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MODELADO DEL GENERADOR SÍNCRONO Y CURVA DE CAPABILIDAD - CIRCUITO EQUIVALENTE. - CURVA DE CAPABILIDAD. Gómez Palacio, Durango. 23 de Julio de 2009 Instructor:

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1 MODELADO DEL GENERADOR SÍNCRONO Y CURVA DE CAPABILIDAD - CIRCUITO EQUIVALENTE. - CURVA DE CAPABILIDAD. Gómez Palacio, Durango. 23 de Julio de 2009 Instructor: Raúl García Kasusky

2 CIRCUITO EQUIVALENTE El generador síncrono es uno de los elementos mas importantes de un sistema de potencia, ya que éste se encarga de generar la energía eléctrica que será transmitida a grandes distancias para ser posteriormente utilizada por los usuarios. El modelado del generador depende del tipo de análisis que se pretenda realizar, el enfoque dado en esta presentación será el correspondiente a un modelo simplificado para el análisis de estado estable. Introducción

3 Eje de campo (CD) Rotor Entrehierro Eje de la fase A Eje de la fase BEje de la fase C aa b cb c Estator Maquina síncrona de dos polos MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA

4 Generador síncrono (Tipos de rotor) GENERADOR DE POLOS LISOS (ROTOR CILÍNDRICO) 4 polos NN S S GENERADOR DE POLOS SALIENTES 4 polos NN S S

5 Generador síncrono de polos lisos (Rotor Cilíndrico) Diagrama fasorial La referencia es el voltaje de terminales: La magnitud del voltaje interno es proporcional a la corriente de campo: La impedancia de la maquina: Circuito equivalente Ecuación de voltaje del circuito: Voltaje interno. Donde: Resistencia de armadura. Reactancia síncrona. Voltaje en terminales. Corriente

6 Generador síncrono de polos lisos (Rotor cilíndrico) Potencia de generación: Donde: Entonces: Sise desprecia: Donde:

7 Generador síncrono de polos salientes Potencia de generación: S N Eje d Eje q Diagrama fasorial

8 CURVA DE CAPABILIDAD La curva de capabilidad de un generador se deriva de manera simplificada sin tomar en cuenta el efecto de saturación y despreciando la resistencia y capacitancia en los devanados. Cuando la máquina síncrona opera en sus valores nominales, es decir; valores a los cuales los devanados y el núcleo alcanzan la temperatura de régimen de diseño, se obtienen las fronteras de la región de operación dentro de la cual la máquina no sufre daño ni envejecimiento prematuro.

9 Curva de capabilidad del generador de polos lisos Límite de corriente de campo Recordando: Entonces: Rotor: Límite de calentamiento de cabezales o de subexcitación Límite máximo de la fuente de energía mecánica Límite mínimo de la fuente de energía mecánica Límite de corriente en el estator Estator: Límite práctico de estabilidad

10 Curva de capabilidad del generador de polos salientes Recordando: Estator: Rotor: ABC Ángulo : Voltaje interno: Ángulo máximo :

11 Curva de capabilidad del generador de polos salientes Límite practico de estabilidad (margen de 10%) Límite de corriente en el estator Circulo de reluctancia Límite de corriente de campo Límite teórico de estabilidad permanente Límite práctico de estabilidad permanente 10%

12 Condensador Síncrono Suponiendo: Generador sobreexcitado: Generador subexcitado: Lugares geométricos de potencia constante para : E, I Generador con excitación normal:

13 Practica: Un generador trifásico de 60Hz, 635 MVA, factor de potencia de 0.95, 24 kV, 3600 rpm, tiene la carta de operación que se muestra posteriormente. El generador esta entregando a una barra infinita MW y MVAR a 22.8 kV. Calcule el voltaje de excitación E, además de localizar el punto de operación real en la curva de capabilidad ya mencionada. La reactancia síncrona es pu sobre la base de la maquina y la resistencia es insignificante. Utilizando el programa interactivo (CurvasPLPS) desarrollado en Matlab, llene la primera sección de la tabla que se muestra a continuación para el generador del problema anterior. Además llene la segunda sección para el mismo generador con un rotor de polos salientes, considerando que las reactancias de eje directo y de cuadratura son: xd = 1 pu y xq = 0.6 pu, los parámetros restantes son similares.

14 CURSO: CONTROL DE SEPs III NOMBRE: ____________________________


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