Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Indice de contenidos
Sistemas de transmisión de CA flexibles (FACTS): ¿qué y por qué?
FACTS es el acrónimo 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 FACTS como sistemas de transmisión de corriente alterna que incorporan controladores basados en electrónica de potencia y otros controladores estáticos para mejorar la capacidad de control y la capacidad de transferencia de potencia. El objetivo principal de estos sistemas es suministrar a la red, lo más rápidamente posible, potencia reactiva inductiva o capacitiva adaptada a sus requisitos particulares, mejorando al mismo tiempo la calidad de transmisión y la eficiencia del sistema de transmisión de potencia .
Características de los sistemas de transmisión de CA flexibles (FACTS)
- Regulación rápida de voltaje,
- Mayor transferencia de energía a través de largas líneas de CA,
- Amortiguación de oscilaciones de potencia activa, y
- Control de flujo de carga en sistemas mallados,
De este modo, se mejora significativamente la estabilidad y el rendimiento de los sistemas de transmisión existentes y futuros.
Es decir, con los Sistemas Flexibles de Transmisión de CA (FACTS) , las compañías eléctricas podrán utilizar mejor sus redes de transmisión existentes, aumentar sustancialmente la disponibilidad y confiabilidad de sus redes de línea y mejorar la estabilidad de la red tanto dinámica como transitoria al tiempo que aseguran una mejor calidad de suministro.
Influencia del flujo de potencia reactiva en el voltaje del sistema de potencia
Compensación de potencia reactiva en el sistema de transmisión de potencia
La carga del consumidor requiere potencia reactiva que varía continuamente y aumenta las pérdidas de transmisión al tiempo que afecta el voltaje en la red de transmisión. Para evitar fluctuaciones de voltaje inaceptablemente altas o la carga del consumidor de compensación de potencia reactiva, se requiere potencia reactiva que varía continuamente y aumenta las pérdidas de transmisión al tiempo que afecta el voltaje en la red de transmisión. Para evitar fluctuaciones de voltaje inaceptablemente altas o fallas de energía que pueden resultar, esta potencia reactiva debe compensarse y mantenerse en equilibrio. Los componentes pasivos como reactores o condensadores, así como combinaciones de los dos que suministran potencia reactiva inductiva o capacitiva, pueden realizar esta función. Cuanto más rápida y precisamente se pueda lograr la compensación de potencia reactiva, más eficientemente se podrán controlar las diversas características de transmisión. Por esta razón, los componentes rápidos de conmutación por tiristores y controlados por tiristores están reemplazando a casi estos componentes de conmutación mecánica lentos. Las fallas del propietario que pueden resultar, esta potencia reactiva debe compensarse y mantenerse en equilibrio.
Efectos del flujo de potencia reactiva
El flujo de potencia reactiva tiene los siguientes efectos:
- Aumento de las pérdidas del sistema de transmisión.
- Añadiendo a las instalaciones de plantas de energía
- Sumando a los costos operativos
- Influencia importante en la desviación de voltaje del sistema
- Degradación del rendimiento de la carga a bajo voltaje
- Riesgo de rotura del aislamiento por sobretensión
- Limitación de la transferencia de energía
- Límites de estabilidad dinámica y de estado estacionario
Paralelo y Serie
| Escribe | Nivel de circuito corto | Ángulo de fase de transmisión | Voltaje de estado estacionario | Voltaje después del rechazo de carga | Solicitud |
 |
casi sin cambios | ligeramente incrementado | aumentado | elevado | estabilización de voltaje con carga pesada |
 |
casi sin cambios | ligeramente incrementado | disminuido | bajo | estabilización de voltaje con carga ligera |
 |
casi sin cambios | revisado | revisado | limitado por el control | control de voltaje rápido control de potencia reactiva amortiguación de oscilaciones de potencia |
Fig. Muestra los dispositivos de compensación de derivación más comunes en la actualidad, 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, desarrollamos módulos especiales que complementan el sistema de automatización estándar SIMATIC TDC. Otro nuevo módulo en el gabinete de instrumentación y control se encarga de emitir señales de disparo a las válvulas de tiristores. En conjunto, SIMATIC TDC con su alta densidad de integración ocupa mucho menos espacio en la planta que la tecnología anterior. Sin embargo, el uso de SIMATIC TDC no se limita a nuevos FACTS. Con su diseño de interfaz flexible, puede reemplazar fácilmente los sistemas existentes. En este caso, los valores medidos de las plantas existentes se integran y se procesan en el nuevo sistema de control. Debido a que requiere tan poco espacio, gracias a la nueva tecnología, incluso podemos configurar en paralelo con el sistema C y P existente para integrar el FACTScon la menor demora posible. 
