Qué es un reactor de derivación: su construcción y funcionamiento

En los sistemas de energía, las fuentes de energía renovable y los cables son cada vez más comunes. Pero, en algunos casos, la potencia activa o reactiva irregular tiene efectos secundarios negativos. Por lo tanto, el reactor de derivación juega un papel vital en el equilibrio de estos cambios. En 1990, Hyosung Industries suministró reactores de derivación hasta un nivel de voltaje de 345 kV y un rango de potencia reactiva de 200 MVAr. Esto se puede extender para distribuir con el nivel de voltaje más alto como 765kV y 250MVAr de potencia reactiva. Estos reactores se utilizan para compensar la potencia reactiva en cables subterráneos que conectan fuentes de energía renovable. Hyosung Industries también ofrece soluciones personalizadas, como reactores que incluyen devanados auxiliares y reactores de derivación variable. Este artículo proporciona una descripción general del reactor de derivación, los tipos y cómo funciona.


¿Qué es un reactor de derivación?

Un reactor de derivación es un tipo de dispositivo eléctrico que se utiliza para estabilizar el voltaje a través de las diferencias de carga en los sistemas de transmisión de energía de alto voltaje. La clasificación de un reactor de derivación normal es fija y todo el tiempo está conectado a la línea de transmisión dependiendo de la carga.

reactor de derivación

El principio de funcionamiento del reactor de derivación. es, en un sistema de potencia, un reactor de derivación funciona como un absorbedor de potencia reactiva, por lo que aumenta la eficiencia del sistema de potencia. Es un dispositivo compacto utilizado para compensar la potencia reactiva en líneas de transmisión de alta tensión, así como en sistemas de cable. La conexión de ésta se puede hacer con la línea eléctrica directamente si no con un devanado terciario de transformadores de 3 devanados. Para conectar o cambiar permanentemente este inductor de derivación, se utiliza un disyuntor.

Debe ser capaz de soportar el voltaje de funcionamiento continuo más alto. Por ejemplo, para el sistema de 400 KV, 5% más que el voltaje nominal en la diferencia de frecuencia de potencia normal sin exceder la temperatura de 150 oC en ningún elemento del reactor de derivación. Cuando el reactor está operando en condiciones normales, pueden ocurrir pérdidas en el núcleo. Por lo tanto, se debe tener cuidado para reducir estas pérdidas durante el diseño.

Los reactores de derivación se utilizan ampliamente para controlar el voltaje a través de las diferencias de carga en los sistemas de transmisión de energía de alto voltaje. Dependiendo de los requisitos de voltaje, estos reactores operarán para proporcionar compensación de potencia reactiva.

Construcción

Este reactor se utiliza principalmente para compensar la potencia reactiva capacitiva de la línea de transmisión. los construcción del reactor de derivación puede cambiar de un creador a otro.

Diagrama de circuito del reactor de derivación.
Diagrama de circuito del reactor de derivación.

Los reactores de derivación y los transformadores de potencia son iguales, sin embargo, simplemente tienen un solo devanado para cada fase. Los devanados de estos se pueden conectar en forma de estrella accediendo al punto neutro (YN). La conexión desde el punto neutro puede realizarse hacia la instalación de un sistema de puesta a tierra en el devanado terciario del transformador de potencia. Estos reactores están disponibles en dos tipos, tipo conservante/seco, o sumergidos en aceite.

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Las protecciones, así como los accesorios utilizados en este reactor, son los mismos que se utilizan en los transformadores de potencia. Especialmente en un reactor de tipo sumergido en aceite, donde la presión de aceite en la válvula de alivio de presión, así como el respiradero de aire, deben someterse a esfuerzos.

Tipos de reactores de derivación

Estos se clasifican en dos tipos según la construcción, como el tipo seco y los sumergidos en aceite.

tipo seco

En general, un reactor de derivación de tipo seco está limitado a un voltaje de 34,5 kV. Por lo general, se aplica al tercer devanado (terciario) de un transformador y se conecta a la línea de transmisión para compensar. Estos reactores son del tipo de núcleo de aire, abiertos al medio ambiente y aptos para aplicaciones en interiores o exteriores. Por lo general, la convección natural del aire ambiente se usa para enfriar la unidad a través de la disposición de los devanados para permitir la circulación de aire entre las vueltas y las capas.

Estas torres y capas están soportadas mecánicamente por elementos de arriostramiento, de lo contrario, los soportes están hechos de diferentes materiales como poliéster de vidrio, hormigón y cerámica. La construcción de los reactores puede realizarse como unidades monofásicas y colocarse sobre almohadillas aislantes/aislantes de base para brindar aislamiento al piso para soportar el reactor.

Este tipo de reactor no tiene blindaje pero genera un campo magnético externo de alta intensidad una vez que se activa el reactor. Se debe tener cuidado al indicar los espacios libres, así como el diseño de la unidad del reactor, la estructura de la estación, una plataforma de montaje y cualquier área metálica en el área del reactor.

Un circuito cerrado de metal en el área circundante del reactor generará calor, pérdidas y arcos en las uniones; por lo tanto, es importante alejarse de estos bucles para mantener las distancias adecuadas. Requiere blindaje cuando no es posible ensamblar unidades de tipo seco en un patrón de triángulo equilátero aislado de influencias magnéticas externas.

