La corriente de magnetización inicial (irrupción) que se produce en los transformadores también se produce durante la energización de reactores shunt con núcleos de hierro y entrehierro. El fenómeno de irrupción, que puede definirse como una sobrecorriente de energización, se caracteriza por una corriente sinusoidal sumada a una componente de CC con decaimiento exponencial. Este decaimiento depende de la relación X/R, que a su vez depende de las características constructivas intrínsecas del equipo.
Aquí ya podemos destacar la primera gran diferencia entre el comportamiento de magnetización de los reactores shunt y los transformadores: el tiempo de amortiguación de la corriente.
Esto se debe a que la relación X/R en los reactores shunt suele presentar valores más altos, dada la reactancia y la resistencia característica de estos dispositivos. Es importante destacar que el tiempo de amortiguamiento depende de las características magnéticas de cada diseño y del sistema donde se instala el equipo, y no puede generalizarse.
Sin embargo, generalmente, para los reactores shunt, el tiempo de amortiguamiento del fenómeno de magnetización puede ser de hasta unos pocos segundos, mientras que para los transformadores, comúnmente es de sólo unos pocos milisegundos (unos pocos ciclos de red).
En cuanto al componente de corriente continua en el reactor shunt, su duración prolongada puede afectar negativamente la saturación de los transformadores de corriente (TC) del sistema y dañar el aislamiento y las conexiones del reactor por sobrecalentamiento. Es importante destacar que, cuando el TC está saturado, su medición secundaria se distorsiona, lo que resulta en una protección inexacta para los equipos de la subestación e incluso en acciones inapropiadas y paradas no programadas.
Ahora bien, en lo que respecta a la amplitud de la corriente de magnetización, este valor puede alcanzar típicamente de 2 a 5 veces la corriente nominal, según algunos casos modelados típicos.
Normalmente, la amplitud de la corriente magnetizante en los reactores shunt no es tan alta como la de los transformadores.
La amplitud de la corriente magnetizante, así como el tiempo de amortiguamiento, dependen de las características magnéticas de cada diseño y del sistema donde se instala, así como del instante de energización y del contenido armónico durante la misma. Todas estas variables se calculan; sin embargo, la mayoría de los modelos representan el reactor como un circuito con una resistencia (R) en serie con un inductor (L). Este modelado no representa la característica fundamental de no linealidad del núcleo ferromagnético del equipo, que presenta niveles de saturación durante la energización.
Por lo tanto, para modelar correctamente el comportamiento electromagnético de magnetización no lineal de baja frecuencia de los reactores shunt en el sistema eléctrico, se utilizan programas informáticos que emplean modelos de circuitos construidos con parámetros basados en las características magnéticas de cada diseño específico. Los aspectos más significativos para definir estos parámetros están relacionados con las características constructivas de la parte activa del reactor, incluyendo el núcleo, los entrehierros y los devanados.
Por lo tanto, con esta información, se construye el circuito eléctrico equivalente, derivado de la transformación basada en la dualidad eléctrica y magnética del circuito. Con este modelo equivalente del reactor shunt, construido con elementos no lineales, es posible simular su rendimiento electromagnético con mucha mayor precisión en software específico de análisis de sistemas eléctricos, como ATP y otros.
Por lo tanto, considerando la creciente demanda de modelado adecuado de sistemas eléctricos, se puede destacar que estos estudios de baja frecuencia realizados con modelos que consideran la característica electromagnética no lineal se vuelven fundamentales para el análisis del desempeño del reactor en el sistema eléctrico, especialmente en relación a desafíos operacionales típicos como corrientes de entrada, subtensiones, sobretensiones y ferroresonancia.