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Curso Control de Voltaje
INTRODUCCIÓN AL CONTROL DE VOLTAJE Y POTENCIA REACTIVA

INTRODUCCION

En la operación de sistemas de potencia el control de voltaje es una función
prioritaria. El objetivo de este control es ajustar todos los voltajes nodales dentro
de una banda operativa. Esto hace que la solución del problema sea más
compleja, comparada con el control defrecuencia, ya que se tiene un problema
multivariable. Se debe recordar que en estado estable se tiene un valor de
frecuencia único en el sistema, en cambio todos los voltajes nodales pueden ser
diferentes.

En el análisis de este tema se relaciona el flujo de potencia reactiva con el perfil de
voltaje del sistema, siendo muy importante la localización de fuentes de potencia
reactiva y laestructura del sistema de transmisión. Otra característica interesante
del problema, que agrega complejidad a la solución, es la generación y consumo
variable de potencia reactiva en elementos de transmisión y transformación.

En esta sección se presentan conceptos básicos que ayudan a comprender mejor
el comportamiento del voltaje en redes eléctricas de potencia. Se incluyen
ejemplos ilustrativosque muestran el efecto de cambios en variables de control en
el perfil de voltaje del sistema. También se presentan ideas conceptuales para
lograr una coordinación en el uso de fuentes de reactivos, mediante la asignación
de voltajes de referencia en dichas fuentes.

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FLUJO DE REACTlVOS – CONTROL DE VOLTAJE

Es común en la literatura asociar el problema de voltaje con la circulación de
potencia reactiva. Esto se puede mostraranalizando el circuito de la Fig. 2.1.

Fig. 2.1 Circuito básico

Si en la Fig. 2.1 se considera que la carga consume sólo potencia activa, entonces
el diagrama fasorial que relaciona el voltaje de generación (Vg) y el de carga (Vc)
es el mostrado en la Fig. 2.2.

Fig. 2.2 Diagrama fasorial del circuito de la Fig. 2.1
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La relación entre la corriente y la potencia de carga se expresa en la ecuación
(2.1). En todos los desarrollosse utilizan magnitudes de corrientes y voltajes.

I=

P
Vc

( 2.1)

La relación entre los voltajes se obtiene del diagrama fasorial de la fig. 2.2
Vg 2 = (Vc + Ir ) 2 + ( Ix) 2

(2.2)

Sustituyendo la ecuación (2.1) se obtiene:

Vg 2 = (Vc +

P 2
P
r ) + ( x) 2
Vc
Vc

(2.3)

En (2.3) se observa que las caídas de voltaje en fase y en cuadratura con Vc
dependen de losvalores de resistencia y reactancia del elemento de transmisión.
Como generalmente la relación r/x es baja en sistemas de transmisión, la
componente en fase será pequeña. Por otro lado, la componente en cuadratura no
cambia significativamente la magnitud de Vc, sólo causa el defasamiento entre
voltajes. De esta forma;

δ≅

P
x
VcVg

(2.4)

Y la caída de voltaje para ángulos pequeños es:ΔV ≅

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P
r
Vc

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