Sistemas de transmisión flexible de CA (FACTS) ¿Qué y por qué?
HECHOS es la sigla de Flexible AC Transmission Systems y se refiere a un grupo de recursos utilizados para superar ciertas limitaciones en la capacidad de transmisión estática y dinámica de las redes eléctricas. El IEEE define los FACTS como sistemas de transmisión de corriente alterna que incorporan controladores basados en la electrónica de potencia y otros controladores estáticos para mejorar la capacidad de control y la capacidad de transferencia de potencia. La finalidad principal de estos sistemas es suministrar a la red lo más rápidamente posible una potencia reactiva inductiva o capacitiva adaptada a sus necesidades particulares, mejorando al mismo tiempo la calidad de la transmisión y la eficiencia de la sistema de transmisión de energía.
Características de los sistemas de transmisión flexible de CA (FACTS)
- Regulación rápida del voltaje,
- Aumento de la transferencia de energía a través de largas líneas de CA,
- Amortiguación de las oscilaciones de potencia activa, y
- Flujo de carga control en los sistemas de malla,
De esta manera se mejora significativamente la estabilidad y el rendimiento de los sistemas de transmisión actuales y futuros.
Es decir, con Sistemas de transmisión flexible de CA (FACTS)Las empresas eléctricas podrán utilizar mejor sus redes de transmisión existentes, aumentar sustancialmente la disponibilidad y fiabilidad de sus redes de líneas y mejorar la estabilidad de las redes tanto dinámicas como transitorias, asegurando al mismo tiempo una mejor calidad de suministro.
Influencia del flujo de energía reactiva en el voltaje del sistema de energía
Compensación de la energía reactiva en el sistema de transmisión de energía
La carga de consumo requiere una potencia reactiva que varía continuamente y aumenta las pérdidas de transmisión mientras afecta al voltaje de la red de transmisión. Para evitar que se produzca una carga inaceptablemente alta voltaje o la carga de consumo de compensación de energía reactiva requiere una energía reactiva que varía continuamente y aumenta las pérdidas de transmisión mientras afecta al voltaje de la red de transmisión. Para evitar las inaceptables fluctuaciones de voltaje o los fallos de energía que pueden resultar, esta potencia reactiva, debe ser compensada y mantenida en equilibrio. El sitio web componentes pasivos como reactores o condensadoresasí como las combinaciones de las dos que suministran energía reactiva inductiva o capacitiva, pueden realizar esta función. Cuanto más rápida y precisa sea la compensación de la potencia reactiva, más eficazmente se podrán controlar las diversas características de transmisión. Por esta razón, los componentes rápidos controlados por tiristores y los componentes controlados por tiristores están reemplazando casi estos componentes mecánicos lentos. En caso de fallos del propietario, esta potencia reactiva debe ser compensada y mantenida en equilibrio.
Efectos del flujo de energía reactiva
Flujo de energía reactiva tiene los siguientes efectos:
- Aumento de las pérdidas del sistema de transmisión
- Añadiendo a planta de energía instalaciones
- Añadiendo a los costos de operación
- Influencia importante en la desviación del voltaje del sistema
- Degradación del rendimiento de la carga bajo voltaje
- Riesgo de rotura del aislamiento por sobretensión
- Limitación de la transferencia de energía
- Límites de estabilidad constante y dinámica
Paralelo y serie
| Escriba | Nivel de cortocircuito | Ángulo de fase de transmisión | Voltaje de estado estable | Tensión después del rechazo de la carga | Aplicación |
 |
casi sin cambios | ligeramente incrementado | aumento de | alto | estabilización de la tensión con una carga pesada |
 |
casi sin cambios | ligeramente incrementado | disminuido | bajo | estabilización del voltaje con carga ligera |
 |
casi sin cambios | controlado | controlado | limitado por el control | control de voltaje rápido control de potencia reactiva amortiguación de las oscilaciones de potencia |
La figura muestra los dispositivos de compensación de derivación más comunes de hoy en día, su influencia en los parámetros de transmisión más importantes y las aplicaciones típicas.
Fig..: La ecuación de potencia activa/ángulo de transmisión ilustra qué componentes FACTS influyen selectivamente en qué parámetros de transmisión.
