Guía técnica para trabajar con cargas desequilibradas (4ª PARTE)

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Tipos de reguladores por pasos

Hay tres tipos de VRs: tipo A, Tipo B, y bi-direccional (o cogeneración). Para tipo A, el primario es conectado al devanado de excitación o el devanado paralelo. El devanado serie se conecta al devanado shunt vía el conmutador de inversión. Por lo tanto, el devanado serie se conecta al lado de la carga. El tipo B es más común. Sus devanados serie se conectan al lado de la fuente.

Cuando se aplican los reguladores de tipo A y B, hay sólo una fuente de potencia (ej., la fuente de subestación). Sin embargo, hay aplicaciones en las que la potencia puede fluir desde cualquier dirección a través del regulador.

Regulador de voltaje  bidireccional

El VR bidireccional puede usar varios métodos, siendo común tener una lógica basada en la dirección del flujo de la corriente, calcular el voltaje, en cualquier fuente o lado de carga basado en una medición de voltaje VT. También, la lógica en el sistema de control conoce la posición del conmutador inversor y el número de posición de la toma contando el número de posiciones de la toma desde el neutro. Esto da como resultado un regulador de coste más bajo para las aplicaciones DR. Adicionalmente, la configuración RL y XL es usualmente diferente cuando la dirección invierte la corriente; por lo tanto, este regulador debe tener configuraciones hacia adelante e inversa.

Sistema de control del regulador de voltaje por pasos

Se requieren cuatro configuraciones para controlar el voltaje.

• Voltaje de punto de ajuste – Es el voltaje requerido en la carga en una base de 120 V.
•  Ancho de banda de voltaje – La variación de voltaje del punto de ajuste a la carga. Si el voltaje del punto de ajuste es 125 V y el ancho de banda es 2 V, el regulador controlará el voltaje dentro de 126 V y 124 V.
•  Tiempo de retardo – Es el tiempo desde que el cambio de voltaje es sentido y cuando el cambio de voltaje ocurre. El tiempo de retardo permite ondas de corriente en intervalos cortos, tales como las corrientes de arranque del motor, de forma que el cambio de tomas no ocurre durante estos periodos temporales de caída de voltaje.
•  Compensador de caída de línea – Se compensa la caída de voltaje en el circuito entre el regulador y la carga. Los valores R y X de la línea se configuran para determinar la caída de voltaje en la línea.

Compensador de caída de línea

Para que VRs opere apropiadamente, cuando se aplique a una subestación o a un circuito, y se mantenga el voltaje en el punto de compensación, se requieren compensadores de caída de línea. El voltaje en el punto de regulación es constante incluso a través del factor de potencia de carga y el cambio de carga.  Esto es alcanzado configurando la resistencia y controles de reactancia en el panel de control del regulador.

Un relé de regulación de voltaje causa que el regulador retorne al voltaje preseleccionado, VR, cuando ocurre un cambio en el voltaje. Para que el VR compense la caída de voltaje en el circuito al punto de regulación, debe añadirse un voltaje adicional entre la salida VT y el relé de regulación de voltaje (VRR) de forma que el VRR vea un voltaje proporcional reducido a la corriente de carga y factor de potencia de carga. La corriente desde el VT está casi en fase con el voltaje debido a que la resistencia de su circuito secundario es alta comparada con la reactancia de este circuito. La corriente desde el CT añade corriente a través de R_L y X_L que tiene el mismo ángulo de fase ya que la corriente de carga  y es proporcional a la corriente de carga. El VRR se ajusta así que, sin corriente de carga, la salida del regulador es igual al voltaje del punto de ajuste en el punto de regulación. Los elementos R_L y X_L del compensador se ajustan de forma que son proporcionales al R_L y X_L del circuito entre el punto de regulación y el regulador.

Reguladores por pasos en serie

A menudo, para obtener el perfil del voltaje necesario en un circuito y no someter a los clientes a LV o HV, dos reguladores son instalados. Las soluciones a los problemas asociados con estas instalaciones son dependientes de la configuración de retraso de tiempo, la configuración de banda ancha, y la magnitud de voltaje de los pasos de posición de las tomas. Otros factores incluyen cambios en el voltaje en el lado primario del transformador de la subestación, tamaño  de cargas, localización de cargas, y la tasa de cambio de la corriente de carga y el voltaje resultante.

Generalmente, la mejor solución es un retraso de tiempo en el primer regulador, de forma que el voltaje se cambia antes de que el segundo regulador comience a hacer un cambio. El segundo regulador que completa este cambio antes de que el tercer regulador comienza a hacer un cambio, y así sucesivamente. Así, el retraso del tiempo en el último regulador no será lo bastante grande como para someter a los clientes a un periodo largo de LV o HV.

Sin embargo, hay excepciones a esta norma si se instalan grandes cargas en el extremo de un circuito. En este caso, la solución preferida es tener el último regulador que responda primero a la corrección de voltaje y luego se reajusta para todos los reguladores del circuito. La aplicación de los condensadores complica el problema porque, cuando los conmutadores conmutan, el voltaje de entrada en los reguladores cercanos sube, y los reguladores pueden operar para controlar el voltaje dentro de los límites.

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