¿Cuáles son los tipos de reactores clasificados por función y sus aplicaciones?

Clasificación de Reactores por Función (Principales Aplicaciones)

Los reactores desempeñan un papel crucial en los sistemas de potencia. Una de las formas más comunes e importantes de clasificarlos es por su función, es decir, para qué se utilizan. Vamos a examinar cada tipo de una manera sencilla y fácil de entender.

1. Reactores Limitadores de Corriente

• Reactores en Serie
  Estos reactores están conectados en serie con el circuito, como un bache en el flujo eléctrico.
  Propósito: Aumentar la impedancia del circuito para limitar la corriente de cortocircuito, reduciendo tanto los valores pico como estables.
  Aplicaciones:

• Limitar las corrientes de cortocircuito en salidas de generadores, alimentadores y barras de distribución;

• Reducir la corriente de arranque durante el inicio de motores;

• Prevenir la corriente de inrush al cambiar bancos de condensadores.

2. Reactores en Derivación

• Tipo Conectado a Tierra Neutra (Reactores de Derivación de Alta Tensión)
  Este tipo se conecta directamente a líneas de transmisión de alta tensión o al tercer devanado de un transformador.

• Propósito: Absorber el exceso de potencia reactiva capacitiva (también conocida como potencia de carga) generada por líneas de transmisión de alta tensión de larga distancia. También ayuda a limitar la sobretensión de frecuencia de red y la sobretensión de conmutación.

• Aplicaciones: Se utilizan en sistemas de transmisión de alta, ultra-alta y extra-alta tensión, como líneas interprovinciales de energía.

• Tipo No Conectado a Tierra Neutra
  Generalmente se conecta a la barra de distribución en redes de distribución a nivel medio o bajo.

• Propósito: Proporcionar compensación de potencia reactiva, compensando la potencia reactiva de cargas capacitivas como líneas de cable. Ayuda a mejorar el factor de potencia y prevenir el aumento de tensión ("flotación de tensión").

• Aplicaciones: Redes de energía urbanas, sistemas alimentados por cable y redes de distribución.

3. Reactores Filtro

Estos reactores se utilizan típicamente en serie con condensadores para formar un circuito filtro LC, actuando como un "limpiador" para el sistema de potencia.

• Propósito: Filtrar corrientes armónicas específicas, generalmente de orden inferior como la 5ª, 7ª, 11ª y 13ª.

• Aplicaciones: Sistemas con muchas fuentes armónicas, como rectificadores grandes, variadores de frecuencia y hornos de arco.

No solo protege a los condensadores de daños por sobrecorriente/sobretensión armónica, sino que también mejora la calidad de la potencia de la red.

4. Reactores de Arranque

Este es un tipo especial de reactor limitador de corriente, utilizado específicamente para ayudar a que los motores se inicien de manera suave.

Propósito: Conectado en serie con el circuito del estator durante el arranque de motores AC grandes (por ejemplo, motores de inducción o síncronos). Limita la corriente de arranque y reduce el impacto en la red de potencia. Una vez que el motor se inicia, generalmente se cortocircuita o se desconecta.

Aplicaciones: Se utilizan para motores de alta potencia como bombas y ventiladores grandes en fábricas.

5. Bobinas Supresoras de Arco (Bobinas Petersen)

Este es un reactor de núcleo de hierro especial, generalmente conectado al punto neutro del sistema, como un "extintor de incendios" para sistemas de tierra.
Propósito: En sistemas no aterrizados o aterrizados en resonancia (es decir, sistemas con neutro aterrizado a través de una bobina supresora de arco), cuando ocurre una falla de toma de tierra monofásica, genera una corriente inductiva para anular la corriente de toma de tierra capacitiva del sistema. Esto reduce significativamente o incluso extingue automáticamente la corriente de falla en el punto de falla, evitando la toma de tierra intermitente por arco y la sobretensión.
Aplicaciones: Redes de distribución, sistemas de transformadores de pequeña capacidad.

Tipos de bobinas supresoras de arco:

• Tipo Ajustable (ajuste manual o automático de inductancia)

• Tipo de Compensación Fija (inductancia fija)

• Tipo de Polarización o Magnetización DC (ajuste de inductancia cambiando la corriente de magnetización DC)

6. Reactores Suavizadores (Reactores DC)

Estos reactores se utilizan específicamente en sistemas de transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC), conectados en serie en el lado DC de la estación de conversión o línea DC.
Propósito:

• Suprimir el rizado en la corriente DC (suavizar fluctuaciones);

• Prevenir el fallo de conmutación en el lado rectificador;

• Limitar la tasa de aumento de corriente (di/dt) durante fallas en la línea DC;

• Mantener la continuidad de la corriente DC y prevenir la interrupción de la corriente.

Aplicaciones: Sistemas de transmisión HVDC, proyectos de transmisión DC flexible.

7. Reactores Amortiguadores

Generalmente conectados en serie con circuitos de condensadores, especialmente en bancos de condensadores filtro.

Propósito:

• Limitar la corriente de inrush y la sobretensión al encender los bancos de condensadores;

• Suprimir oscilaciones a ciertas frecuencias, como la resonancia con la inductancia del sistema.

Aplicaciones: Escenarios de conmutación frecuente de condensadores, como en dispositivos de compensación de potencia reactiva y bancos de filtros.

En Resumen

Existen muchos tipos de reactores, cada uno con su propia función, pero sus propósitos principales son: estabilizar la corriente, regular la tensión, filtrar armónicos, limitar sobrecorrientes y proteger equipos.
Elegir el reactor correcto no solo mejora la estabilidad del sistema de potencia, sino que también prolonga la vida útil del equipo y asegura un suministro de energía seguro.