¿Qué es un Generador Estático de Var (SVG)?

La calidad de la energía es un tema importante en el campo de la ingeniería eléctrica. Un suministro constante y fiable de electricidad es necesario para la vida cotidiana y el funcionamiento eficaz de varias empresas.

La existencia de armónicos es uno de los problemas a los que se enfrentan con frecuencia los sistemas eléctricos. Estos armónicos pueden causar varios problemas, como un mayor gasto energético, daños en los equipos y una menor eficiencia del sistema eléctrico.

Se han desarrollado muchas tecnologías y soluciones para abordar estos problemas, y el Generador Estático de Var (SVG) es uno de los principales protagonistas de este sector.

Principio de funcionamiento del generador estático de varistor

Para apreciar la importancia del SVG, hay que entender cómo funciona. Un sistema eléctrico distorsión armónica se reduce y los factores de potencia se gestionan mediante un generador estático de tasa variable. Un componente clave de la eficiencia de un sistema eléctrico es el factor de potencia, que es una medida de lo bien que la energía eléctrica se convierte en salida de trabajo que vale la pena.

 ​Corrección del factor de potencia

Antes de hablar de los principios de funcionamiento del generador estático de varistor, echemos un breve vistazo al factor de potencia. La corrección del factor de potencia es el proceso de aumentar el factor de potencia de un sistema eléctrico. Un rendimiento ideal de 1 se muestra mediante un factor de potencia de 0 en una escala estándar. Un factor de potencia de 1 significa que toda la potencia suministrada al sistema se utiliza eficazmente, mientras que un factor de potencia inferior a 1 indica ineficacia debida a factores como cargas inductivas o capacitivas.

En muchas aplicaciones industriales y comerciales, cargas como motores, transformadores e iluminación fluorescente pueden crear cargas inductivas que provocan un factor de potencia de retardo (normalmente inferior a 1). Un factor de potencia desfasado genera potencia reactiva, que no contribuye al trabajo útil pero que debe ser suministrada por la compañía eléctrica. Esto no sólo aumenta los costes energéticos, sino que también reduce la eficiencia global del sistema eléctrico.

Mitigación de la distorsión armónica

La distorsión armónica se refiere a la presencia de frecuencias armónicas no deseadas en el sistema eléctrico. Estos armónicos suelen ser múltiplos enteros de la frecuencia fundamental (por ejemplo, 60 Hz en Estados Unidos). La distorsión armónica está causada principalmente por cargas no lineales como variadores de velocidad, rectificadores y fuentes de alimentación conmutadas. Cuando hay armónicos, pueden provocar una serie de problemas, como distorsión de la tensión, aumento del calor de los equipos y reducción de su vida útil.

Veamos ahora cómo funciona SVG para resolver estos problemas.

SVG como dispositivo de corrección del factor de potencia

Los generadores estáticos var se utilizan principalmente para corregir el factor de potencia. Están diseñados para gestionar el flujo de potencia reactiva en sistemas eléctricos, garantizando que se suministra o absorbe según sea necesario para mantener un factor de potencia cercano a la unidad. Esto significa que los SVG pueden ayudar a reducir la carga de suministro de potencia reactiva y mejorar la eficiencia general del sistema.

El componente clave de un SVG es su convertidor electrónico de potencia, que puede generar o absorber potencia reactiva según sea necesario. Cuando el sistema tiene un factor de potencia de retardo, lo que indica un exceso de potencia reactiva, el SVG absorbe este exceso, reduciendo el factor de potencia de retardo hacia la unidad. A la inversa, cuando el sistema tiene un factor de potencia adelantado, lo que indica una escasez de potencia reactiva, el SVG puede generar potencia reactiva para equilibrar el sistema y mantener un factor de potencia cercano a 1.

 SVG como filtro armónico

Los generadores estáticos de var también pueden servir como filtros de armónicos. De este modo, mitigan activamente la distorsión armónica del sistema. El convertidor electrónico de potencia del SVG puede inyectar corriente de compensación en el sistema para neutralizar las corrientes armónicas creadas por cargas no lineales.

Para lograrlo, el SVG supervisa continuamente el contenido armónico del sistema y produce una corriente de compensación de la misma amplitud pero de fase opuesta para anular los armónicos. Este ajuste dinámico ayuda a mantener una forma de onda de tensión sinusoidal limpia y garantiza que los equipos sensibles estén protegidos de los efectos adversos de los armónicos.

Ventajas del filtro activo de armónicos

El uso de filtros activos de armónicos, de los que los SVG son un excelente ejemplo, ofrece varias ventajas notables a los sistemas eléctricos y a las instalaciones a las que dan servicio.

 Mejora de la calidad eléctrica

La ventaja más evidente de los filtros activos de armónicos es la mejora de la calidad de la energía. Al mitigar activamente los armónicos y corregir los factores de potencia, estos filtros garantizan que el suministro eléctrico sea estable y limpio. El resultado es una reducción significativa de la distorsión de la tensión, lo que minimiza el riesgo de averías en los equipos y mejora el rendimiento general de los dispositivos sensibles.

