Estabilidad en sistemas de potencia

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Introducción
El estudio de la estabilidad de sistemas eléctricos corresponde a un área de estudios muy amplia que se relaciona directamente con disciplinas de control y máquinas eléctricas. La estabilidad corresponde a la capacidad de un sistema de desarrollar fuerzas restauradoras iguales o mayores a las fuerzas perturbadoras. Un sistema se mantiene estable en la medida que sus máquinas soncapaces de mantenerse en sincronismo. En particular, Estabilidad Transitoria, se refiere a la habilidad de un sistema eléctrico de potencia de volver al sincronismo (mismo estado de partida o muy cercano) frente a perturbaciones pequeñas y lentas. En este análisis adquiere una gran importancia la curva de ángulo y potencia. Para el análisis de estabilidad, se estudia la ecuación de oscilación, quees la ecuación diferencial que describe el movimiento relativo del eje del rotor respecto de los ejes del campo magnético resultante durante una perturbación. Comportamiento de un generador sincrónico con respecto a una barra infinita. Para obtener el ángulo de potencia que determina la mayor área de aceleración sin que la maquina pierda el sincronismo es llamado ángulo critico y al tiemponecesario para alcanzar ese ángulo se le llama tiempo critico; por otra parte los procedimientos necesarios para el análisis de la estabilidad de un sistema multimáquinas y los factores que condicionan la estabilidad transitoria son los temas fundamentales que se presentan para el análisis de estabilidad en sistemas de potencia.

1.1 ESTABILIDAD EN SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA
La estabilidad es lapropiedad de un sistema eléctrico de potencia, o de sus partes componentes, de mantenerse en estado de equilibrio energético(o sincronismo) cuando ha sido sometido a acciones perturbadoras.
Estabilidad Estacionaria:
Un sistema de potencia tiene estabilidad estacionaria para una condición operativa particular, cuando los cambios se producen tan gradualmente que los efectos transitorios puedendespreciarse (t> 300seg), esto es también conocido como estabilidad de pequeñas perturbaciones en un sistema de potencia. Si después de una pequeña perturbación el sistema alcanza una condición de operación estable idéntica o muy cerca de la condición operativa que existía antes de la perturbación, en este caso suelen ser conexión o desconexión de cargas pequeñas.
Estabilidad Transitoria:
Unsistema de potencia tiene estabilidad transitoria para una condición operativa particular y para una perturbación particular si después de la perturbación alcanza una aceptable condición de operación estable. Las perturbaciones en este caso suelen ser cortocircuitos, conexión o desconexión de líneas y aplicación o remoción de grandes cargas. Cuando los cambios de cargas se producen bruscamente (0 ≤t ≤ 1 seg).
1.2 FUNDAMENTOS FÍSICOS DEL GENERADOR SINCRONICO
Los generadores sincrónicos o alternadores son maquinas sincrónicas que se usan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de corriente alterna. En un generador sincrónico se aplica al embobinado del rotor una corriente continua, se producirá un campo magnético en el rotor. Entonces, el rotor del generador se impulsará pormedio de un motor primario, lo cual producirá un campo magnético rotatorio dentro de la maquina. Este campo magnético rotatorio inducirá un sistema trifásico de voltaje dentro del embobinado del estator del generador.

Circuito equivalente

Rotor: Pieza cilíndrica montada sobre el eje móvil.

Estator: Pieza cilíndrica hueca que envuelve alrotor y está separada de éste por el entrehierro.

El rotor de un generador sincrónico es esencialmente un gran electroimán. Los polos magnéticos del rotor pueden ser de construcción salientes y no salientes. Los rotores de polo no saliente se usan normal mente para rotores de dos y cuatro polos, mientras que los de polos salientes se utilizan normal mente en rotores cuatro o más polos.

El...
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