Qual é o assassino harmônico da rede elétrica, o reator tandem de alta-tensão?

Escondido na rede elétrica está um grupo invisível de harmônicos-criadores de problemas. Eles são gerados por cargas não lineares, como conversores de frequência, retificadores e arco elétrico, misturados com correntes de alta-frequência, como 5º, 7º e 11º harmônicos, distorcem as formas de onda de tensão, causam superaquecimento e envelhecimento do equipamento e muitas vezes levam à "morte" dos bancos de capacitores.
De onde vêm os harmônicos e por que devem ser eliminados?
Idealmente, a corrente da rede elétrica deve ser uma onda senoidal pura de 50 Hz. Na realidade, porém, muitos dispositivos eletrônicos-cortam a corrente em formas irregulares, produzindo um grande número de elementos harmônicos-de alta ordem. Uma vez que essas correntes harmônicas fluem para os bancos de capacitores, as consequências são graves - - a impedância do capacitor para harmônicos de alta frequência é extremamente baixa, fazendo com que a corrente harmônica seja bastante amplificada, causando superaquecimento do capacitor, quebra de isolamento e até mesmo ressonância. Mais perigosamente, o banco de condensadores pode injectar harmónicas na rede, criando um “efeito de amplificação harmónica” que degrada a qualidade da electricidade em toda a região.
É isso que os reatores tandem de alta-tensão fazem.
Sua principal arma: o “jogo de frequência” entre indutância e capacitância
No entanto, o projeto do reator em série de alta tensão é precisamente ``anti-ressonância''. Ao selecionar uma taxa de reatância apropriada - geralmente 1%, 4,5%, 5%, 6%, 12%, etc.. --a frequência de ressonância do circuito em série pode ser inferior à frequência harmônica mais baixa (por exemplo, . 250 Hz para 5 harmônicos), o que torna o circuito uma alta impedância harmônica e bloqueia efetivamente a corrente harmônica. Por exemplo, quando a taxa de resposta é de 12%, o ponto ressonante é de cerca de 204 Hz, suprimindo efetivamente harmônicos de magnitude 5 e superiores. Esta é a configuração mais comumente usada para suprimir o quinto harmônico.
Não é apenas um “matador de harmônicos”, mas também um dispositivo versátil.
A supressão de harmônicos é apenas a tarefa principal, e não a única função, do reator em série de alta tensão.
Primeiro, limita o jorro. Quando o banco de capacitores está fechado, a corrente de partida pode atingir dezenas ou até centenas de vezes a corrente nominal. Através de suas características indutivas, o reator em série reduz o pico da corrente de partida para uma faixa controlável e protege os capacitores e equipamentos de comutação.
Em segundo lugar, suprime sobretensões operacionais. Devido ao efeito de amortecimento do reator, as sobretensões transitórias produzidas pela operação da chave são bastante reduzidas e a margem de segurança do equipamento é bastante melhorada.
Terceiro, no campo de ultra-alta tensão, os reatores em série de 220kV e acima também suportam o fardo de limitar a corrente de-curto-circuito. O reator série limitador de corrente da subestação Shanghai Sijing 500kV tem uma corrente nominal de 2.400A e uma impedância nominal de 14 Omega. O projeto de 500kV na usina hidrelétrica Brasil Brasil Tucuruí limitou ainda mais as correntes de curto-circuito a 40kA; a estrutura oca e seca pesava apenas 13 toneladas, mas resistiu ao teste de estabilidade térmica de 20kA/2s.
Núcleo seco, durável;
Atualmente, a maioria dos reatores das séries CKSC e CKSG amplamente usados ​​em sistemas de 6 a 35 kV são estruturas de núcleo seco, empilhadas com chapas de aço silício laminadas a frio-de alta-qualidade, impregnadas a vácuo e torradas-a quente. Eles têm um menor aumento de temperatura operacional e baixo ruído (menor ou igual a 30dB), podem funcionar por mais tempo em ambientes de -25 graus a +45 graus e têm décadas de vida útil livre de manutenção.
Então, da próxima vez que você ouvir esses conversores de frequência zumbindo na rede elétrica, lembre-se de que- os reatores tandem de alta-tensão estão capturando silenciosamente cada harmônico que tenta poluir a forma de onda, protegendo a pureza e a segurança de toda a rede elétrica. É sem ostentação, mas indispensável.