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Los 4 cuadrantes de potencia reactiva Se refieren a las diferentes combinaciones de flujo de potencia activa (P) y potencia reactiva (Q) en un sistema eléctrico de CA. Estos cuadrantes se definen en función de si la potencia se genera o se consume, y de si el sistema suministra o absorbe potencia reactiva.
Los cuadrantes se clasifican según el signo de P (potencia activa) y Q (potencia reactiva):
| Cuadrante | Potencia activa (P) | Potencia reactiva (Q) | Descripción |
|---|---|---|---|
| Q1 | + (Consumido) | + (Rezagado, inductivo) | La carga absorbe tanto la potencia activa como la reactiva (por ejemplo, el motor de inducción). |
| Q2 | - (Generado) | + (Rezagado, inductivo) | La fuente suministra energía activa pero absorbe energía reactiva (poco común, pero posible en algunas condiciones del generador). |
| T3 | - (Generado) | - (Líder, Capacitivo) | La fuente suministra potencia activa y reactiva (por ejemplo, generación basada en inversor con soporte capacitivo). |
| T4 | + (Consumido) | - (Líder, Capacitivo) | La carga absorbe potencia activa pero suministra potencia reactiva (por ejemplo, motor síncrono sobreexcitado o banco de condensadores). |
Potencia activa (P): representa la potencia real (kW) que fluye hacia o desde un dispositivo.
+P: Se consume energía (por ejemplo, motor).
-P: Se genera energía (por ejemplo, inversor solar).
Potencia reactiva (Q): Representa la potencia que oscila entre la fuente y la carga (kVAR).
+Q: Carga inductiva (corriente retrasada, absorbe potencia reactiva).
-Q: Carga capacitiva (corriente principal, suministra potencia reactiva).
Q1 (P+, Q+): Común para motores industriales, transformadores.
Q4 (P+, Q-): Motores síncronos sobreexcitados, bancos de condensadores.
Q3 (P-, Q-): Inversores de soporte de red (parques fotovoltaicos y eólicos que suministran VArs).
Q2 (P-, Q+): Raro, pero posible en algunas condiciones del generador.
PF rezagado (Q1): carga inductiva (por ejemplo, motores).
PF adelantado (Q4): Carga capacitiva (por ejemplo, condensadores).
Unidad PF: Carga puramente resistiva (Q=0).
Comprender los 4 cuadrantes de potencia reactiva ayuda a analizar el flujo de potencia y diseñar sistemas de compensación (por ejemplo, SVG / STATCOM s, bancos de condensadores) y garantizar la estabilidad de la red. La electrónica de potencia moderna (como los inversores) puede operar en los cuatro cuadrantes para proporcionar un soporte dinámico de potencia reactiva.
Generador de variables estáticas Utilizan convertidores de fuente de tensión (VSC) con IGBT para generar o absorber potencia reactiva dinámicamente. Pueden operar en los cuatro cuadrantes del plano PQ, lo que los hace ideales para sistemas eléctricos modernos con energías renovables, cargas industriales y soporte de red.
| Cuadrante | Potencia activa (P) | Potencia reactiva (Q) | SVG Operación | Ejemplo de aplicación |
|---|---|---|---|---|
| Q1 | + (Consumido) | + (Inductivo, Retrasado) | Absorbe Q (actúa como un inductor) | Compensación del exceso de VAR capacitivos |
| Q2 | - (Generado) | + (Inductivo, Retrasado) | Suministra P, absorbe Q (raro) | Frenado regenerativo con carga inductiva |
| T3 | - (Generado) | - (Capacitiva, Avanzada) | Suministra tanto P como Q | Sistemas de energía renovable (fotovoltaica/eólica) |
| T4 | + (Consumido) | - (Capacitiva, Avanzada) | Suministra Q (actúa como un condensador) | Corrección del factor de potencia para cargas inductivas |
Tiempo de respuesta rápido (≤ 1 ciclo) en comparación con los SVC (10-50 ms).
Control continuo y suave (sin cambios escalonados como los bancos de condensadores).
Sin armónicos (utiliza inversores basados en PWM, sin necesidad de filtros).
Flujo de potencia reactiva bidireccional (puede cambiar entre absorción Q e inyección instantáneamente).
Estabilización de voltaje y factor de potencia (mejora la estabilidad de la red).
Diseño compacto y modular (de tamaño reducido en comparación con los SVC).
compatible con la red ipv6
