¿Qué es el eliminador de armónicos de la red eléctrica, el reactor en tándem de alto-voltaje?

Escondido en la red eléctrica hay un grupo invisible de armónicos-alborotadores. Son generados por cargas no lineales como convertidores de frecuencia, rectificadores y arco eléctrico, mezcladas con corrientes de alta-frecuencia como los armónicos 5, 7 y 11, distorsionan las formas de onda de voltaje, provocan el sobrecalentamiento y el envejecimiento de los equipos y, a menudo, provocan la "muerte" de los bancos de condensadores. Las resistencias en serie de alto-voltaje son trampas silenciosas diseñadas específicamente para eliminar estos armónicos.
¿De dónde vienen los armónicos y por qué hay que eliminarlos?
Idealmente, la corriente de la red eléctrica debería ser una onda sinusoidal pura de 50 Hz. En realidad, sin embargo, muchos dispositivos electrónicos-cortan la corriente en formas irregulares, produciendo una gran cantidad de elementos armónicos de alto-orden. Una vez que estas corrientes armónicas fluyen hacia los bancos de capacitores, las consecuencias son graves -: la impedancia del capacitor a los armónicos de alta frecuencia es extremadamente baja, lo que hace que la corriente armónica se amplifique enormemente, lo que provoca que el capacitor se sobrecaliente, se rompa el aislamiento e incluso resuene. Lo que es más peligroso, el banco de condensadores puede inyectar armónicos en la red, creando un "efecto de amplificación armónico" que degrada la calidad de la electricidad en toda la región.
Eso es lo que hacen los reactores en tándem de alto-voltaje.
Su arma principal: el "juego de frecuencias" entre inductancia y capacitancia
Sin embargo, el diseño del reactor en serie de alto voltaje es precisamente "anti-resonancia". Al seleccionar una tasa de reactancia adecuada (generalmente 1%, 4,5%, 5%, 6%, 12%, etc.). --la frecuencia de resonancia del circuito en serie puede ser menor que la frecuencia armónica más baja (por ejemplo,. 250 Hz para 5 armónicos), lo que hace que el circuito tenga una alta impedancia armónica y bloquea efectivamente la corriente armónica. Por ejemplo, cuando la tasa de respuesta es del 12%, el punto de resonancia es de aproximadamente 204 Hz, suprimiendo eficazmente los armónicos de magnitud 5 y superiores. Esta es la configuración más comúnmente utilizada para suprimir el quinto armónico.
No sólo es un "asesino armónico", sino que también es un dispositivo versátil.
La supresión de armónicos es sólo la tarea principal, no la única función, del reactor en serie de alta tensión.
En primer lugar, limita el chorro. Cuando el banco de condensadores está cerrado, la corriente de entrada puede alcanzar decenas o incluso cientos de veces la corriente nominal. A través de sus características inductivas, el reactor en serie reduce la corriente de entrada máxima a un rango controlable y protege los condensadores y el equipo de conmutación.
En segundo lugar, suprime las sobretensiones operativas. Debido al efecto de amortiguación del reactor, las sobretensiones transitorias producidas por la operación del interruptor se reducen considerablemente y el margen de seguridad del equipo mejora considerablemente.
En tercer lugar, en el campo del voltaje ultra-alto, los reactores en serie de 220 kV y superiores también soportan la carga de limitar la corriente de cortocircuito-. El reactor en serie limitador de corriente de la subestación Shanghai Sijing de 500 kV tiene una corriente nominal de 2400 A y una impedancia nominal de 14 Omega. El proyecto de 500 kV en la central hidroeléctrica Brasil Tucurui limitó aún más las corrientes de cortocircuito-a 40 kA; La estructura seca hueca pesaba sólo 13 toneladas pero resistió una prueba de estabilidad térmica de 20 kA/2 s.
Núcleo seco, duradero;
En la actualidad, la mayoría de los reactores de las series CKSC y CKSG ampliamente utilizados en sistemas de 6~35 kV son estructuras de núcleo seco, apiladas con láminas de acero al silicio laminadas en frío-de alta-calidad, impregnadas al vacío y tostadas en caliente-. Tienen un aumento de temperatura de funcionamiento más bajo y poco ruido (menor o igual a 30 dB), pueden funcionar durante más tiempo en entornos de -25 grados a +45 grados y tienen décadas de vida útil sin mantenimiento.
Así que la próxima vez que escuche esos convertidores de frecuencia zumbando en la red eléctrica, recuerde- los reactores en tándem de alto- voltaje están capturando silenciosamente cada armónico que intenta contaminar la forma de onda, protegiendo la pureza y seguridad de toda la red eléctrica. Es discreto pero indispensable.