En comparación con los tipos sumergidos en aceite, los reactores de tipo seco tienen algunas ventajas, como menos peso, bajo costo, bajas pérdidas, menos mantenimiento, etc. Las principales desventajas son los límites de voltaje nominal así como el campo magnético externo de alta intensidad. Cuando se activa el reactor, no tiene núcleo de hierro y no hay corriente de irrupción magnetizante.

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sumergido en aceite

Estos reactores tienen dos configuraciones de diseño, como el tipo sin núcleo y el tipo de núcleo de hierro espaciado. Ambas configuraciones tienen corrientes constantes de larga duración a baja frecuencia durante todo el decaimiento, determinadas por la disposición en paralelo de la inductancia del reactor, así como la capacitancia de la línea. Pero, el diseño de núcleo de hierro espaciado tiene un consumo de energía más severo en comparación con el tipo sin núcleo.

La mayoría de los diseños de reactores de derivación sin núcleo tienen un escudo magnético que rodea el bucle para mantener el flujo en el tanque del reactor. Por lo general, la pata del núcleo de acero proporciona una ruta de flujo magnético utilizando el bucle de un transformador de potencia que se dispone a través de estructuras de soporte aislantes. Entonces, este tipo de diseño dará como resultado una inductancia lineal para el voltaje.

Estos tipos de reactores están diseñados como unidades monofásicas, si no trifásicas, y su apariencia es extremadamente similar a la de los transformadores de potencia habituales. Están diseñados principalmente para refrigeración forzada o auto-refrigeración.

Diferencia entre reactor de derivación y transformador de potencia

La construcción del reactor de derivación y el transformador de potencia es similar, pero existen algunas diferencias principales entre ellos en función de sus características. La principal diferencia entre el reactor de derivación y el transformador de potencia se analiza a continuación.

reactor de derivaciónTransformador
El reactor de derivación consta de un solo devanado.El transformador de potencia tiene tres devanados.
Este tipo de reactor consume potencia reactiva para mejorar la eficiencia del sistemaEl transformador de potencia se utiliza para cambiar el voltaje como aumentar si no disminuir.
En este reactor, los amperios-vuelta principales como AT son equivalentes a los amperios-vuelta menores debido a la ausencia de otros devanados.En el transformador de potencia, el amperio principal convertido como AT es la suma del AT móvil y del AT menor.
El diseño de un reactor de derivación se puede realizar sin núcleo de hierro para evitar la pérdida de histéresis.El diseño de un transformador de potencia se puede hacer con un núcleo de hierro
Los reactores de derivación son de dos tipos, como tipo seco y sumergido en aceite.Los transformadores de potencia están disponibles en diferentes tipos, como autotransformador, polifásico, de fuga y resonante.
El reactor de derivación tiene una gran cantidad de corriente magnetizante.En comparación con un reactor de derivación, tiene menos corriente de magnetización.
La reactancia en derivación se evalúa en MVArEl transformador de potencia está clasificado en kVA.
El reactor de derivación se utiliza en redes de cable y sistemas de alta tensión.El transformador de potencia se utiliza para transmitir el nivel de tensión.
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Medición de pérdidas en el reactor de derivación

Las pérdidas del reactor de derivación deben medirse tanto a la tensión nominal como a la frecuencia. Sin embargo, para un estrangulador de derivación de muy alto voltaje, puede ser complejo montar un alto voltaje de prueba durante la medición de pérdida. Por lo tanto, la complejidad se puede superar midiendo las pérdidas de medición de la reactancia en derivación a cualquier tensión inferior a la tensión del sistema de la reactancia.

Después de eso, la pérdida medida se puede multiplicar por el cuadrado de la fracción de la corriente nominal y la corriente del reactor para alcanzar la pérdida a la tensión nominal y la tensión de prueba reducida aplicada.
Cuando el factor de potencia del reactor de derivación es menor, la medición de la pérdida por un medidor de potencia convencional no puede ser confiable, ya que se puede aceptar una alternativa a la técnica del puente para la medición para una mejor precisión.

Esta prueba no permite separar las pérdidas de medida en los distintos elementos de la reactancia shunt. Para evitarlo, la corrección de la prueba puede tener consecuencias para una temperatura de referencia y es preferible obtener la medida una vez que la temperatura normal del devanado sea equivalente a la temperatura de referencia.

Aplicaciones

los aplicaciones de reactores shunt Incluya lo siguiente.

  • Se utiliza para mejorar la eficiencia del suministro eléctrico así como del sistema energético ya que absorbe y compensa la potencia reactiva tanto en las líneas de transmisión como en los cables.
  • Funciona como un absorbedor de energía reactiva, lo que aumenta la eficiencia energética del sistema.
  • Se aplica a diferentes sistemas como HV y EHV.
  • La reactancia de derivación variable se utiliza para optimizar dinámicamente el estado de la red existente, así como el voltaje en la red.
  • Se utiliza para mejorar la estabilidad de la red, así como para la regulación continua de la tensión durante el funcionamiento de las líneas con carga baja o sin carga.
  • Estos se utilizan para mejorar la calidad de la energía y la estabilidad del voltaje.

Así, se trata de una descripción general de la reactancia de derivación, construcción, obra y sus aplicaciones. Es similar a un transformador de potencia que simplemente incluye un devanado para cada fase como transformador de potencia. Estos reactores se utilizan principalmente para aumentar la potencia y la eficiencia del sistema, ya que absorben y equilibran la potencia reactiva en las líneas de transmisión de alta tensión. La conexión del reactor shunt se puede realizar directamente con el devanado terciario o con la línea de alimentación del transformador de 3 devanados. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son las ventajas del reactor de derivación?

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