Reactor limitador de corrente

Reactor de limitación de corriente

Un reactor de limitación de corriente é unha bobina inductiva caracterizada por unha reactancia inductiva significativamente maior en comparación coa súa resistencia, deseñada para restrinxir as correntes de cortocircuíto durante condicións de fallo. Estes reactores tamén mitigan as perturbacións de voltaxe no resto do sistema eléctrico. Instálanse en alimentadores, liñas de conexión, conductos de xeradores e entre seccións de barras para reducir a magnitude das correntes de cortocircuíto e aliviar as fluctuacións de voltaxe asociadas.

Baixo condicións normais de operación, os reactores de corrente permiten o fluxo de potencia sen obstáculos. No entanto, durante un fallo, o reactor restrinxe as perturbacións á sección defectuosa. Dado que a resistencia do sistema é insignificante en comparación coa súa reactancia, a presenza do reactor ten un impacto mínimo na eficiencia global do sistema.

Función principal do reactor de limitación de corriente

O obxectivo principal dun reactor de limitación de corriente é manter a súa reactancia cando grandes correntes de cortocircuíto fluían polas súas bobinas. Cando as correntes de fallo superan aproximadamente tres veces a corrente nominal completa, úsanse reactores con núcleo de ferro con grandes áreas transversais para limitar as correntes de fallo. No entanto, o seu alto custo e peso debido aos voluminosos núcleos de ferro fai que os reactores sen núcleo de ferro sexan a opción preferida para a limitación de correntes de cortocircuíto na maioría das aplicacións.

• Reactores con núcleo de ferro: Propensos a perdas de histerese e correntes de Foucault, o que leva a un consumo de potencia maior.

• Reactores sen núcleo de ferro: Exiben perdas totais tipicamente ao redor do 5% da súa clasificación KVA, facéndolos máis eficientes.

Funcións do reactor de limitación de corriente

• Protección contra correntes de fallo: Reduce o fluxo de corrente de cortocircuíto para protexer o equipo de estrés mecánico e sobrecalentamento.

• Mitigación de perturbacións de voltaxe: Atenua as fluctuacións de voltaxe causadas por cortocircuítos.

• Aislamento de fallos: Restringe as correntes de fallo á sección afectada, evitando a propagación a alimentadores sanos e mantendo a continuidade do suministro.

Inconvenientes do reactor de limitación de corriente

• Aumenta o porcentaxe total de reactancia do circuito cando se integra na rede.

• Degradación do factor de potencia e exacerbación dos problemas de regulación de voltaxe.

Ubicación de los reactores en sistemas de potencia

Os reactores colócanse estratégicamente en serie con xeradores, alimentadores ou barras de distribución para limitar as correntes de cortocircuíto:

• Reactores de xerador: Instálanse entre xeradores e barras de xerador para proporcionar protección individual da máquina, xeralmente cunha reactancia de ~0,05 por unidade.

• Inconveniente: Un fallo nun alimentador pode afectar ao sistema completo debido á configuración compartida do reactor.

Inconvenientes deste tipo de reactor

Os inconvenientes deste tipo de reactor son dúas caras: non protexe os xeradores contra fallos de cortocircuíto que ocorren a través de barras, e causa caídas constantes de voltaxe e perdas de potencia durante a operación normal.

Reactores de barra

Cando se instalan reactores nas barras, denomínanse reactores de barra. A inserción de reactores nas barras axuda a evitar caídas constantes de voltaxe e perdas de potencia. A continuación, explica-se os reactores de barra en sistemas anulares e de conexión:

Reactores de barra (sistema anular)

Os reactores de barra sirven para conectar seccións de barras separadas, que consisten en xeradores e alimentadores ligados a unha barra común. Nesta configuración, cada alimentador xeralmente está alimentado por un único xerador. Baixo operación normal, só unha pequena cantidade de potencia fluye a través dos reactores, resultando en baixas caídas de voltaxe e perdas de potencia. Para minimizar as caídas de voltaxe a través delles, os reactores de barra deséñanse con alta resistencia ohmica.

Cando ocorre un fallo en calquera alimentador, só un xerador fornece a corrente de fallo, mentres que a corrente dende outros xeradores está limitada polos reactores de barra. Isto reduce as correntes pesadas e as perturbacións de voltaxe causadas por cortocircuítos nunha sección de barra, confinándoas á sección defectuosa. O único inconveniente desta configuración de reactor é a súa incapacidade para protexer os xeradores conectados á sección defectuosa.

Reactores de barra (sistema de conexión)

Esta representa unha modificación do sistema anterior. Na configuración de conexión, os xeradores están conectados á barra común a través de reactores, cun alimentador fornecido polo lado do xerador.

O sistema opera de maneira semellante ao sistema anular pero ofrece vantaxes adicionais. Nesta configuración, se o número de seccións aumenta, a corrente de fallo non superará un valor específico, que está determinado polas especificacións de reactores individuais.