Compensació capacitiva

La compensació de potència reactiva aconseguida amb una càrrega capacitiva addicional s'anomena compensació capacitiva. Aquest tipus de compensació és tradicional per a subestacions de tracció de CA a la Federació Russa, on d'aquesta manera és possible augmentar significativament l'eficiència dels equips i reduir les pèrdues.

Per exemple, el rendiment del transport elèctric ferroviari augmenta molt a causa de la compensació capacitiva de la potència reactiva, és a dir, mitjançant l'ús de blocs de condensadors. I a mesura que la tensió de la xarxa canvia d'una manera o altra, s'han d'ajustar els bancs de condensadors. La compensació capacitiva pot ser longitudinal, transversal i longitudinal-transversal, que es descriurà amb detall més endavant en el text.

Compensació capacitiva lateral — KU

La compensació lateral capacitiva es refereix a la reducció del component de corrent reactiu a causa de la connexió d'una font d'energia reactiva addicional directament a la càrrega. Els bancs de condensadors personalitzats inclouen no només condensadors, sinó també reactorsconnectats en sèrie o paral·lel amb condensadors. Els dispositius de pas permeten apagar i activar passos individuals del condensador o fins i tot canviar l'esquema de connexió del dispositiu.

Unitats de condensació regulades amb reactors

Si un reactor controlat està connectat en paral·lel al banc de condensadors, la potència reactiva total d'aquesta planta de condensadors serà igual a la diferència entre les potències reactives del reactor i la capacitat. En particular, si la potència reactiva del banc de condensadors és igual a la potència reactiva del reactor, aleshores la planta en conjunt no generarà cap potència reactiva.

Ajustant els paràmetres del reactor, reduint la seva potència en conseqüència, augmenta la potència reactiva generada per tot el banc de condensadors. L'estat del reactor es regula ajustant la saturació de l'acer del circuit magnètic quan està magnetitzat transversalment o longitudinalment per corrent continu. Avui dia, la deflexió transversal dels reactors ja no s'utilitza a causa de la naturalesa antieconòmica d'aquest enfocament.

Avui, gairebé a tot arreu de les xarxes, a partir de 35 kV, els reactors estan regulats tiristors… La magnitud del corrent del reactor de zero a nominal s'estableix en aquests circuits a través de l'angle d'encesa dels tiristors. Aquest mètode de control dels reactors és bastant fiable, tot i que implica amb presència d'harmònics superiors, que s'han d'eliminar mitjançant filtres amb harmònics imparells.

Per reduir la tensió amb què funcionen els tiristors aquí, s'utilitza un reactor-transformador o un banc de condensadors i un circuit amb tiristors es connecten mitjançant un transformador reductor (autotransformador).

La figura mostra un esquema d'un compensador de tiristors estàtic amb un grup de reactors, que està controlat per tiristors i té circuits compensadors de filtratge. En general, el compensador inclou:

• grup tiristor-reactor monofàsic, que permet una regulació suau de la potència reactiva;

• un circuit compensador de filtres que serveix com a filtre amb harmònics més alts i font de potència reactiva;

• Un filtre de pas baix que redueix l'efecte destructiu dels fenòmens de ressonància per al compensador del tiristor.

A més, el compensador estàtic inclou un sistema de control i protecció format per blocs de tiristors per a control i protecció de relés, així com un mòdul de refrigeració de tiristors.

Unitats amb regulació de pas

Una instal·lació de regulació de pas inclou diversos trams, de manera que, si cal, per ajustar la intensitat, la tensió o la potència reactiva, seria possible desconnectar o connectar un o l'altre tram. La instal·lació conté un banc de condensadors, un reactor, un circuit d'extinció i un interruptor principal.

El més important en el disseny d'un mòdul condensador amb regulació de pas és organitzar correctament la limitació de sobretensions i corrents en els moments de connexió i desconnexió de trams. Els processos transitoris són un factor en la reduïda fiabilitat d'aquestes instal·lacions.

Compensació capacitiva longitudinal — UPC

Per reduir la influència del component inductiu de la xarxa de tracció i del transformador sobre la tensió dels pantògrafs de locomotores elèctriques, s'utilitzen instal·lacions de compensació capacitiva longitudinal, és a dir, els condensadors es connecten en sèrie amb ells.

A les subestacions de tracció a Rússia, les instal·lacions de compensació longitudinal es col·loquen a les línies d'aspiració, on aquestes instal·lacions augmenten la tensió, ajuden a eliminar els efectes de l'avanç o retard de fase, afavoreixen la simetria de tensió a corrents iguals en els braços, redueixen la classe de tensió de l'equip i generalment simplifica el disseny de la instal·lació.

La figura mostra una d'aquestes seccions. Aquí, a través de condensadors i una resistència, mitjançant un interruptor de tiristor, la tensió es subministra als bobinats de baixa tensió de dos transformadors connectats en sèrie. Els bobinats d'alta tensió d'aquests transformadors estan connectats en direccions oposades. En el moment del curtcircuit, la tensió dels condensadors de la instal·lació augmenta. I tan bon punt la tensió arriba al nivell de configuració, l'interruptor del tiristor s'obre, l'arc s'encén immediatament al descàrrega i continua cremant fins que el contactor de buit es tanca durant una fracció de segon.

Aquests paràmetres ajuden a reduir les fluctuacions de tensió en els pantògrafs i fan que les tensions de bus siguin simètriques. Els desavantatges inclouen les condicions de funcionament més difícils dels condensadors, en relació amb les quals instal·lacions d'aquest tipus requereixen una protecció ultraràpida. El millor és utilitzar CPC juntament amb KU.