Qué es un Condensador Sincrónico?
Un condensador sincrónico es una máquina eléctrica rotativa, generalmente de gran capacidad, que ayuda a controlar la red eléctrica, independientemente del tipo de generación de energía disponible (solar, eólica, hidroeléctrica, térmica, etc.) y del nivel de demanda (carga alta, carga baja, etc.).
Contribuye con la inercia del sistema, con la capacidad de cortocircuito y con el control de la tensión y potencia reactiva. Es una opción rentable en comparación con otras opciones como bancos de condensadores, bancos de reactores, STATCOM, SVC y otras.
El condensador forma parte de la familia de máquinas sincrónicas. La diferencia es que el condensador no genera energía como un generador ni produce trabajo como un motor. El condensador consume una pequeña cantidad de energía de la red (potencia activa) para mantener su funcionamiento.
Normalmente se instala en una subestación y puede estar ubicado cerca de plantas de generación de energía (parques eólicos, solares, etc.), en la red de transmisión, en la de distribución o incluso en zonas industriales.
Con potencias de 10 MVA hasta más de 300 MVA, estas máquinas son construyedas con polos salientes, aunque también pueden tener polos lisos.
Como son máquinas sincrónicas, los condensadores requieren una fuente de corriente continua para alimentar el devanado de campo (devanado del rotor), que puede ser alimentado por un excitador estático (con escobillas) o un excitador sin escobillas. ¡Aquí es donde entra en juego un RTX POWER para cada compensador!
Gracias a su construcción, con polos salientes, permite operar con corriente de excitación nula o incluso negativa. ¡Un RTX POWER que opera en cuatro cuadrantes es la solución!
Sistema de Excitación de Cuatro Cuadrantes
para Condensadores Sincrónicos
La creciente entrada en operación de grandes plantas solares y eólicas ha puesto la necesidad de que el sistema de potencia encuentre formas de aumentar el nivel de cortocircuito, mejoren el control de la tensión y la potencia reactiva, y aumenten la inercia.
Una alternativa eficiente, económica y técnicamente viable es la instalación de Condensadores Sincrónicos.
Los condensadores sincrónicos pueden tener características constructivas específicas, permitiendo que la excitación se produzca en sentido positivo (excitación tradicional) pero también en el sentido inverso (excitación negativa). Se trata de un Sistema de Excitación que opera en cuatro cuadrantes.
Principio de Funcionamiento
La figura presenta la estructura de potencia del sistema de excitación de cuatro cuadrantes, compuesto por dos puentes rectificadores trifásicos conectados en antiparalelo.
Se toma como referencia la polaridad de la tensión aplicada a la carga Z. Los cuadrantes que intervienen en el funcionamiento de esta estructura se muestran a continuación:
Inicialmente, la corriente que circula por la carga Z (campo generador) proviene del puente positivo (P), que suministra a la carga una tensión positiva (cuadrante I). Al final del proceso, la corriente circulará en sentido contrario, siendo suministrada por el puente negativo (N), con una tensión negativa en la carga (cuadrante III). La figura presenta dos fases durante el funcionamiento, que ilustran estos dos pasos.
En el sistema de excitación de cuatro cuadrantes, el puente positivo corresponde a la corriente de campo directo y puede operar durante condiciones transitorias del sistema, o incluso en caso de autoexcitación, con una tensión de campo negativa (cuadrante II). De forma similar, el puente negativo puede operar temporalmente con tensión de campo positiva (cuadrante IV), manteniendo la dirección de la corriente de campo inversa.
La dificultad en el proceso de inversión de corriente mediante puentes antiparalelos reside en detectar con precisión la extinción completa de la corriente en el puente positivo antes de liberar los pulsos de control al puente negativo, y viceversa. Una conmutación incorrecta provoca cortocircuitos en los convertidores, abriendo posteriormente los fusibles.
Experiencia
REIVAX ha dominado este proceso de inversión de corriente en sistemas de excitación de cuatro cuadrantes, y uenta con controladores RTX POWER en las máquinas más grandes de Latinoamérica.