Decenas de miles de amperios de corriente de cortocircuito--¿puede un reactor detenerlos? —El principio básico de la limitación de corriente en serie.

En caso de cortocircuito, la corriente puede alcanzar decenas de miles de amperios en milisegundos. ¿Qué significa este número? Eso significa que un transformador normal se quemaría instantáneamente, el disyuntor podría ni siquiera tener tiempo de tropezarse y todo en el autobús estaría al borde del colapso. Lo que suele detener a la bestia es un reactor en serie silencioso. ¿Cómo hace eso?
Principio básico: la inductancia es esencialmente un "freno" de la corriente.
Cuando se produce un cortocircuito, la corriente aumenta bruscamente y la reactancia inductiva del reactor "aumenta" inmediatamente, produciendo una enorme caída de voltaje ΔV=I × XL. Esta caída de voltaje absorbe la mayor parte del voltaje en el cortocircuito directamente e inhibe efectivamente la corriente máxima que fluye a través del disyuntor y el equipo aguas abajo. Al mismo tiempo, dado que la caída de voltaje ocurre principalmente en todo el reactor, el voltaje restante en la barra colectora se mantiene en un nivel relativamente alto, lo que permite que el equipo del usuario en la línea libre de fallas-funcione de manera constante.
En resumen: las corrientes de cortocircuito-no son "eliminadas" sino "llevadas" por los reactores.
Reactor dividido: no visible en condiciones normales, visible cuando está en cortocircuito-.
Los reactores en serie ordinarios tienen la característica embarazosa de que también consumen potencia reactiva y generan caídas de voltaje cuando funcionan normalmente. Los reactores divididos son mucho más inteligentes. Tienen un grifo central conectado a la fuente de alimentación y dos ramas conectadas aproximadamente a la misma carga. En funcionamiento normal, la corriente en ambos brazos fluye en direcciones opuestas y la inductancia mutua hace que la reacción equivalente sea solo la mitad del tamaño de un reactor de un solo-brazo, lo que resulta en una baja caída de voltaje, bajas pérdidas y casi-invisibilidad. Una vez que el cortocircuito-del brazo único, el aumento de corriente del brazo único, la inductancia mutua se satura, la reactancia equivalente del reactor salta inmediatamente al valor del brazo único, para maximizar el efecto limitador de flujo.
Esta característica "normalmente libre de problemas-pero apta para emergencias-" ha llevado al uso generalizado de reactores divididos en sistemas de energía auxiliares de plantas de energía y subestaciones de 10-35 kV.
Logro-del mundo real: un sistema de 500 kV resistió 40 kA.
No creas que esto es sólo teoría. En la central hidroeléctrica de Tucurui en Brasil, el sistema de 500 kV conectó las líneas de bus de las fases I y II al reactor de flujo restringido-, limitando con éxito la corriente de cortocircuito-a menos de 40 kA. En el proyecto Fumas de Brasil, el sistema de 345 kV instaló dos reactores de flujo limitado-en el alimentador de la subestación MOGI, que estabilizaron la corriente de cortocircuito-del sistema. En el sistema de 345 kV de Nueva York, cuatro reactores-de flujo limitado en las líneas MS1/52 y 71/72 controlan las corrientes de cortocircuito-dentro de la capacidad de corte del disyuntor. Estos son ejemplos-del mundo real de niveles de presión ultra-altos, no solo números de laboratorio.
En la subestación doméstica de 500 kV, el reactor limitador de corriente en serie-instalado en la subestación Shijing de Shanghai tiene una corriente nominal de 2400 A y una impedancia nominal de 14 omega, que controla con éxito la corriente de cortocircuito de menos de 50 kA.
El costo también es claro: no es un almuerzo gratis.
Los reactores en serie son un dispositivo limitador de corriente incontrolado y no se requieren mecanismos de control adicionales. Sus mayores ventajas son operación simple, seguridad, confiabilidad, mantenimiento conveniente y larga vida útil. Sin embargo, los costes también son reales: cuando se unen al sistema, aumentan la pérdida de potencia reactiva y activa y pueden provocar caídas de tensión bajo cargas pesadas. El coste de fabricar una sola unidad se acerca a los 10 millones de dólares. Cuando la corriente de cortocircuito es demasiado alta, es posible que el reactor por sí solo no pueda suprimirla por completo; debe combinarse con una combinación de capas y particiones de red y segmentación de autobuses.
Entonces, ¿puede un solo reactor soportar corrientes de cortocircuito-de decenas de miles de amperios? Sí, pero no es un héroe solitario; al contrario, es la barrera más fuerte y silenciosa del sistema limitador actual-de la red eléctrica.