Zonas Seguras de Operacion generadores

Práctica 3: Zonas seguras de operación de generadores sincrónicos.

 Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Escuela Politécnica Politécnica Nacional  Quito, Ecuador

 Resumen- Los generadores sincrónicos son utilizados en las las cent centra rale less de gene genera raci ción ón eléc eléctr tric ica, a, esta estass máquinas son impulsadas por un sistema mecánico, como como por ejemplo ejemplo una una turbin turbina a la misma misma que está asociada a la potencia del generador. Las restr restricc iccion iones es que que las centra centrales les de genera generació ción n presentan nos permiten establecer zonas de operación seguras, mediante el análisis de la potencia actia ! reactia del generador en di"erentes condiciones, esta zona delimitada es propia de cada generador. #l ser ser esto estoss l$m l$mites ites una una cara caract cter er$s $sti tica ca de cada cada genera generador dor se realiz realiza a un anális análisis is de los paráme parámetro tross eléctricos que restringen la operación de la máquina como como son son la corrie corriente nte en el rotor rotor,, la corrie corriente nte de armadura armadura,, la e"iciencia e"iciencia de la máquina, máquina, la potencia potencia actia ! reactia, margen de estabilidad, etc. %sto %stoss pará paráme metr tros os eléc eléctr tric icos os está están n inc incul ulad ados os a ecuaciones no lineales que describen el comportamiento de la potencia actia ! reactia en el generador mediante curas que an delimitando una zona. La zona zona segu segura ra de oper operac ació ión n del del gene genera rado dorr nos nos permit permitirá irá apreci apreciar ar si podemo podemoss realiz realizar ar aument aumento o o disminución de oltajes sin alterar el comportamiento ! a"ectar al &istema %léctrico de Potencia.

 Índices –Máquina sincrónica, generadores sincrónicos, zonas seguras de operación, límites mecánicos, límites eléctricos, corr corrie ient ntee de arma armadu dura ra,, corr corrie ient ntee de camp campo, o, luga lugare ress  geométricos.

Un gene genera rado dorr sinc sincró róni nico co qu quee o" o"er eraa dent dentro ro de su ca"acidad nominal tendrá una %ida &til más larga! es "or  eso que realiamos el análisis de los l'mites mecánicos $ eléctricos de la central a la cual este "ertenece. El fa(ricante nos "ro"orciona las cur%as de ca"acidad del generador "ero solo se considera los l'mites térmicos de los de%anados del estator $ del rotor! una %e que el generador o"era en una central! los l'mites de o"eración son más com"le#os com"le#os $a que e)isten sistemas sistemas mecánicos mecánicos $ eléctricos asociados a él. *ara el análisis de o"eración del generador en una central eléctrica se de(en definir los l'mites de "otencia acti%a $ reac reacti% ti%aa en cond condic icio ione ness de su( su( e)ci e)cita taci ción ón $ so(r so(ree e)ci e)cita taci ción ón!! los los l'mi l'mite tess eléc eléctr tric icos os $ mecá mecáni nico coss no noss  "ro"orcionarán lugares geométricos los cuales irán delimitando una ona en un mismo gráfico de análisis! estos lugares geométricos se esta(lecerán "or ecuaciones matemáticas caracter'sticas de un generador sincrónico! as' as' como como la "o "ote tenc ncia ia mecá mecáni nica ca má)i má)ima ma $ m'ni m'nima ma entregada "or la tur(ina. *ara definir las cur%as que limitan la ona segura de o"eración del sistema motor+generador im"lementado en el la(oratorio! iremos definiendo "untos fi#os de la ona %ariando %olta#es $ corrientes $ as' lograr la "otencia acti%a $ reacti%a a los cuales estos se asocian. ,i queremos %ariar la "otencia acti%a entonces %ariaremos la %elocidad del motor! al igual que si deseamos %ariar la  "otencia reacti%a! la corriente de cam"o cam"o será la %ariante.

II. I.

I NTRODUCCIÓN

El gen genera erador dor sincró sincrónic nicoo trifás trifásico ico es una máquin máquinaa eléc eléctr tric icaa utili utilia ada da en las las cent centra rale less eléc eléctri trica cas! s! está está constituido "or una "arte fi#a llamada estator $ "or una  "arte mó%il llamada rotor! el giro del rotor se "roduce mediante una máquina que le "ro"orciona im"ulso.

I N,TRU-ENTO, UTII/0DO,

El la(oratorio de Ingenier'a Eléctrica de la Escuela *olitécnica Nacional cuenta con los res"ecti%os equi"os e instrumentos de medición "ara el análisis de máquinas eléctricas! los que utiliamos en la "ráctica se detallan a continuación

 A. EQUIPO ELÉC!ICO ELÉC!ICO − 1ru"o motor+generador de C0.

− − −

2uente trifásica %aria(le de %olta#e C0 de 3345! 64 7. 2uente fi#a de %olta#e CD de 8845. Resistencia de 994:.

 ". IN#!U$ENO# %E $E%ICI&N  − − − − − −

5olt'metro de C0 con escala ;asta 6445. 0m"er'metro de C0 con escala ;asta 8< 0. 0m"er'metro de CD. Tacómetro estro(oscó"ico. 0naliador industrial. ,incronosco"io. III.

a segunda forma $ la más fácil es a"licar el método desarrollado en el li(ro de C;arles Concordia F9G el cual mediante el estudio de generadores sincrónicos esta(lece una forma más fácil $ rá"ida de calcular el ángulo (. a fig.8 "resenta el diagrama fasorial "ara el res"ecti%o análisis.

I N2OR-E

,e "resentan los cálculos! resultados $ los "untos en las cur%as o(tenidos en las gráficas de los l'mites de o"eración.

 A. Presente los c'lculos de E y ( )ara condiciones no*inales del gru)o *otor+generador, en alores reales y en )u. T0=0 I D0TO, DE *0C0 DE 1ENER0DOR  UTII/0DO EN 0 *R>CTIC0 DE 0=OR0TORIO.

D0TO, DE *0C0 DE 1ENER0DOR  5olta#e 394 5 Corriente ?!@ 0 Ca"acidad 9!