Evaluación de la energía reactiva en el sistema energético

Evaluación de la energía reactiva en el sistema energético

La energía reactiva es una energía imaginaria, sin embargo, es deseada dentro del Sistema Energético. Si la energía reactiva es extra en el Sistema Energético, la tensión puede subir y en caso de escasez de energía reactiva la tensión también puede ser baja. En este artículo, aclararemos numerosos puntos de la energía reactiva, cuál es su función en el Sistema Energético y la forma en que se puede inyectar en el Sistema Energético.

Fundamentos de la tensión y la energía reactiva en el sistema energético:

Es fascinante que la tensión en el sistema de energía tenga que ser de 1 por unidad (pu) en cada lugar (sin embargo, es extremadamente inimaginable ocuparse de ello). La gestión de la energía reactiva y la magnitud de la tensión son frases casi relacionadas; asimismo, la gestión de la energía y el ángulo de la tensión son frases casi relacionadas. Ten en cuenta a Determine-1. El bus 1 está relacionado con el bus infinito con una línea de transmisión extendida. Normalmente, la energía fluye desde un ángulo de tensión excesivo hacia una disminución del ángulo de tensión y la energía reactiva fluye desde una magnitud de tensión mayor hacia una disminución de la magnitud de tensión. Así, en Determine-1, la energía y la energía reactiva fluirán del bus-1 al bus-2 (en pocos casos depende de diferentes componentes adicionalmente).

Evaluación de la energía reactiva en el generador síncrono:

Tiene en cuenta un circuito igual y fácil de Generador Síncrono (SG), como se demuestra en el Determina-2. Su tensión en los bornes es 1∠0, o sea que diremos que la SG está directamente relacionada con el bus infinito.

Es necesario que se conozca que la energía reactiva es una energía imaginaria para que pueda ser equipada o absorbida por la SG. Si E_f es menor que "1" (es decir, E_ft), entonces diremos que está funcionando a baja excitación (es decir, la corriente continua presente en su zona de cuerda es baja); en ese caso, la SG puede consumir potencia reactiva. Si E_f es mayor que "1" (es decir, E_f>V_t), entonces diremos que está funcionando con una excitación excesiva (es decir, que la corriente continua presente en su zona de devanado es excesiva); en ese caso, la SG podría aportar potencia reactiva.

La energía energética se llama energía verdadera. El SG siempre proporciona energía; así podrás entender por qué el ángulo del rotor es mayor en el caso del generador síncrono y es menor en el caso del motor síncrono.

La ecuación "Entrada = salida + pérdidas" es legítima para cualquier máquina. Para la SG, la ecuación es "Entrada mecánica = Salida eléctrica (energía) + pérdidas".

Como se ha dicho anteriormente, si la CE funciona con una excitación excesiva, puede generar potencia reactiva, es decir, la CE suministrará la potencia reactiva al sistema. En realidad, lo que ocurre es simplemente un cambio de energía entre el generador y la carga. (Supongamos que la carga es un motor de inducción. Entonces habrá un cambio de energía entre el GE y el Motor de Inducción; o diremos que el GE está produciendo energía reactiva y el Motor de Inducción está consumiendo la energía reactiva; sin embargo, esto son simples convenciones, la energía reactiva es energía imaginaria, por lo que no puede ser generada ni consumida).

Dentro de los libros de Sistemas de Potencia, para calcular la potencia de avance, se habla del sistema S=VI*. Si se utiliza el sistema S=V*I, se puede descubrir la misma consecuencia, además de que el signo de la energía reactiva debe invertirse. Así, los estudiantes de Ingeniería Eléctrica finalizaron el sistema S=VI* y descartaron el segundo sistema. Por qué eligieron el primer sistema como alternativa al segundo, intenta analizar tú mismo la premisa de este texto.

A partir de Determine-3, podrás entender de forma sencilla, por qué la energía energética se llama energía verdadera y la energía reactiva se llama energía imaginaria.

Un diagrama de la SG se demuestra en la Determinación-4. Este Determine también puede explicarse por sí mismo.

En tu zona, si la tensión CC (o CC presente) es excesiva, la SG suministrará energía reactiva adicional. Por lo tanto, puedes suponer que la energía de CC del devanado de la zona se transforma en energía reactiva. Es una gran impresión falsa entre los estudiantes universitarios. Ten en cuenta que una tensión continua adicional en el devanado de la zona significa una corriente continua adicional, y esta energía se consumirá como I²Pérdidas de R dentro de la resistencia de cadena de la zona "R". Ninguna energía de CC dentro del circuito de área debe transformarse en energía reactiva. A medida que aumente la corriente continua, la potencia reactiva dotada de SG aumentará, lo que significa que el cambio de potencia del generador es alto con la carga. En caso de que haya un exceso de CC en el devanado de área, el flujo en la inductancia del devanado de área debe ser excesivo, lo que debe ayudar a generar potencia reactiva por parte de la CE.

Ten en cuenta una vez más a Determine-1. Si la excitación de la SG es alta, se producirán dos problemas

1. (i) El generador suministrará potencia reactiva adicional
2. (ii) su tensión terminal (magnitud) mejorará (como ya se ha dicho, la gestión de la potencia reactiva y la magnitud de la tensión son frases casi correlacionadas).

