Cómo hacer un sistema transmisor de CA flexible utilizando la reactancia del interruptor tiristor

FACTS es el acrónimo de Sistema Flexible de Transmisión de CA. Un Sistema Flexible de Transmisión de CA (FACTS) aumenta la fiabilidad de las redes de CA. El IEEE define los FACTS como sistemas de transmisión de corriente alterna que integran controladores basados en la electrónica de potencia y otros controladores estáticos para mejorar la capacidad de control y la transferencia de energía. anteriormente hemos hablado de "Necesidad de los FACTS y tipos"

Mejoran la calidad de la energía y la eficiencia de la transmisión desde la generación hasta los consumidores privados e industriales, pasando por la transmisión. En este artículo, hablamos del Sistema Flexible de Transmisión de CA mediante el Interruptor Tiristor.

Sistema transmisor de CA flexible mediante el uso de TSR

Un sistema transmisor de CA flexible (FACTS) consiste en un equipo estático que se utiliza para la transmisión de señales eléctricas en CA. Se utiliza para aumentar la capacidad de control y la capacidad de transferencia de potencia de un sistema de transmisión de CA. Este proyecto puede mejorarse utilizando la metodología de control del ángulo de disparo para un control suave de la tensión.

Los sistemas de transmisión de CA flexibles aumentan la fiabilidad de las redes de CA y reducen los costes de suministro de energía. También aumentan la calidad de la transmisión y la eficiencia de la transmisión de energía.

Este método se utiliza cuando se carga la línea de transmisión o cuando hay poca carga en el extremo del receptor. Cuando hay poca carga o no hay carga, fluye una corriente muy baja por las líneas de transmisión y la capacitancia en derivación de la línea de transmisión se vuelve dominante. Esto provoca una amplificación de la tensión, por lo que la tensión del extremo receptor puede llegar a ser el doble de la tensión del extremo emisor.

Para compensar esto, los inductores en derivación se conectan automáticamente a través de la línea de transmisión. En este sistema, el tiempo de espera entre el pulso de tensión cero y el pulso de corriente cero debidamente generado por un amplificador operacional adecuado se alimenta a dos pines de interrupción del microcontrolador.

Tipos de controladores del sistema transmisor de CA flexible

• Controlador de serie
• Controlador en derivación
• Controlador combinado serie-serie
• Controlador combinado serie-derivación

Tiristor

Un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas y tres terminales. Las cuatro capas están formadas por semiconductores alternativos de tipo p y de tipo n. Así se forma un dispositivo de unión p-n. Este dispositivo también se denomina Interruptor Controlado por Silicio (SCS) debido al semiconductor de silicio que contiene y es un dispositivo biestable.

Un tiristor es un dispositivo unidireccional y puede funcionar como un interruptor de circuito abierto o como un diodo rectificador. Los tres terminales del tiristor se denominan ánodo (A), cátodo (K) y puerta (G).

El ánodo es positivo, el cátodo es negativo y la puerta se utiliza para controlar la señal de entrada. Tiene dos uniones p-n que pueden conectarse y desconectarse a gran velocidad. A continuación se muestran las capas y terminales del tiristor con su símbolo.

El tiristor tiene tres estados básicos de funcionamiento

• Bloqueo inverso
• Bloqueo hacia delante
• Conducción hacia delante

Bloqueo inverso: En este modo de funcionamiento, el tiristor bloquea la corriente en el mismo sentido que un diodo de polarización inversa.

Bloqueo hacia delante: En este modo de funcionamiento, el tiristor bloquea la conducción de corriente hacia delante que normalmente lleva un diodo de polarización hacia delante.

Conducción hacia delante: En este modo de funcionamiento, el tiristor se ha disparado a la conducción. Continúa conduciendo hasta que la corriente de avance cae por debajo de un nivel de umbral llamado "corriente de mantenimiento".

Reactor conmutado por tiristor

Un reactor conmutado por tiristor se utiliza en los sistemas de transmisión de energía eléctrica. Es una reactancia conectada en serie con un valor de tiristor bidireccional. El valor del tiristor está controlado por fases, lo que permite ajustar el valor de la potencia reactiva suministrada para satisfacer las condiciones cambiantes del sistema.

El TSR puede utilizarse para limitar las subidas de tensión en las líneas de transmisión poco cargadas. La corriente en el TSR varía del máximo al cero variando el ángulo de retardo de disparo.

El TSR puede utilizarse para limitar las subidas de tensión en líneas de transmisión poco cargadas. La corriente en el TSR varía del máximo al cero variando el ángulo de retardo de disparo.

El siguiente circuito muestra el circuito TSR. Cuando la corriente fluye, el reactor se controla mediante el ángulo de disparo del tiristor. Durante cada medio ciclo, el tiristor produce el impulso de disparo a través del circuito controlado.

Circuito del TSR

Un reactor conmutado por tiristores es un conjunto trifásico que se conecta en disposición de triángulo para proporcionar una cancelación parcial de los armónicos. El reactor principal de tiristores está dividido en dos mitades, con la válvula de tiristores conectada entre las dos mitades.

Protege la válvula del circuito del tiristor de los daños causados por las descargas de corriente y los rayos.

El reactor principal del tiristor está dividido en dos mitades, con la válvula del tiristor conectada entre las dos mitades. Esto protege a la válvula del circuito del tiristor de los daños causados por las descargas eléctricas y los rayos.

Principio de funcionamiento

La corriente en el tiristor varía del máximo al cero variando el ángulo de retardo de encendido (α). Se define como el ángulo de retardo desde el punto en el que la tensión se hace positiva hasta el punto en el que la válvula del tiristor se enciende y la corriente empieza a fluir.

La corriente máxima se obtiene cuando el α es de 90o. En este punto, se dice que el TCR está en plena conducción. La corriente RMS viene dada por

Itcr-max = Vsvc/2πfLtcr

Donde

Vsvc es el valor eficaz de la tensión de barra de línea a línea

Ltcr es el transductor TCR total de la fase

La siguiente forma de onda es la tensión y la corriente del TCR.

Ventajas del tiristor

• Puede manejar una corriente elevada
• Puede manejar alta tensión

Aplicaciones del tiristor

• Se utiliza en la transmisión de energía eléctrica
• Se utiliza en los circuitos de potencia alterna para controlar la potencia de salida alterna.
• Se utiliza en los inversores para convertir la corriente continua en corriente alterna

Aplicaciones de los FACTS

• Se utiliza para controlar el flujo de energía
• Amortiguación de las oscilaciones del sistema eléctrico
• Reduce el coste de generación
• Estabilidad de la tensión en estado estacionario
• Aplicación HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado)
• Mitigación del parpadeo

Espero que hayas entendido el concepto del sistema de transmisión de CA flexible a partir del artículo anterior. Si tienes alguna duda sobre este concepto o sobre los proyectos eléctricos y electrónicos, deja la sección de comentarios más abajo.