Protección y control de HECHOS
Para mejorar aún más la gestión de la redundancia, hemos desarrollado módulos especiales que complementan el sistema de automatización estándar de SIMATIC TDC. Otro nuevo módulo en el armario de instrumentación y control se encarga de emitir señales de disparo a las válvulas de los tiristores. En total, SIMATIC TDC, con su alta densidad de integración, ocupa mucho menos espacio en la planta que la tecnología anterior. No obstante, el uso de SIMATIC TDC no se limita a los nuevos HECHOS. Gracias a su diseño de interfaz flexible, puede sustituir fácilmente los sistemas existentes. En este caso, los valores de medición de las plantas existentes se integran en el nuevo sistema de control y se siguen procesando. Debido a que requiere tan poco espacio, por la nueva tecnología, podemos incluso configurar en paralelo con el sistema C y P existente para integrar el HECHOS con el menor retraso posible.
Interfaz hombre-máquina
La interfaz entre el operador y la planta
(HMI = Interfaz Hombre-Máquina) es el estándar
Sistema de visualización SIMATIC Win CC, que simplifica aún más el manejo y facilita la adaptación de las interfaces gráficas de usuario a las necesidades de los operadores.
Hardware para el control y la protección
Siemens ofrece lo último en control y protección para FACTS el probado sistema de automatización SIMATIC TDC (Technology and Drive Control). SIMATIC TDC se utiliza en todo el mundo en casi todos los sectores y ha demostrado su eficacia en la ingeniería de producción y procesos, así como en muchas aplicaciones de HVDC y FACTS. El personal operativo y los ingenieros de planificación de proyectos trabajan exclusivamente con una plataforma de hardware y software estandarizada y universal, lo que les permite realizar tareas exigentes con mayor rapidez. Una de las principales consideraciones en el desarrollo de este sistema de automatización fue asegurar el más alto grado de disponibilidad de los FACTS, por lo que todos los sistemas de control y protección, así como los enlaces de comunicación, se configuran de forma redundante (si el cliente lo solicita).
La nueva tecnología de instrumentación y control también permite el uso de un registrador de fallas de alto rendimiento que funciona a una velocidad de muestreo de 25 kHz. La nueva tecnología de instrumentación y control reduce el período entre el registro de la falla y la impresión del informe de la falla de varios minutos (antes) a 10 segundos (ahora).
Conversor de HECHOS
Tiristores de disparo de luz LTT
Tiristores son un elemento clave en el control (encendido y apagado) de los componentes pasivos en los sistemas de compensación de energía reactiva. El sistema de activación de luz directa desarrollado por Siemens activa los tiristores con un pulso de luz que dura 10 microsegundos y tiene una potencia máxima de 40 mil vatios. El dispositivo también incorpora una protección contra sobretensiones, de modo que se autoprotege si la tensión de avance supera el límite máximo permitido. El pulso de luz es transportado por fibra óptica a potencial de tierra directamente desde el control de la válvula hasta la puerta del tiristor. La tecnología convencional de válvulas de tiristores de alto voltaje utiliza tiristores activados eléctricamente, que necesitan un pulso con una potencia máxima de varios vatios. El equipo electrónico colocado junto a cada tiristor genera este pulso. A su vez, este equipo electrónico, que necesita una fuente de alimentación auxiliar, se activa al potencial de tierra mediante señales ópticas del control de la válvula. La sustitución del disparo de luz directa por este equipo electrónico reduce el número de componentes eléctricos y electrónicos en la válvula del tiristor y, en consecuencia, la posibilidad de fallo en alrededor del 80 por ciento, lo que mejora la fiabilidad y elimina los problemas asociados con la compatibilidad electromagnética. El otro hecho importante de la nueva tecnología de los tiristores es que la disponibilidad a largo plazo de los componentes electrónicos para su sustitución durante un período de al menos 30 años ya no es un problema.
Las válvulas de los tiristores de Siemens se ensamblan con tiristores de 4 o 5 pulgadas, dependiendo de la capacidad de transporte de corriente. actual requerido. La tecnología de los tiristores ha estado en constante desarrollo desde principios del decenio de 1960. En la actualidad, los tiristores pueden manejar de forma segura y económica tensiones de bloqueo de hasta 8 kilovoltios y corrientes nominales de hasta 4.200 amperios.
