A importância da energia reativa está aumentando com a crescente demanda por energia elétrica por muitas concessionárias domésticas e industriais, em uma rede de sistema de energia. A estabilidade e confiabilidade do sistema de energia elétrica dependem do gerenciamento de energia reativa.
É necessário para gerar energia de forma mais eficiente, confiável e econômica. Uma maneira eficaz de fornecer energia elétrica utiliza tecnologias como FACTS ( Sistema de transmissão AC flexível ), SVC (compensação de tensão estática), etc. para manter a estabilidade da tensão, alto fator de potência e menos perdas de transmissão. A energia reativa desempenha um papel crucial na rede do sistema de energia.
Importância da potência reativa
Os sistemas de fonte de alimentação CA produzem e consomem dois tipos de potência: potência ativa e reativa. Potência real ou potência ativa é a potência real dada a qualquer carga. Ele realiza trabalhos úteis como lâmpadas de iluminação, motores rotativos, etc.
Por outro lado, a potência reativa é a potência imaginária ou potência aparente, que não realiza nenhum trabalho útil, mas simplesmente se move para frente e para trás nas linhas do sistema de potência. É um subproduto dos sistemas CA e produzido a partir de cargas indutivas e capacitivas. Existe quando há um deslocamento de fase entre a tensão e a corrente. É medido em unidades de volt-ampere reativo (VAR).
3 razões pelas quais a energia reativa é importante
1. Controle de tensão
O equipamento do sistema de energia é projetado para operar dentro de ± 5% das tensões nominais. As flutuações nos níveis de voltagem levam ao mau funcionamento de vários aparelhos. A alta tensão danifica o isolamento dos enrolamentos, enquanto a baixa tensão causa mau desempenho dos vários equipamentos, como baixa iluminação de blubs, superaquecimento de motores de indução, etc.
Se a demanda de energia for maior do que a fornecida pelas linhas de transmissão, a corrente retirada das linhas de fornecimento aumenta para um nível mais alto, o que faz com que a tensão caia drasticamente no lado da extremidade receptora. Se essa baixa tensão diminuir ainda mais, isso leva ao desligamento de unidades geradoras, superaquecimento de motores e outras falhas de equipamentos.
Para superar isso, a energia reativa deve ser fornecida à carga colocando-se indutores ou reatores reativos nas linhas de transmissão. A capacidade desses reatores depende da quantidade de energia aparente a ser fornecida.
Controle de tensão por potência reativa
Se a demanda de energia for menor do que a energia reativa fornecida, a tensão de carga aumenta para um nível mais alto, o que leva ao desligamento automático do equipamento de transmissão, baixo fator de potência , falhas de isolamento dos cabos e enrolamentos de vários dispositivos mecânicos.
Para superar isso, a potência reativa adicional disponível no sistema deve ser compensada. Vários equipamentos de compensação são condensadores síncronos, capacitores de derivação, capacitores em série e outros sistemas fotovoltaicos. Esses dispositivos injetam a potência reativa capacitiva para compensar a potência reativa indutiva no sistema.
A partir da discussão acima, podemos dizer que a potência aparente é necessária para manter os níveis de tensão dentro dos limites para a estabilidade dos sistemas de transmissão.
2. Blackouts elétricos
Blackouts elétricos
Vários apagões elétricos, como o da França durante 1978, países do nordeste em 2003, muitas partes da Índia durante 2012, notaram que a energia reativa insuficiente no sistema de energia elétrica é a principal razão para as situações de apagão. Isso é aumentado porque a demanda por energia aparente é excepcionalmente alta devido à transmissão de longa distância.
Em última análise, isso leva ao desligamento de vários equipamentos e unidades de geração devido a baixas tensões. Portanto, para garantir o funcionamento adequado do sistema elétrico, uma quantidade suficiente de energia reativa deve estar presente nele.
