Control y Regulación de Variaciones de Tensión en Sistemas Eléctricos

Fundamentos de la Variación de Tensión en Sistemas Eléctricos

La componente reactiva de la intensidad (I) es la causa básica de la variación de tensión en los nudos del sistema, mientras que la componente activa genera cambios en el ángulo de las tensiones, controlados por los generadores eléctricos (GE).

Es conveniente evitar la circulación de potencia reactiva, generándola en lo posible donde se requiera.

Control de Tensión en Generadores y Receptores

• En los GE, la tensión en bornes es controlada por la intensidad de excitación, que se restringe a un ±5%.
• Las tensiones no deben sobrepasar el ±8% en motores, lavadoras y receptores de radio.
• Tensiones altas: provocan calentamiento y poca vida útil.
• Tensiones bajas: generan mal rendimiento y bajo torque.

Impacto en Líneas de Transmisión

Las variaciones admisibles en líneas de transmisión son de ±10%. Ante la ausencia de consumos, una menor tensión significa un aumento en la corriente y mayores pérdidas. Además, los condensadores entregan menos potencia reactiva cuando el límite cae por debajo del -10%, -12% o -15%.

Clasificación de las Variaciones de Tensión

• Variaciones lentas: Periódicas, con cambios máximos durante medio día o tarde.
• Variaciones aleatorias: Conexión y desconexión de consumos en instantes impredecibles.
• Parpadeo (Flicker): Golpes de corriente generados por el funcionamiento intermitente de equipos (soldadoras, sensores, etc.).
• Caídas de tensión: Por debajo del valor del 90% (en segundos), con amplitudes de hasta el 100% debido a fallas en el sistema.

Métodos de Regulación de Tensión

1. Regulación por Inyección o Absorción de PQ

Se utilizan condensadores, compensadores síncronos, reactores y el apoyo de los GE. Los consumos requieren energía activa (EA) y energía reactiva (EQ) para establecer su campo magnético y capacitivo para su campo eléctrico.

2. Inserción de Tensión Serie Adicional

Se emplean transformadores con derivaciones que varían la razón de transformación (opción más económica).

3. Modificación de la Reactancia

Se busca mantener la caída de impedancia (Zi) mediante:

• Conductores fasciculados.
• Condensadores en serie.
• Colocación de líneas en paralelo.
• Disminución de la longitud de las líneas.

Medios de Regulación

• Regulación continua: Compensadores síncronos.
• Regulación cuasi continua: Cambiadores de derivación.
• Regulación intermitente: Condensadores estáticos.
• Regulación fija: Condensadores serie y cambiadores de derivación.