Calculo De Ajustes De Generador IEEE

Cálculo de ajustes de Generador
IEEE C37.102-2006
Ejemplo práctico

JyG Ingeniería S.A.

“Hacemos sus instalaciones eléctricas mas seguras y confiables”

1

Datos de la planta generadora
Generador:
S=492 MVA
V=20 kV
Impedancias:
Xd= 1.1888 pu
X’d= 0.20577 pu
X’’d=0.17847 pu
X2= 0.17676 pu
492 MVA base

Transformador elevador:
S=425 MVA
V=145 kV / 19 kV
Impedancia:
XT= 0.1111 pu
425 MVA baseSistema de potencia (equivalente de red)
ZmaxS1=0.000511+j0.010033 pu
ZmaxS0=0.001046+j0.017206 pu
en base de 100 MVA
Impedancia de la línea de transmisión mas larga
ZLL1=0.01095+j0.11546 pu
ZLL0=0.07370+j0.37449 pu
en base de 100 MVA
2

Datos completos del generador
• Potencia aparente (S) = 492 MVA
• Voltaje (V)= 20 kV
• Corriente (I)= 14,202

A

• Factor de potencia= 0.77
• 3-fases, 60 Hz., 3600RPM
• Generador síncrono

de rotor cilíndrico,

• Turbina de vapor como fuente de movimiento mecánica

JyG Ingeniería S.A.

“Hacemos sus instalaciones eléctricas mas seguras y confiables”

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Datos completos del generador
• Reactancia síncrona

de eje directo (Xd) = 1.1888 pu

• Reactancia transitoria saturada de eje directo (X’d) = 0.20577
• Reactancia subtransitoria

pu

saturada de eje directo(X’’d) = 0.17847 pu

• Reactancia de secuencia negativa (X2) = 0.17676

pu

• Relación de Transformador de potencial (conexión Y-tierra / Y-tierra)

20,000
= 166.67
𝑉𝑉𝑉𝑉 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 =
120
• Relación de Transformador de corriente
18,000
𝐶𝐶𝑇𝑇 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 =
= 3,600
5

JyG Ingeniería S.A.

“Hacemos sus instalaciones eléctricas mas seguras y confiables”

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Datos de transformador elevador
• Potenciaaparente (S) = 425 MVA
• Voltajes = 145 kV/19 kV
• Conexión = Y-tierra / Δ
• Dos devanados
• 3-fases, 60 Hz., 3600 RPM
• Reactancia de fuga (XT) = 0.1111

pu en base de 425 MVA

• El tap del transformador se encuentra en 145 kV Tap.

JyG Ingeniería S.A.

“Hacemos sus instalaciones eléctricas mas seguras y confiables”

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Datos del sistema de potencia
• Todas

las impedancias del sistema estánpresentadas en base de
100 MVA y 138 kV.

• Impedancias

cero son:

• Impedancia

durante máxima generación de secuencia positiva y
𝑍𝑍max 𝑆𝑆1 = 0.000511 + 𝑗𝑗0.010033 𝑝𝑝𝑝𝑝
𝑍𝑍max 𝑆𝑆0 = 0.0001046 + 𝑗𝑗0.017206 𝑝𝑝𝑝𝑝

de secuencia positiva durante mínima generación
(sistema débil)
𝑍𝑍min 𝑆𝑆1 = 0.00105 + 𝑗𝑗0.016463 𝑝𝑝𝑝𝑝

JyG Ingeniería S.A.

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6Datos del sistema de potencia
• Impedancia

de secuencia positiva y cero de la línea de transmisión mas
larga conectada al bus de la unidad de transformación.

• Impedancia

𝑍𝑍LL 1 = 0.01095 + 𝑗𝑗0.11546 𝑝𝑝𝑝𝑝
𝑍𝑍LL 0 = 0.07370 + 𝑗𝑗0.37449 𝑝𝑝𝑝𝑝

de secuencia positiva y cero de la línea de transmisión mas corta
conectada al bus de la unidad de transformación.
𝑍𝑍SL 1 = 0.00546 + 𝑗𝑗0.05773 𝑝𝑝𝑝𝑝
𝑍𝑍SL 0 =0.03685 + 𝑗𝑗0.18725 𝑝𝑝𝑝𝑝

Tenemos lo necesario!!
Manos a la obra

JyG Ingeniería S.A.

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Primer paso – Convertir todos los datos a la base del generador
Utilizando los MVA y kV del generador, la impedancia del transformador se obtiene de la siguiente ecuación:
𝑋𝑋𝑇𝑇𝑇𝑇

𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑇𝑇2
=
𝑋𝑋
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑇𝑇 𝑘𝑘𝑘𝑘𝐺𝐺2 𝑇𝑇

𝑋𝑋𝑇𝑇𝑇𝑇 =

492 192
∗*0.1111
425 202

𝑋𝑋𝑇𝑇𝑇𝑇 =0.11607 pu

Como el voltaje del sistema es diferente del voltaje base del transformador, primero es necesario convertir las
impedancias del sistema a valores base del transformador y luego a la base del generador.

𝑍𝑍max 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆

𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑇𝑇 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑆𝑆2
=
𝑍𝑍
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑆𝑆 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑇𝑇2 max 𝑆𝑆𝑆

𝑍𝑍max 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =0.001967+j0.038623 pu

JyG Ingeniería S.A.

𝑍𝑍max 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =

425 1382
∗*(0.000511+j0.010033)
100 1452

“Hacemos sus instalaciones eléctricas mas seguras y confiables”

8

Primer paso – Convertir todos los datos a la base del generador
Ahora convertimos la impedancia de máxima generación del sistema a base del generador

𝑍𝑍max 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆

2
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇
=
𝑍𝑍max 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 𝑇𝑇 𝑘𝑘𝑘𝑘𝐺𝐺2

𝑍𝑍max 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =0.002055+j0.040352 pu

𝑍𝑍max 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆 =

492 192
∗ *(0.001967+j0.038623)
425...