Cuando una planta de generación está conectada a la red del distribuidor (DSO), la corriente de cortocircuito que puede circular hacia la red pública en caso de fallo se convierte en un parámetro crítico para la seguridad y la power quality.
Si la contribución de los generadores del cliente es demasiado elevada, las protecciones del DSO pueden dejar de ser adecuadas y la conexión corre el riesgo de no ser aceptada o de requerir costosas adaptaciones en el lado de la red.
Para resolver este problema, Ortea ha diseñado y construido una reactancia limitadora de corriente en media tensión completamente personalizada, desarrollada a partir de las especificaciones técnicas del cliente, de los límites impuestos por el DSO y de las restricciones logísticas de la instalación.
EL PROBLEMA DEL CLIENTE: LIMITAR LA CONTRIBUCIÓN DE CORTOCIRCUITO HACIA LA RED DEL DSO
En este caso, el cliente dispone de varios grupos de generación en media tensión conectados a la red pública. En condiciones de fallo en la red del DSO, los generadores contribuyen a la corriente de cortocircuito en una medida tal que se superan los límites fijados por el operador de red.
Los principales objetivos eran:
- Reducir la corriente de cortocircuito que retorna hacia la red pública, llevándola dentro de los límites exigidos por el DSO.
- Mantener niveles de tensión y prestaciones adecuados en servicio normal, limitando la caída de tensión y las pérdidas durante el funcionamiento diario.
- Respetar estrictas limitaciones dimensionales para la instalación, relacionadas con los espacios disponibles y la manipulación in situ (accesos, huecos, medios de elevación).
Desde el punto de vista eléctrico, el enfoque elegido consistió en insertar una reactancia de línea en serie entre los grupos de generación del cliente y la red del DSO, dimensionada con una inductancia suficiente para reducir de forma significativa la corriente de fallo, sin penalizar el funcionamiento normal de la planta ni la calidad de la energía suministrada.
QUÉ ES UNA REACTANCIA LIMITADORA DE CORRIENTE EN MEDIA TENSIÓN
Una reactancia limitadora de corriente en media tensión (o current limiting reactor) es una inductancia de potencia instalada en serie con la línea, diseñada para controlar el nivel de corriente de cortocircuito que ve la red y los equipos conectados.
Suele instalarse:
- entre generadores y red pública;
- entre diferentes ramas de un sistema en anillo;
- o aguas arriba de cargas sensibles.
Sus funciones principales son:
- Limitare la corrente di cortocircuito vista dalle protezioni e dalle apparecchiature a valle;
- Permettere la connessione alla rete anche in presenza di generatori che aumentano il livello di cortocircuito oltre i limiti ammessi;
- Proteggere interruttori, sbarre e cavi evitando il loro sovradimensionamento.
- Limitar la corriente de cortocircuito que ven las protecciones y los equipos a aguas abajo.
- Permitir la conexión a red incluso en presencia de generadores que elevan el nivel de cortocircuito por encima de los límites permitidos.
- Proteger interruptores, barras y cables evitando su sobredimensionamiento.
Un diseño correcto requiere equilibrar:
- el valor de inductancia (y por tanto el nivel de limitación de la corriente de corto);
- la caída de tensión admisible en régimen permanente;
- las pérdidas, el comportamiento térmico y el cumplimiento de las normas aplicables.
LA SOLUCIÓN ORTEA: UNA REACTANCIA A MEDIDA PARA APLICACIONES EN MEDIA TENSIÓN
A partir de las especificaciones de red, de los datos de los generadores y de los límites impuestos por el DSO, los ingenieros de Ortea han desarrollado una reactancia limitadora de corriente en media tensión con las siguientes características principales:
- Potencia nominal de la reactancia: 181 kVA
- Tensión nominal: 10 kV
- Corriente nominal: 80 A
- Inductancia: 30 mH
- Impedancia de cortocircuito: 13 % @ 50 Hz
- Caída de tensión a carga nominal: ~750 V
- Potencia de carga asociada: 1400 kVA
La construcción es de tipo air-core (núcleo de aire) con devanados de aluminio, una elección que garantiza estabilidad de las características en el tiempo, gran robustez mecánica y una buena gestión de los esfuerzos electrodinámicos en caso de fallo.
Desde el punto de vista del aislamiento:
- Tensión máxima de servicio: 12 kV
- Tensión soportada a frecuencia industrial (1 min): 30 kV
- Tensión soportada a impulso atmosférico (BIL): 75 kV
- Clase de aislamiento y térmica: H, con una sobretemperatura admisible de 125 °C
La reactancia está impregnada en VPI (dry), adecuada para instalación indoor en ejecución IP00, con clase ambiental E1-C1-F0 y altitud máxima de servicio de 1000 m.
DISEÑO A MEDIDA: CONDICIONANTES ELÉCTRICOS, TÉRMICOS Y MECÁNICOS
Además del dimensionamiento electromagnético, el proyecto tuvo que satisfacer condicionantes estrictos en cuanto a:
- Dimensiones globales, para poder introducir y situar la reactancia en salas existentes sin obras civiles invasivas.