3. Funcionamento adequado de vários dispositivos / máquinas
Funcionamento adequado de várias máquinas de dispositivos
Transformadores, motores, geradores e outros dispositivos elétricos requerem energia reativa para produzir fluxo magnético. Isso ocorre porque a geração de fluxo magnético é necessária para que esses dispositivos façam um trabalho útil. Na figura acima, a potência reativa, indicada pela cor vermelha, ajuda a criar um campo magnético no motor, mas leva a uma diminuição do fator de potência. É por isso que um capacitor é colocado para compensar a energia reativa indutiva, fornecendo energia reativa capacitiva.
Fontes e sumidouros de energia reativa
A maioria dos equipamentos conectados aos sistemas de alimentação elétrica consome ou produz energia aparente, mas nem todos controlam os níveis de tensão. Os geradores da usina geram energia ativa e reativa, enquanto os capacitores injetam a energia reativa para manter os níveis de tensão. Algumas das fontes e sumidouros são fornecidas no diagrama abaixo.
Fontes e sumidouros de energia reativa
2 tipos de fontes
Existem dois tipos de fontes de energia reativa, nomeadamente fontes de energia reativa estática e dinâmica.
Fontes de energia reativa dinâmica
Isso inclui equipamentos e dispositivos de transmissão, que são capazes de responder às mudanças de energia reativa rapidamente, injetando ou fornecendo uma quantidade suficiente de energia reativa no sistema elétrico. Estes são de alto custo e alguns desses dispositivos são apresentados a seguir.
• Geradores síncronos: Dependendo da tensão de excitação, a potência ativa e reativa gerada é variada nas máquinas síncronas. AVRs (reguladores automáticos de tensão) são usados para controlar a potência reativa em uma faixa operacional nessas máquinas.
• Condensadores síncronos: são tipos de pequenos geradores, usados para produzir energia reativa sem produzir energia real.
• Dispositivos de estado sólido: Estes incluem conversores eletrônicos de potência e dispositivos como FACTS by SVC dispositivos.
Fontes de energia reativa estática
Esses são dispositivos de baixo custo e a resposta à variação de potência reativa é um pouco menor do que os dispositivos de potência dinâmica. Alguns dos recursos estáticos são fornecidos a seguir.
• Compensadores capacitivos e indutivos: consistem em alguns capacitores e indutores shunt conectados ao sistema para ajustar as tensões do sistema. O capacitor gera a potência aparente enquanto o indutor absorve a potência reativa.
• Cabos subterrâneos e linhas aéreas: a corrente que flui através dos cabos e linhas aéreas produz o fluxo magnético líquido que gera a energia reativa. Uma linha com carga leve atua como um gerador de energia reativa, enquanto a linha com carga pesada atua como um absorvedor de energia reativa.
• Sistemas fotovoltaicos: são usados para injeção de potência ativa, bem como compensação de potência reativa e harmônica nos sistemas de rede por meio de energia fotovoltaica.
Vários sumidouros de energia reativa
A energia reativa gerada pelos geradores e outras fontes é absorvida por algumas das cargas que são fornecidas a seguir. Isso causa perdas nesses dispositivos, portanto, dispositivos de compensação são necessários para serem colocados nessas cargas.
• Motor de indução (Bombas e ventiladores)
• Transformadores
• Sob máquinas síncronas excitadas
• Linhas de transmissão pesadamente carregadas
Isso é tudo sobre a importância da potência reativa. Eu gostaria de agradecer aos leitores por despenderem seu tempo neste artigo. Aqui está uma pergunta para os leitores interessados - Qual é o fator de potência e como podemos alcançar a compensação do fator de potência.É necessário escrever as respostas na seção de comentários abaixo.
Créditos fotográficos:
Importância da potência reativa por professora
controle de energia por energia reativa por energia do sari
Blackouts elétricos por Lonnypaul
Funcionamento adequado de vários dispositivos / máquinas por vanrijnelectric
Fontes e sumidouros de energia reativa por cheers4all