Si hay energía reactiva adicional en el sistema energético, la tensión aumentará, pero al revés. Sobre esta base, los lectores deberían además intentar percibir el impacto que Ferranti [In case of Ferranti effect, receiving end voltage is higher than sending end voltage. It occurs at no load (or load is very less). Most of the load in the power system is an inductive load. So, in no-load conditions inductive effect decreases and shunt capacitance (natural shunt capacitances in the air) dominates. Capacitor generates reactive power hence it tries to increase the voltage]

Dentro de los libros de Máquinas Eléctricas, está escrito que con una carga principal de FP (es decir, carga capacitiva), un transformador puede tener una regulación de tensión perjudicial; los lectores deben intentar percibir esta línea también con la ayuda de este texto. Ten en cuenta que la carga capacitiva intenta aumentar la tensión. Supongamos que puedes tener un transformador de tensión 1:1, la tensión utilizada es de 100 V, la tensión de los bornes es de 102 V, entonces la regulación de la tensión del transformador, es sólo de -2%. Es posible hacerlo en caso de carga capacitiva. También se puede producir una descarga, ya que la tensión de los bornes del transformador también puede ser superior a la tensión utilizada, por lo que deben intentar analizarla.

Compensación en derivación y compensación en secuencia:

En el sistema energético se utilizan generalmente dos frases: "Compensación en derivación" y "Compensación en secuencia". La "Compensación en derivación" controla la potencia reactiva y la "Compensación en secuencia" controla la potencia energética. La compensación en derivación también puede ser un condensador fácil dentro de la derivación de la línea de transmisión o cualquier dispositivo "Shunt FACTS". La compensación de secuencia también puede ser un condensador fácil en secuencia con la línea de transmisión o cualquier secuencia de aparatos FACTS.

Tener en cuenta el sistema (Se trata de un sistema muy conocido, por lo que no se da aquí ninguna racionalización de elementos). la "X" es la reactancia de la línea de transmisión. Este sistema se obtiene suponiendo que la resistencia de la línea de transmisión es despreciable. Si se inserta un condensador de secuencia fácil en la línea de transmisión (o entre el bus-1 y el bus-2 en Determine-1), entonces decimos su compensación de secuencia. Controlando el valor del condensador de secuencia, gestionaremos "X", por lo que "P" puede ser gestionado. Además, puedes ver que se dice que "P" es "δ" (como se ha escrito antes, la gestión de "P" y "ángulo de tensión" son frases cuidadosamente asociadas).

Estrategias para inyectar potencia reactiva en el sistema energético:

Si la tensión en el sistema de transmisión es inferior a 1 pu, es necesario inyectar potencia reactiva en el sistema. A continuación se presentan numerosas estrategias para inyectar/absorber energía reactiva en el sistema eléctrico:

1. Gestión de la excitación de CC de la SG, tal como se ha definido en este documento,
2. Condensadores en derivación (Para proporcionar potencia reactiva y aumentar la tensión),
3. Se utilizan inductores en derivación (para consumir la potencia reactiva y entregar la tensión a la baja), en caso de impacto de Ferranti (es decir, cuando la carga puede ser mucho menor y recibir la tensión de acabado también puede ser excesiva).
4. TCR-FC o TCR-TSC (Es un aparato FACTS basado en la impedancia),
5. STATCOM (Es un convertidor de suministro de tensión basado principalmente en un aparato FACTS). El STATCOM o Compensador Síncrono Estático es un sistema de influencia digital que utiliza aparatos conmutados como IGBT, GTO, etc. para regular la circulación de la energía reactiva a través de una comunidad de influencia y mejorar así la solidez de la comunidad energética. El STATCOM es un controlador FACTS en derivación, es decir, está relacionado en derivación con la carretera. En los días preliminares su identificación era STATCON como alternativa al STATCOM. Es un miembro de la familia de aparatos del Sistema Versátil de Transmisión de CA (FACTS) y tiene mucho potencial de análisis. Poner un STATCOM en varios factores adecuados de una red mejorará la estabilidad de la tensión y mantendrá un perfil de tensión fácil en circunstancias comunitarias completamente diferentes. Su capacidad de realizar un filtrado de energía también puede ser muy útil para mejorar la calidad de la energía
6. En los parques eólicos se utiliza el generador de inducción, que es una máquina de excitación individual (es decir, no tiene zona de bobinado). Por lo tanto, la gestión de la potencia reactiva en un Generador de Inducción no será posible; debido a este hecho, en este caso, para producir potencia reactiva, se utiliza ampliamente el STATCOM. El STATCOM se coloca en los terminales del Generador de Inducción como controlador en derivación. Este tema sigue teniendo un gigantesco potencial de análisis.

Puesta en marcha asociada: Qué es el reactor de derivación - Tipos, construcciones y propósitos

Como en este artículo se dice "compensación shunt" para la gestión de la potencia reactiva, se puede ver que dentro de las estrategias anteriores de 2 a 6, todas son controladores shunt.

Como has dicho antes, la potencia reactiva es una potencia imaginaria, por lo que se supone que las tensiones de transmisión proporcionan potencia energética. Es una cuestión de por qué estamos inyectando potencia reactiva en el Sistema Energético. La respuesta es: las turbinas, las cepas de transmisión, los transformadores, etc., tienen una resistencia despreciable en comparación con su reactancia inductiva, así que digamos que el sistema de transmisión es un circuito inductivo. Está consumiendo energía reactiva, así que para compensarla ahora tenemos que producir energía reactiva.

En otras palabras, diremos que para cuidar el perfil de tensión plano (es decir, para cuidar la tensión de 1 pu en cada lugar), en un sistema de transmisión, es importante una gestión adecuada de la potencia reactiva. Para evitar la transmisión de potencia reactiva extrema, la tecnología y el consumo de potencia reactiva tienen que estar tan desconectados como sea posible; en cualquier otro caso, debería acabar en un perfil de tensión inadecuado.

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