Interfaz hombre-máquina
La interfaz entre el operador y la planta
(HMI = Interfaz hombre-máquina) es el
sistema de visualización estandarizado SIMATIC Win CC, que simplifica aún más el funcionamiento y facilita la adaptación de las interfaces gráficas de usuario a los requisitos del operador.
Hardware para control y 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 todas las industrias y ha sido probado tanto en la ingeniería de producción como en la de procesos, así como en muchas aplicaciones HVDC y FACTS. El personal operativo y los ingenieros de planificación de proyectos trabajan exclusivamente con una plataforma de software y hardware universal y estandarizada, lo que les permite realizar tareas exigentes con mayor rapidez. Una de las principales consideraciones en el desarrollo de este sistema de automatización fue garantizar el mayor 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 así lo solicita el cliente).
La nueva tecnología de instrumentación y control también permite el uso de un registrador de fallas de alto rendimiento que funciona a una frecuencia de muestreo de 25 kHz. La nueva tecnología de instrumentación y control reduce el período entre el registro de fallas y la impresión del informe de fallas de varios minutos (antes) a 10 segundos (ahora).
Convertidor de HECHOS
LTT – Tiristores de activación por luz
Tiristoresson un elemento clave en el control (encendido y apagado) de los componentes pasivos en los sistemas de compensación de potencia reactiva. El sistema de disparo de luz directa desarrollado por Siemens activa los tiristores con un pulso de luz que dura 10 microsegundos y tiene una potencia pico de 40 milwatios. El dispositivo también incorpora protección contra sobretensión, de modo que se autoprotege si la tensión directa supera el límite máximo permitido. El pulso de luz es transportado por fibra óptica al potencial de tierra directamente desde el control de la válvula a la compuerta 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. Los equipos electrónicos colocados junto a cada tiristor generan 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 de la activación por luz directa de este equipo electrónico reduce la cantidad de componentes eléctricos y electrónicos en la válvula de tiristor y, en consecuencia, la posibilidad de falla, en alrededor de un 80 por ciento, lo que mejora la confiabilidad y elimina los problemas asociados con la compatibilidad electromagnética. El otro hecho importante sobre la nueva tecnología de tiristores es que la disponibilidad a largo plazo de componentes electrónicos para fines de reemplazo durante un período de al menos 30 años ya no es un problema. la posibilidad de falla: alrededor del 80 por ciento, lo que mejora la confiabilidad y elimina los problemas asociados con la compatibilidad electromagnética. El otro hecho importante sobre la nueva tecnología de tiristores es que la disponibilidad a largo plazo de componentes electrónicos para fines de reemplazo durante un período de al menos 30 años ya no es un problema. la posibilidad de falla: alrededor del 80 por ciento, lo que mejora la confiabilidad y elimina los problemas asociados con la compatibilidad electromagnética. El otro hecho importante sobre la nueva tecnología de tiristores es que la disponibilidad a largo plazo de componentes electrónicos para fines de reemplazo durante un período de al menos 30 años ya no es un problema.
Las válvulas de tiristores de Siemens se ensamblan a partir de tiristores de 4 o 5 pulgadas, según la capacidad de transporte de corriente / corriente nominal requerida. La tecnología de tiristores ha estado en constante desarrollo desde principios de la década de 1960. En la actualidad, los tiristores pueden manejar de forma segura y económica voltajes de bloqueo de hasta 8 kilovoltios y corrientes nominales de hasta 4.200 amperios.
