compensação capacitiva

A compensação de potência reativa obtida com uma carga capacitiva adicional é chamada de compensação capacitiva. Este tipo de compensação é tradicional para subestações de tração CA na Federação Russa, onde desta forma é possível aumentar significativamente a eficiência dos equipamentos e reduzir perdas.

Por exemplo, o rendimento do transporte elétrico ferroviário é bastante aumentado devido à compensação capacitiva da potência reativa, ou seja, através do uso de blocos de capacitores. E como a tensão da rede muda de uma forma ou de outra, os bancos de capacitores devem ser ajustados. A compensação capacitiva pode ser longitudinal, transversal e longitudinal-transversal, que serão descritas em detalhes mais adiante no texto.

Compensação capacitiva lateral - KU

A compensação do lado capacitivo refere-se à redução do componente de corrente reativa devido à conexão de uma fonte de energia reativa adicional diretamente à carga. Os bancos de capacitores personalizados incluem não apenas capacitores, mas também reatoresconectados em série ou paralelo com capacitores. Dispositivos de passo permitem desligar e ligar passos individuais do capacitor ou até mesmo alterar o esquema de conexão do dispositivo.

Unidades condensadoras reguladas com reatores

Se um reator controlado for conectado em paralelo ao banco de capacitores, a potência reativa total dessa usina de capacitores será igual à diferença entre as potências reativas do reator e a capacitância. Em particular, se a potência reativa do banco de capacitores for igual à potência reativa do reator, a usina como um todo não gerará nenhuma potência reativa.

Ao ajustar os parâmetros do reator, reduzindo sua potência de acordo, a potência reativa gerada por todo o banco de capacitores é aumentada. O estado do reator é regulado ajustando a saturação do aço do circuito magnético quando este é magnetizado transversalmente ou longitudinalmente por corrente contínua. Hoje, a deflexão transversal dos reatores não é mais usada devido à natureza antieconômica dessa abordagem.

Hoje, em quase todas as redes, a partir de 35 kV, os reatores são regulados tiristores… A magnitude da corrente do reator de zero a nominal é definida em tais circuitos através do ângulo de ignição dos tiristores. Este método de controle dos reatores é bastante confiável, embora envolva com a presença de harmônicos mais altos, que devem ser eliminados por filtros com harmônicos ímpares.

Para reduzir a tensão com a qual os tiristores operam aqui, um reator-transformador é usado ou um banco de capacitores e um circuito com tiristores são conectados por meio de um transformador abaixador (autotransformador).

A figura mostra um diagrama de um compensador tiristor estático com um grupo de reatores, que é controlado por tiristores e possui circuitos compensadores de filtragem. Em geral, o compensador inclui:

• grupo tiristor-reator monofásico, que permite uma regulação suave da potência reativa;

• um circuito de compensação de filtro que serve como filtro com harmônicos mais altos e fonte de potência reativa;

• Um filtro passa-baixo que reduz o efeito destrutivo dos fenômenos de ressonância para o compensador tiristorizado.

Além disso, o compensador estático inclui um sistema de controle e proteção composto por blocos de tiristores para controle e proteção do relé, bem como um módulo de resfriamento do tiristor.

Unidades com regulagem de passo

Uma instalação de regulação de degraus inclui várias seções, de modo que, se necessário, para ajustar a corrente, tensão ou potência reativa, seria possível desconectar ou conectar uma ou outra seção. A instalação contém um banco de capacitores, um reator, um circuito de extinção e um interruptor principal.

O mais importante no projeto de um módulo capacitor com regulação por degraus é organizar corretamente a limitação de sobretensões e correntes nos momentos de conexão e desconexão de trechos. Processos transitórios são um fator na confiabilidade reduzida de tais instalações.

Compensação capacitiva longitudinal — UPC

Para reduzir a influência do componente indutivo da rede de tração e do transformador na tensão dos pantógrafos das locomotivas elétricas, são utilizadas instalações de compensação capacitiva longitudinal, ou seja, capacitores são conectados em série com eles.

Nas subestações de tração na Rússia, instalações de compensação longitudinal são colocadas em linhas de sucção, onde essas instalações aumentam a tensão, ajudam a eliminar os efeitos de avanço ou atraso de fase, promovem a simetria de tensão em correntes iguais nos braços, diminuem a classe de tensão do equipamento e geralmente simplificam o projeto de instalação.

A figura mostra uma dessas seções. Aqui, por meio de capacitores e um resistor, por meio de uma chave tiristorizada, a tensão é fornecida aos enrolamentos de baixa tensão de dois transformadores conectados em série. Os enrolamentos de alta tensão desses transformadores são conectados em direções opostas. No momento do curto-circuito, a tensão nos capacitores da instalação aumenta. E assim que a tensão atinge o nível de ajuste, o interruptor do tiristor abre, o arco acende imediatamente no descarregador e continua a queimar até que o contator a vácuo feche por uma fração de segundo.

Essas configurações ajudam a reduzir as flutuações de tensão nos pantógrafos e tornam as tensões do barramento simétricas. As desvantagens incluem as condições de operação mais difíceis dos capacitores, em conexão com as quais instalações desse tipo requerem proteção ultrarrápida. É melhor usar o CPC junto com o KU.