixa. En un compensador estàtic de VAR, s'utilitzen tiristors com a dispositius de commutació en lloc de tancadors. En els sistemes moderns, la commutació de tiristors ha reemplaçat la commutació mecànica degut a la seva operació més ràpida i la capacitat de proporcionar una operació sense transitoris mitjançant el control de la commutació.