Eficiencia energética

Los filtros activos de armónicos pueden ayudar a mejorar la eficiencia energética de varias maneras. Al reducir la necesidad de potencia reactiva de la compañía eléctrica, reducen las pérdidas de energía. Además, permiten que los equipos funcionen de forma más eficiente al mantener un factor de potencia cercano a la unidad. Esto se traduce en facturas de energía más bajas y una menor huella medioambiental.

 Protección de equipos

La presencia de armónicos puede ser perjudicial para los equipos eléctricos. Puede provocar sobrecalentamiento, reducir la vida útil de los equipos y, en algunos casos, fallos catastróficos. Los filtros activos de armónicos desempeñan un papel crucial en la protección de los equipos frente a estos efectos nocivos, garantizando que los activos de la instalación permanezcan en buenas condiciones de funcionamiento.

​Cumplimiento de las normas

Muchos países y regiones cuentan con reglamentos y normas estrictos para garantizar la calidad de la energía. Los filtros activos de armónicos ayudan a las instalaciones a cumplir estos requisitos controlando eficazmente el factor de potencia y la distorsión armónica. Su cumplimiento no sólo evita posibles sanciones, sino que también garantiza un suministro eléctrico fiable y estable.

Ahorro de costes

Aunque la instalación de filtros activos de armónicos como los SVG conlleva un coste inicial, el ahorro a largo plazo puede ser considerable. La reducción de la factura energética y de los costes de mantenimiento, así como la prolongación de la vida útil de los equipos, contribuyen a rentabilizar la inversión.

Aplicaciones típicas de los filtros activos de armónicos

Los filtros activos de armónicos, incluidos los SVG, encuentran aplicaciones en una gran variedad de industrias e instalaciones en las que la calidad y la eficiencia de la energía son fundamentales. Algunas aplicaciones típicas son:

 ​Instalaciones de fabricación

Los entornos de fabricación suelen tener multitud de cargas no lineales, como variadores de frecuencia, soldadores y máquinas CNC. Estas cargas son conocidas por crear armónicos que pueden provocar problemas de calidad eléctrica. Los filtros activos de armónicos se emplean para garantizar una calidad eléctrica estable, minimizar el tiempo de inactividad de los equipos y optimizar el uso de la energía.

 Centros de datos

Los centros de datos son muy sensibles a las perturbaciones de la calidad eléctrica. Cualquier interrupción del suministro eléctrico puede provocar pérdidas de datos y fallos del sistema. Los filtros activos de armónicos se utilizan para proteger contra la distorsión de la tensión y garantizar el funcionamiento continuo de infraestructuras informáticas críticas.

 Edificios comerciales

En los edificios comerciales, hay numerosas cargas, como la iluminación, los sistemas de climatización y los ascensores, que pueden causar problemas de calidad eléctrica. Los filtros activos de armónicos ayudan a mantener la calidad de la energía, reducen los costes energéticos y protegen los sistemas del edificio.

Sistemas de energía renovable

A medida que aumentan las fuentes de energía renovables, como la solar y la eólica, los filtros activos de armónicos desempeñan un papel vital para garantizar la calidad de la energía generada y vertida a la red. Ayudan a regular la producción de estas fuentes de energía intermitentes, haciéndolas más fiables y eficientes.

 Grandes plantas industriales

Las grandes plantas industriales con una amplia gama de maquinaria y procesos se enfrentan a menudo a retos relacionados con la calidad de la energía. Los filtros activos de armónicos se utilizan para gestionar los factores de potencia y mitigar los armónicos, lo que mejora la eficiencia y la protección de los equipos.

Conclusión

En un mundo en el que la demanda de electricidad es cada vez mayor, mantener la calidad y la eficiencia de la energía es de vital importancia. El generador estático de varistores (SVG) y otros filtros activos de armónicos desempeñan un papel fundamental en la consecución de estos objetivos. Al gestionar activamente los factores de potencia y mitigar la distorsión armónica, estos dispositivos mejoran la fiabilidad de los sistemas eléctricos, reducen los costes energéticos y protegen los equipos sensibles.

Las ventajas de los filtros activos de armónicos se extienden a diversos sectores, desde la fabricación y los centros de datos hasta los edificios comerciales y los sistemas de energías renovables. Garantizan el cumplimiento de las normas de calidad eléctrica, lo que permite a las instalaciones funcionar sin problemas, reducir los costes operativos y contribuir a un futuro más sostenible.

A medida que avanza la tecnología, podemos esperar soluciones aún más sofisticadas y eficientes para gestionar la calidad de la energía y mitigar los armónicos. El SVG y sus homólogos están a la vanguardia de estas innovaciones, influyendo significativamente en la forma en que aprovechamos y utilizamos la energía eléctrica.

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