¿Por qué es necesario conectar un inductor en serie cuando se realiza la compensación de condensadores en paralelo?

En los campos de los sistemas de energía y la distribución de energía industrial, los capacitores paralelos se utilizan para mejorar el factor de potencia, estabilizar el voltaje de la red y reducir las pérdidas de línea. Sin embargo, los observadores notarán que en aplicaciones prácticas, estos condensadores no están conectados directamente a la red, sino que están conectados en serie con un reactor para formar un todo antes de ponerse en funcionamiento. Este diseño no es en modo alguno redundante; más bien, es una medida crucial para garantizar el funcionamiento seguro, estable y eficiente del sistema de compensación. Las principales razones de esto son las siguientes:

Ⅰ. Suprimir la sobrecorriente de cierre para garantizar la seguridad del equipo.

1. Daño: El enorme aumento de corriente (hasta varias decenas o incluso cientos de veces la corriente nominal del condensador) provocará graves efectos electrodinámicos y térmicos en el propio condensador, el dispositivo de conmutación (contactor o disyuntor) y el equipo eléctrico conectado, acortando la vida útil del equipo e incluso provocando daños.

2. La función del reactor: El reactor en serie aumenta la impedancia total del circuito (XL=ωL). En el instante de cerrar el interruptor, la sobrecorriente de alta-frecuencia hará que la reactancia inductiva (XL) del reactor se vuelva muy grande, limitando y amortiguando efectivamente la amplitud y frecuencia de la sobrecorriente, manteniéndola dentro de un rango seguro (generalmente las especificaciones requieren que se limite a 5 a 10 veces la corriente nominal o menos), protegiendo todo el dispositivo de compensación y el equipo de la red eléctrica.

II. Prevenir la amplificación armónica y evitar la resonancia del sistema.

En las redes eléctricas modernas, existen numerosas corrientes armónicas generadas por cargas no-lineales, como convertidores de frecuencia y rectificadores. Estos armónicos suponen una seria amenaza para el sistema de compensación de condensadores.

La función del reactor - desfasado--: La finalidad de un reactor en serie es alterar deliberadamente la frecuencia de resonancia del circuito LC, para evitar que coincida con las principales frecuencias armónicas presentes en la red eléctrica (normalmente 5.º, 7.º, 11.º, 13.º, etc.), evitando así la aparición de resonancia.

III. Absorber sub-armónicos específicos para mejorar la calidad de la energía (función avanzada)

1. Función: Al diseñar con precisión la inductancia del reactor, se hace que resuene en serie con el capacitor a una frecuencia sub-armónica específica (por ejemplo, sintonizado para resonar con la frecuencia armónica 4.7). Para este sub-armónico, la impedancia del circuito en serie LC es extremadamente baja, asemejándose a una "autopista", que puede atraer y absorber (desviar) activamente la corriente de este sub-armónico de la red eléctrica, evitando así que se inyecte en la red eléctrica de nivel-superior.

2. Resultado: Esta configuración no solo protege el condensador sino que también realiza una función de filtrado, mejorando activamente la calidad eléctrica de la red eléctrica. Este dispositivo suele denominarse filtro sintonizado.

Jinneng electricoReactores-de filtro de armónicos con núcleo de hierronormalmente equipados para-bancos de filtros armónicos cerrados de metal. Están sintonizados según sea necesario para la aplicación. En la mayoría de las aplicaciones, los reactores sintonizan el banco de capacitores a una frecuencia cercana al quinto armónico (es decir, . 270 hercios). En sistemas con perfiles de impedancia complejos, o sistemas con grandes dispositivos productores de armónicos, los reactores pueden sintonizar el banco de capacitores a varias frecuencias diferentes entre el segundo y el vigésimo quinto armónico.