Sistemas de compensación en serie

Sistema de Compensación de la serie de permite a las empresas eléctricas aumentar la capacidad de transferencia de potencia de su infraestructura existente y las nuevas líneas de transmisión, lo que incrementa su rentabilidad.

Los sistemas de compensación serie se instalan en serie con la línea de transmisión de alto voltaje, y consisten en un sistema integrado, diseñado a medida con muchos condensadores de potencia dispuestos en serie y en paralelo. El equipo más crítico es el sistema de protección paralelo que evita daños a los condensadores durante las fallas del sistema eléctrico.

Componentes del sistema de compensación en serie

El sistema de compensación de la serie de GE está compuesto por tecnología patentada y líder en la industria, lo que ayuda a los clientes a lograr una alta confiabilidad y las menores pérdidas posibles en sus líneas de transmisión. Los componentes principales del sistema de compensación de la serie incluyen condensadores, varistores de óxido metálico, brecha de aire activada e interruptores de paso rápido.

Condensadores

Los condensadores se colocan en serie en un circuito de transmisión destinado a reducir la impedancia total de la línea y ofrece una mejor división de carga en circuitos paralelos, estabilidad transitoria del sistema y estabilidad del sistema en estado estacionario, lo que permite una mayor capacidad de transferencia de potencia.

Varistor de óxido metálico (MOV)

Los MOV son el dispositivo primario que protege a los condensadores de sobretensión desviando la corriente de falla. Los MOV son semiconductores que conducen por encima de un voltaje específico, conocido como Voltaje de Nivel de Protección. El MOV limita el voltaje a través del banco de condensadores a un valor seguro para los condensadores que manejan una corriente muy alta por períodos cortos de tiempo y protege los condensadores hasta que se establezca otra ruta de derivación.

Separación de Aire Disparado por Arco Modular (MACTAG)

Un MACTAG se utiliza a menudo como dispositivo intermedio de derivación y es más rápido que el interruptor de derivación, pero no es instantáneo como el varistor de óxido metálico (MOV). El diseño patentado de GE utiliza la inyección de plasma para establecer un arco que pasa por alto los condensadores y el MOV hasta que el interruptor de derivación puede cerrarse. El MACTAG de GE es el más rápido de la industria (< 0.3 ms) ya que no se basa en controles terrestres para iniciar un bypass. Un MACTAG reduce el coste de los MOV al reducir la absorción de energía requerida.

Interruptor de By-Pass rápido (cierre prioritario)

El Fast By-Pass Switch se cierra rápidamente para limitar la energía MOV y TAG, eliminando los condensadores de la serie del servicio. Este conmutador también se utiliza para la conmutación normal para insertar los condensadores en serie o derivarlos.

Serie Banco de condensadores – Diagrama de una línea

Opciones de condensadores

Las ofertas de compensación de serie de GE incluyen tres opciones de condensadores: sin fusibles, con fusibles internos o externos. GE trabaja con los clientes para evaluar sus requisitos y determinar la mejor solución técnica para satisfacer las necesidades de los clientes y garantizar un sistema fiable y rentable.

Diseño sin Fusibles

• Pérdidas más bajas, típicamente < 0.12 vatios/kvar
• Alta fiabilidad: Un aumento de tensión de los elementos internos de menor tensión para el mismo número de fallas internas en comparación con una opción con fusibles internos.
• Una corriente desequilibrada más alta para la misma tensión de tensión interna del elemento
• Tolerancia a fallos con funcionamiento continuo incluso con rodillos defectuosos
• Opción recomendada por GE

Diseño con fusibles internos

• Pérdidas típicas > 0,15 vatios/kvar
• Un fusible por rollo interno. Cada rodillo está protegido por un elemento fusible interno
• El fusible permite que un rodillo falle como circuito abierto.
• Hay múltiples rollos en paralelo. Esto coloca una tensión incremental muy pequeña en los rodillos adyacentes cuando un fusible funciona. Esto ayuda a prevenir una falla en cascada dentro de un individuo puede

Diseño con fusible externo

• Un fusible por unidad de condensador. Menos conexiones significan menos puntos de fallo
• Facilita la identificación fácil de una unidad averiada, ya que el fusible fundido es obvio.
• Antes el estándar, ahora aplicaciones especializadas limitadas

Diseño sin fusibles de GE
GE recomienda la opción sin fusibles, que ha sido la tecnología dominante desde finales de los años 90 y se ha comprobado con una tasa de fallos de campo a largo plazo inferior al 0,03% anual. El condensador de lámina es un diseño probado de GE que ha estado en uso desde la década de 1970. El diseño sin fusibles produce la corriente de desequilibrio más alta (fácil de detectar un rodillo fallido) con la tensión de voltaje más baja en las unidades restantes (menor probabilidad de una falla en cascada). El siguiente diagrama representa los dos grupos de condensadores.

