1. Ventajas de los transformadores reguladores de tensión bajo carga
1.1 Mantener la estabilidad del voltaje. Los transformadores tienen impedancia, lo que provocará caídas de voltaje durante la transmisión de energía y variará según los cambios en la carga del lado del usuario. La fluctuación del voltaje del sistema combinada con los cambios en la carga del lado del usuario causará fluctuaciones significativas del voltaje. Con el fin de lograr el equilibrio local de potencia reactiva, cuando la fluctuación del voltaje exceda el valor fijado, el cambiador de tomas bajo carga operará tras un cierto retardo para ajustar el voltaje y mantener su estabilidad.
1.2 Garantía de la calidad del voltaje La tarea de un transformador de alimentación es suministrar energía directamente al centro de carga, con su lado primario conectado directamente a la red principal de alta tensión (220 kV y superior) o a la red eléctrica regional (35–110 kV). Este tipo de transformador no solo suministra potencia activa a la carga, sino que también suele suministrar simultáneamente potencia reactiva y, por lo general, posee una impedancia de cortocircuito elevada. A medida que varía la carga regional, si no se dispone de un cambiador de tomas bajo carga, el voltaje del bus de alimentación variará en consecuencia. Por lo tanto, las «Directrices Técnicas para los Sistemas Eléctricos de China (versión provisional)» establecen que «para transformadores de 110 kV y menor, es recomendable considerar el uso de regulación de voltaje bajo carga en transformadores con, al menos, un nivel de voltaje». En consecuencia, para los cambiadores de tomas bajo carga que suministran energía directamente al centro de alimentación, y siempre que se logre el equilibrio local de la potencia reactiva por zonas, el cambiador de tomas se ajusta conjuntamente con la conmutación en paralelo de condensadores y reactores de baja tensión del equipo de compensación de potencia reactiva, a fin de garantizar, en todo momento, la calidad del voltaje de suministro a los usuarios.
2. Renovación del transformador principal
La renovación in situ del transformador principal para la regulación de la tensión bajo carga garantiza aún más la calidad de la tensión en la red de distribución, sentando así unas bases sólidas para esforzarse por convertirse en una empresa eléctrica de primera clase. Además, los cambiadores de derivaciones bajo carga pueden mantener la operación de la red eléctrica a un nivel de alta tensión y optimizar la potencia reactiva, reduciendo así las pérdidas en las líneas y mejorando la rentabilidad económica de la red eléctrica.
3. Adoptar medidas técnicas correspondientes
Aunque existen algunas deficiencias en los cambiadores de tomas bajo carga, siempre que los consideremos exhaustivamente en la planificación de la red eléctrica y los programemos de forma razonable cuando el sistema sufra perturbaciones, podremos aprovechar sus ventajas y evitar sus desventajas, desempeñando así un papel positivo. A continuación se presentan algunas sugerencias del autor sobre la aplicación de los cambiadores de tomas bajo carga:
a) Para los transformadores de potencia, con el fin de mejorar la calidad del suministro eléctrico para los usuarios y reducir las pérdidas en las líneas, es recomendable utilizar la regulación de tensión bajo carga.
b) Cuando ocurre una perturbación importante en el sistema, provocando una caída significativa de la tensión, el operador de control debe adoptar medidas oportunas para bloquear la regulación de la tensión bajo carga, desconectar algunas cargas, eliminar las deficiencias de potencia activa y reactiva en el sistema o instalar dispositivos automáticos de reducción de carga por disminución de la tensión en el sistema, con el fin de contrarrestar el impacto negativo del control del transformador, actuar con rapidez y limitar que las perturbaciones locales se desarrollen en accidentes en toda la red o en su red principal.
c) De acuerdo con las «Directrices técnicas para los sistemas eléctricos», excepto en los transformadores reductores y los transformadores de interconexión de 220 kV y superiores que puedan experimentar cambios significativos en el voltaje de la red (por ejemplo, conectados a centrales eléctricas cuya producción varíe considerablemente o a barras colectoras que, en ocasiones, actúan como extremo de envío y, en otras, como extremo de recepción), se puede utilizar la regulación automática del voltaje bajo carga.
d) Para transformadores de alta tensión y gran capacidad (incluidos los transformadores elevadores y los transformadores de interconexión), con el fin de mejorar su fiabilidad y prevenir sobretensiones por resonancia, se deben evitar en lo posible los cambiadores de derivación. Si es necesario, solo se deben utilizar métodos de regulación de tensión sin carga con un rango de ajuste reducido. Se deben emplear pararrayos de óxido de zinc dentro del transformador para absorber la protección contra sobretensiones.
e) Para dos cambiadores de derivaciones bajo carga que operan en paralelo, se permite realizar operaciones de cambio de derivación cuando la corriente de carga nominal del transformador sea del 85 % o menos. En situaciones superiores al 85 %, las operaciones de cambio de derivación deben bloquearse. Además, debe instalarse una protección fiable contra desincronización para garantizar el conmutador sincrónico de los dos transformadores.
f) Aplicar estrictamente las «Regulaciones sobre la gestión del voltaje y la potencia reactiva en los sistemas eléctricos». En cuanto a las tomas de los transformadores, deben gestionarse de forma escalonada según su rango de gestión de voltaje. Los departamentos de despacho eléctrico de todos los niveles deben emitir con precisión órdenes para ajustar la acción de las tomas bajo carga, en función de los cambios en la carga y el flujo de potencia, con el fin de mejorar la calidad del voltaje. Bajo el nuevo nivel de voltaje tras el cambio de toma, se lleva a cabo el conmutado automático de la compensación de potencia reactiva para lograr una gestión integral optimizada del voltaje y la potencia reactiva del sistema.
HV Hipot Electric Co., Ltd. es una empresa de alta tecnología especializada en la producción de probadores de interruptores bajo carga para transformadores y probadores de características de carga sin carga y con carga para transformadores.