Reactor Limitador de Corriente

Reactor Limitador de Corriente

Un reactor limitador de corriente es un bobinado inductivo caracterizado por una reactancia inductiva significativamente mayor en comparación con su resistencia, diseñado para restringir las corrientes de cortocircuito durante condiciones de fallo. Estos reactores también mitigan las perturbaciones de tensión en el resto del sistema de potencia. Se instalan en alimentadores, líneas de interconexión, conductos de generadores y entre secciones de barras para reducir la magnitud de las corrientes de cortocircuito y aliviar las fluctuaciones de tensión asociadas.

Bajo condiciones de operación normales, los reactores permiten el flujo de potencia sin impedimentos. Sin embargo, durante un fallo, el reactor restringe las perturbaciones a la sección defectuosa. Dado que la resistencia del sistema es insignificante en comparación con su reactancia, la presencia del reactor tiene un impacto mínimo en la eficiencia general del sistema.

Función Principal del Reactor Limitador de Corriente

El objetivo principal de un reactor limitador de corriente es mantener su reactancia cuando fluyen corrientes de cortocircuito grandes a través de sus bobinas. Cuando las corrientes de fallo superan aproximadamente tres veces la corriente nominal de plena carga, se utilizan reactores con núcleo de hierro de gran sección transversal para limitar las corrientes de fallo. Sin embargo, su alto costo y peso debido a los voluminosos núcleos de hierro hacen que los reactores de aire sean la opción preferida para la limitación de corrientes de cortocircuito en la mayoría de las aplicaciones.

• Reactores con Núcleo de Hierro: Propensos a pérdidas por histeresis y corrientes de Foucault, lo que lleva a un mayor consumo de energía.

• Reactores de Aire: Muestran pérdidas totales típicamente alrededor del 5% de su calificación KVA, haciéndolos más eficientes.

Funciones del Reactor Limitador de Corriente

• Protección contra Corriente de Fallo: Reduce el flujo de corriente de cortocircuito para proteger el equipo de estrés mecánico y sobrecalentamiento.

• Mitigación de Perturbaciones de Tensión: Atenua las fluctuaciones de tensión causadas por cortocircuitos.

• Aislamiento de Fallos: Restringe las corrientes de fallo a la sección afectada, evitando su propagación a alimentadores sanos y manteniendo la continuidad del suministro.

Desventajas del Reactor Limitador de Corriente

• Aumenta el porcentaje total de reactancia del circuito cuando se integra en la red.

• Degradación del factor de potencia y agravamiento de problemas de regulación de tensión.

Ubicación de los Reactores en Sistemas de Potencia

Los reactores se colocan estratégicamente en serie con generadores, alimentadores o barras de distribución para limitar las corrientes de cortocircuito:

• Reactores de Generador: Instalados entre generadores y barras de generador para proporcionar protección individual a cada máquina, típicamente con una reactancia de ~0.05 por unidad.

• Desventaja: Un fallo en un alimentador puede afectar a todo el sistema debido a la configuración compartida del reactor.

Desventajas de Tales Reactores

Las desventajas de este tipo de reactor son dobles: no protege a los generadores contra fallos de cortocircuito que ocurren a través de las barras, y causa caídas de tensión constantes y pérdidas de potencia durante la operación normal.

Reactores de Barra

Cuando los reactores se instalan en barras, se denominan reactores de barra. La inserción de reactores en las barras ayuda a evitar caídas de tensión constantes y pérdidas de potencia. A continuación, se explica la función de los reactores de barra en sistemas anulares y de interconexión:

Reactores de Barra (Sistema Anular)

Los reactores de barra sirven para conectar secciones de barras separadas, que consisten en generadores y alimentadores vinculados a una barra común. En esta configuración, cada alimentador suele ser suministrado por un solo generador. Bajo operación normal, solo fluye una pequeña cantidad de potencia a través de los reactores, resultando en bajas caídas de tensión y pérdidas de potencia. Para minimizar las caídas de tensión a través de ellos, los reactores de barra se diseñan con alta resistencia ohmica.

Cuando ocurre un fallo en cualquier alimentador, solo un generador suministra la corriente de fallo, mientras que la corriente de otros generadores se limita por los reactores de barra. Esto reduce la corriente pesada y las perturbaciones de tensión causadas por cortocircuitos en una sección de barra, confinándolas a la sección defectuosa. La única desventaja de esta configuración de reactor es su incapacidad para proteger a los generadores conectados a la sección con fallo.

Reactores de Barra (Sistema de Interconexión)

Esta es una modificación del sistema anterior. En una configuración de interconexión, los generadores están conectados a la barra común a través de reactores, con alimentadores suministrados desde el lado del generador.

El sistema opera de manera similar al sistema anular, pero ofrece ventajas adicionales. En esta configuración, si el número de secciones aumenta, la corriente de fallo no excederá un valor específico, que está determinado por las especificaciones de los reactores individuales.