Experiencia global y ejemplos de aplicación
Los sistemas de compensación de la serie de GE agrupan una amplia cartera de productos, servicios y excelencia en ingeniería para ofrecer a los clientes sistemas de próxima generación basados en requisitos específicos para abordar objetivos técnicos y empresariales, así como para dar soporte a varias aplicaciones. GE proporciona diseños altamente confiables y eficientes que tienen un bajo costo de mantenimiento y propiedad. A continuación se presentan algunas de las aplicaciones de GE para clientes.

Transmisión a través de Texas

Clasificación del Banco de Tres Fases: 2 x 716 Mvar
Subestaciones: Turquía, Texas – Cross Station 1 & 2

Desafío del cliente

Mantener la estabilidad de voltaje y las operaciones eficientes del Sistema de Transmisión de Texas bajo una exportación mínima y máxima de energía eólica.

Aplicación de cliente

La compensación del 50% en 2 líneas de transmisión desde Tule Canyon a Tesla requirió compensación en serie para reducir la impedancia de línea inductiva compilada debido a la larga longitud de línea.

Beneficios para el cliente

Posibilidad de maximizar la cantidad de energía eólica a transferir a través de las nuevas líneas de transmisión de 345 kV.

Electricidad de Vietnam

18 bancos de 2012 a 2016
6.588 Mvar total en funcionamiento y adjudicado

Desafío del cliente

Mejorar la capacidad del sistema de transmisión de 500 kV Vietnam con una cantidad de tiempo comprimida de menos de 12 meses para instalar los sistemas.

Aplicación de cliente

Aumento de la capacidad de transferencia de potencia de las líneas de transmisión existentes.

Beneficios para el cliente

Aumento de la fiabilidad de los sistemas de transmisión existentes, mejora del soporte de voltaje y de la capacidad de transferencia de potencia y entrega oportuna de los equipos que cumplen con los requisitos de programación compactos.

Transmisión Eléctrica Texas, LLC

Joint venture una empresa conjunta entre subsidiarias de American Electric Power y Berkshire Hathaway Energy.
Subestaciones Edison, Gauss, Kirschoff y Orsted.

Desafío del cliente

Necesidad de proporcionar energía confiable y eficiente a través de las nuevas líneas de transmisión de 345-kV requeridas para maximizar la transferencia de la generación renovable. No debe interactuar negativamente con la generación o sistema existente – Preocupaciones de Resonancia Subsincrónica.

Aplicación de cliente

Ocho series de bancos de compensación ubicados en cuatro sitios diferentes para permitir la máxima capacidad de transferencia de energía en nuevas líneas de transmisión de 345-kV en las regiones CREZ de Texas.

Beneficios para el cliente

Medios confiables y eficientes para transferir energía de generación renovable en las nuevas líneas de transmisión de 345-kV en las áreas CREZ.

BPA (Administración de Electricidad de Bonn)

Calificación del Banco de Tres Fases: 2 X 675 Mvar
Subestaciones: Bakeoven 1 y 2

Desafío del cliente

Necesidad de proporcionar energía confiable y eficiente a través de 500 kV California-Oregon Intertie. Requerido para aumentar la capacidad general de transferencia de energía a través del vínculo para facilitar el aumento en las necesidades de capacidad de los proyectos de generación renovable que se agregan al sistema regional.

Aplicación de cliente

Para habilitar la máxima capacidad de transferencia de potencia en el sistema de transmisión de 500 kV de California-Oregon.

Beneficios para el cliente

Medios confiables y eficientes para transferir energía de generación renovable en la nueva transmisión de 500 kV California-Oregon Intertie. GE apoyó una prueba de fallo por etapas realizada por BPA, que demostró la capacidad de los bancos de condensadores de la serie GE para soportar un fallo cercano sin daños.

Se agradece a General Electric por el valioso aporte.