Читать книгу Compensación de potencia reactiva en sistemas de distribución - Oscar Danilo Montoya Giraldo, Alejandro Garcés Ruiz, Alejandro Garcés - Страница 17

Una consecuencia directa del carácter constante de la potencia trifásica en condiciones balanceadas y sinusoidales, es la posibilidad de construir un compensador sin necesidad del uso de dispositivos con almacenamiento de energía. En el caso monofásico, la compensación de potencia reactiva se realiza mediante el almacenamiento de energía en medio ciclo de la onda de potencia para ser inyectado en el siguiente semiciclo como se muestra en la región sombreada de la figura 2.1, esta acción de almacenamiento la puede realizar un capacitor adecuadamente dimensionado.

La potencia reactiva en un sistema trifásico puede ser generada sin necesidad de utilizar un dispositivo con almacenamiento de energía, pues mientras en una fase la potencia reactiva es positiva en las demás es negativa manteniendo un perfecto balance entre fases, esto significa que para compensar la potencia reactiva en un sistema trifásico basta con ubicar un dispositivo capaz de redistribuir la potencia reactiva entre fases. Este dispositivo debe ser no lineal pues la cantidad de reactivos en cada fase es oscilante. Un caso específico es la compensación paralelo o shunt ampliamente utilizada en sistemas de distribución para reducir o eliminar el flujo de potencia reactiva. El mismo dispositivo puede ser servir además para reducir la distorsión armónica de corriente usando una apropiada estrategia de control.

La figura 2.3 muestra esquemáticamente un compensador paralelo, en éste se tiene un sistema trifásico de cuatro hilos con tensión v_k, donde k indica cada una de las tres fases del sistema. Una carga no lineal es conectada a esta red consumiendo una corriente i_k desbalanceada y con contenido armónico, la potencia nominal de la carga no lineal es lo suficientemente baja como para no influir en el valor de la tensión v_k. En otras palabras, el sistema puede ser modelado como una red fuerte. Un compensador o filtro activo es conectado en paralelo al sistema descrito, éste inyecta una corriente i_qk con el objetivo de mejorar la calidad de la corriente vista desde la red (i_k – i_qk). El valor de la corriente de compensación depende del esquema de compensación utilizado como se mostrará más adelante, éste puede ir desde la simple compensación del factor de potencia hasta la eliminación total de la distorsión armónica. En el último caso puede ser necesario algún grado de almacenamiento de energía por parte del compensador, pues como se mostró en la sección anterior, la potencia trifásica en condiciones no sinusoidales es oscilante.

Figura 2.3: Representación esquemática de las tensiones y corrientes involucradas en el modelo de compensación