Que é o Compensador ESTATICO de VARIOS (SVC)? Circuito e Funcionamento na Corrección de FP

Que é un Compensador Estático de VAR (SVC)?

Un Compensador Estático de VAR (SVC), tamén coñecido como Compensador Estático de Potencia Reactiva, é un dispositivo crucial para mellorar o factor de potencia nos sistemas eléctricos de enerxía. Como un tipo de equipo de compensación estática de potencia reactiva, inxecta ou absorbe potencia reactiva para manter os niveis de voltaxe óptimos, asegurando un funcionamento estable da rede.

Parte integrante do Sistema Flexible de Transmisión AC (FACTS), un SVC consta dun banco de condensadores e reactores controlados por electrónica de potencia como tiristores ou Transistores Bipolares de Porta Aislada (IGBTs). Esta electrónica permite a conmutación rápida de condensadores e reactores para inxectar ou absorber potencia reactiva según sexa necesario. O sistema de control do SVC monitoriza continuamente a tensión e a corrente do sistema, axustando a saída de potencia reactiva do dispositivo en tempo real para contrarestar as fluctuacións.

Os SVCs abordan principalmente as variacións de potencia reactiva causadas polas demandas de carga fluctuantes ou xeración intermitente (por exemplo, enerxía eólica ou solar). Ao inxectar ou absorber dinamicamente potencia reactiva, estabilizan a tensión e o factor de potencia no punto de conexión, asegurando unha entrega confiable de enerxía e mitigando problemas como caídas ou sobresaltos de tensión.

Construción do SVC

Un Compensador Estático de VAR (SVC) típicamente inclúe compoñentes clave como un Reactor Controlado por Tiristor (TCR), un Condensador Comutado por Tiristor (TSC), filtros, un sistema de control e dispositivos auxiliares, como se detalla a continuación:

Reactor Controlado por Tiristor (TCR)

O TCR é un inductor conectado en paralelo coa liña de transmisión de enerxía, regulado por dispositivos de tiristor para controlar a potencia reactiva inductiva. Permite un axuste continuo da absorción de potencia reactiva variando o ángulo de disparo do tiristor.

Condensador Comutado por Tiristor (TSC)

O TSC é un banco de condensadores tamén conectado en paralelo coa rede, controlado por tiristores para regular a potencia reactiva capacitiva. Proporciona inxección discreta de potencia reactiva en etapas, ideal para compensar as demandas de carga en estado estable.

Filtros e Reactores

Estes compoñentes mitigan os harmónicos xerados pola electrónica de potencia do SVC, asegurando o cumprimento dos estándares de calidade de enerxía. Os filtros harmónicos xeralmente teñen como obxectivo os componentes de frecuencia dominantes (por exemplo, os harmónicos 5º, 7º) para evitar a contaminación da rede.

Sistema de Control

O sistema de control do SVC monitoriza a tensión e a corrente da rede en tempo real, axustando as operacións do TCR e do TSC para manter a tensión e o factor de potencia desexados. Inclúe un controlador baseado en microprocesador que procesa os datos dos sensores e envía sinais de disparo aos tiristores, permitindo unha compensación de potencia reactiva a nivel de milisegundos.

Compoñentes Auxiliares

Inclúe transformadores para a adaptación de voltaxe, relés protectores para o aillamento de fallos, sistemas de refrigeración para a electrónica de potencia e instrumentos de monitorización para asegurar un funcionamento fiable.

Principio de Funcionamento do Compensador Estático de VAR

Un SVC regula a tensión e a potencia reactiva nos sistemas de enerxía utilizando electrónica de potencia, actuando como unha fonte de potencia reactiva dinámica. Así é como funciona:

• Xestión da Potencia Reactiva
  O SVC combina un TCR (indutivo) e un TSC (capacitivo) en paralelo coa rede. O TCR pode absorver potencia reactiva axustando os ángulos de disparo dos tiristores, mentres que o TSC inxecta potencia reactiva en etapas discretas. Esta combinación permite un control bidireccional da potencia reactiva:

• Caída de Tensión: Cando a tensión da rede diminúe, o SVC inxecta potencia reactiva capacitiva a través do TSC para aumentar a tensión.

• Subida de Tensión: Cando a tensión excede o valor fixado, o SVC absorve potencia reactiva a través do TCR para diminuír a tensión.

• Monitorización Continua e Axuste
  Sensores miden a tensión e a corrente en tempo real, enviando os datos ao sistema de control. O controlador calcula a potencia reactiva necesaria e axusta os ángulos de disparo dos tiristores para manter a estabilidade da tensión dentro de ±2% do valor nominal.

• Mitigación de Harmónicos
  A acción de conmutación do TCR xera harmónicos, que son filtrados por filtros LC pasivos (por exemplo, filtros de 5º, 7º harmónicos) para asegurar o cumprimento das normas da rede.

Vantaxes do SVC

• Transmisión de Potencia Melhorada: Aumenta a capacidade da liña ata un 30% mediante a compensación de potencia reactiva.

• Estabilidade Transitoria: Amortece as fluctuacións de tensión durante fallos ou cambios de carga, mellorando a resiliencia do sistema.

• Control de Tensión: Xestiona as sobre-tensións en estado estable e temporais, ideal para a integración de enerxía renovable.

• Reducción de Pérdidas: Mejora o factor de potencia (xeralmente >0,95), reducindo as perdas resistivas entre o 10–15%.

• Baixo Mantemento: Diseño de estado sólido sen partes móbeis, reducindo os custos operativos.

• Melhoria da Calidade da Enerxía: Mitiga as caídas/sobresaltos de tensión e a distorsión harmónica.

Aplicacións do SVC

• Redes de Transmisión de Alta Tensión: Estabiliza a tensión en liñas EHV/UHV (380 kV–1,000 kV) e compensa a carga capacitiva de liñas longas.

• Plantas Industriais: Corrige o factor de potencia en cargas inductivas pesadas (por exemplo, acerías, maquinaria de minas) para reducir os custos de utilidades.

• Integración de Enerxía Renovable: Mitiga as fluctuacións de tensión de parques eólicos ou solares.

• Redes de Distribución Urbana: Melhora a estabilidade de tensión en áreas densamente pobladas con cargas fluctuantes.

• Sistemas Ferroviarios: Compensa as variacións de potencia reactiva nas redes ferroviarias electrificadas.