- Peso y puntos de izado, para facilitar la manipulación en obra.
- Distancias de aislamiento y layout de los aisladores, en conformidad con la norma EN 60076-6 para reactancias de potencia.
La reactancia suministrada por Ortea presenta unas dimensiones de 1250 x 1250 x 1960 mm (ancho x fondo x alto) y un peso aproximado de 800 kg, valores optimizados para respetar las limitaciones de acceso al sitio y los requisitos de instalación del cliente.
El proyecto requirió una estrecha colaboración entre:
- el departamento técnico del cliente, para la definición de los datos de red, de los generadores y de las lógicas de protección;
- los especialistas de Ortea, que realizaron el dimensionamiento eléctrico y térmico de la reactancia, la verificación de las pérdidas (unos 8,1 kW totales AC+DC a 115 °C) y el diseño mecánico de la estructura.
BENEFICIOS PARA EL CLIENTE Y PARA EL OPERADOR DE RED
Gracias a la reactancia limitadora de corriente en media tensión diseñada por Ortea, el cliente obtiene:
- Conformidad con los límites de cortocircuito del DSO, sin intervenir en la infraestructura de la red pública.
- Mejor coordinación de las protecciones, con corrientes de fallo dentro del rango de ajuste previsto.
- Protección de los equipos (interruptores, cuadros, barras) frente a solicitaciones térmicas y mecánicas excesivas.
- Una solución perfectamente integrada en el layout de la planta, gracias al respeto de las restricciones dimensionales y logísticas.
- Fiabilidad a largo plazo, favorecida por la elección de materiales, el aislamiento en clase H y el proceso de impregnación VPI.
Para el operador de red, la presencia de la reactancia permite:
- limitar el impacto de la generación del cliente sobre el nivel de cortocircuito de la red;
- garantizar el correcto funcionamiento y la selectividad de las protecciones;
- facilitar la integración de nueva generación distribuida sin comprometer la seguridad de la infraestructura existente.
POR QUÉ ELEGIR ORTEA PARA SOLUCIONES A MEDIDA
Este proyecto demuestra la capacidad de Ortea para:
- partir de especificaciones de sistema complejas (datos de red, generadores, protecciones, límites del DSO);
- traducirlas en una solución electrotécnica concreta, con una reactancia de línea dimensionada exactamente para el nivel de limitación requerido;
- diseñar el equipo a medida también desde el punto de vista mecánico y logístico, respetando los volúmenes disponibles y los condicionantes de instalación.
Ya se trate de reactancias limitadoras de corriente en media tensión, reactancias de línea, filtros u otros equipos especiales, Ortea pone a disposición un know-how consolidado en:
- diseño electromagnético y térmico;
- verificación de prestaciones en régimen normal y de fallo;
- cumplimiento de las normas de referencia;
- personalización mecánica e integración en la instalación.
Todo ello dentro de un portfolio completo de soluciones para power quality y eficiencia energética, íntegramente diseñadas y fabricadas en Italia y respaldadas por una red internacional de especialistas.
FAQ SOBRE LA LIMITACIÓN DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO EN MEDIA TENSIÓN
- ¿Por qué es necesaria una reactancia limitadora cuando hay generadores conectados a red?
Cuando una planta de generación está conectada a la red del DSO, los generadores contribuyen a la corriente de cortocircuito en caso de fallo. Si esta contribución supera los límites permitidos por el operador, las protecciones y los equipos de red pueden dejar de ser adecuados. Una reactancia limitadora en media tensión reduce la corriente de cortocircuito a un nivel compatible con las especificaciones del DSO y permite la conexión segura de la planta a la red. - ¿Cómo se dimensiona una reactancia limitadora de corriente en media tensión?
El dimensionamiento parte de los datos de red, de las características de los generadores y de los límites de cortocircuito impuestos por el DSO. Se define el valor de inductancia necesario para reducir la corriente de fallo, verificando al mismo tiempo la caída de tensión y las pérdidas en servicio normal. Ortea realiza también las verificaciones térmicas y mecánicas para garantizar fiabilidad, vida útil y conformidad con las normas aplicables. - ¿Qué ventajas ofrece una reactancia limitadora frente a un simple sobredimensionamiento de los equipos?
Sin reactancia, la alternativa suele ser sobredimensionar interruptores, barras y cuadros, con costes muy elevados y posibles intervenciones estructurales en la planta. La reactancia limitadora permite mantener la corriente de cortocircuito dentro de valores asumibles por los equipos existentes o por equipos estándar, simplificando la coordinación de las protecciones y reduciendo la inversión global. - ¿Cómo personaliza Ortea Next las reactancias de media tensión según las necesidades del cliente?
Ortea diseña reactancias de media tensión partiendo de las especificaciones eléctricas (tensión, corriente, inductancia, impedancia de cortocircuito) y de las restricciones de la instalación (dimensiones, peso, modo de montaje, layout de las conexiones). Se personalizan también los materiales, la clase de aislamiento, el sistema de refrigeración y la configuración mecánica, de manera que se ofrezca una solución a medida perfectamente integrada en la planta del cliente y alineada con sus objetivos de eficiencia energética y fiabilidad.
