TRANSFORMADORES DEFASADORES

TRANSFORMADORES DESFASADORES

También conocidos como elevadores de cuadratura son un tipo especializado de transformador usado para controlar el flujo de la potencia real en líneas de transmisión trifásicas. Para una línea de transmisión de corriente alterna, el flujo de potencia a través de la línea es proporcional al seno de la diferencia en el ángulo de fase entre el final de la línea emisora y la receptora. Donde circuitos paralelos de diferente capacidad existen entre dos puntos en una red de transmisión (por ejemplo, una línea aérea y un cable subterráneo), la directa manipulación de los ángulos de fase permite el control de la división del flujo de potencia entre las vías, previniendo una sobrecarga. Los elevadores de cuadratura proveen también medios de aliviar sobrecargas en circuitos altamente congestionados y redirigirlos hacia caminos más favorables. El costo capital de un equipo de estos puede ser alto, tanto como cuatro o seis millones de libras (6-9 millones de dólares) para capacidades aproximadas de 2 GVA. Como sea, la utilidad para los operadores de transmisión en flexibilidad y en velocidad de operación, particularmente ahorros en permitir un mayor despacho económico de generación, pueden recuperar fácilmente el costo de adquisición.

MÉTODO DE OPERACIÓN Por medio de un voltaje derivado de la fuente que al principio tiene un desfasamiento de 90 grados (Por eso está en cuadratura), y entonces reaplicado a esto, un ángulo de fase pasa a través del elevador de cuadratura. Y éste induce al ángulo de fase que afecta el flujo de potencia a través de circuitos especificados.

ARREGLO Un transformador desfasador típicamente consiste en dos transformadores separados: una unidad de shunt y una unidad en serie. La unidad de shunt tiene sus devanados conectados a través de las fases, por lo que produce voltajes desfasados 90 grados con respecto a la fuente. Su salida es entonces aplicada como entrada de la unidad serie, y está debido a que su devanado secundario está en serie con su devanado primario, suma el componente desfasado. El voltaje total es por lo tanto el vector suma del voltaje de la fuente y los 90 grados del componente de cuadratura. Las conexiones Tap en la unidad de shunt, permiten controlar la magnitud del componente en cuadratura, y entonces la magnitud de fase se cambia en el elevador de cuadratura. El flujo en el circuito que contiene el elevador de cuadratura puede ser aumentado o disminuido (aumentando o disminuyendo el número de Tap respectivamente). Sujeto a las condiciones del sistema, el flujo puede ser puede incluso contenido lo suficiente para regresar de su dirección neutral de Tap. Diagrama unifilar simplificado de un elevador de cuadratura.

En el diagrama siguiente se muestra el efecto del cambio de Taps en el elevador de cuadratura en un sistema de generación de carga teórico de 100 MW con dos líneas de transmisión paralelas, una de las cuales posee un elevador de cuadratura (sombreado en gris), con un rango de Taps del 1 al 19. En la imagen de la izquierda el elevador de cuadratura está en la posición central de Tap (10) y tiene un ángulo de fase de 0 grados. Esto entonces no afecta el flujo de potencia a través de su circuito y ambas líneas están igualmente cargadas con 50MW. En la imagen de la derecha se muestra la misma red con el elevador de cuadratura con la posición Tap más baja por lo que se contiene el flujo de potencia. El ángulo de fase negativo resultante tiene una divergencia de cargas de 23MW en el circuito paralelo, mientras que la carga total suministrada es invariable de 100MW. (Note que los valores usados son hipotéticos; los ángulos de fase actuales y la transferencia de carga dependerá de los parámetros del elevador de cuadratura y de las líneas de transmisión.