Componentes Electricos De Sep

Cap´
ıtulo 1
Representaci´n de
o
componentes de SEP
En sistemas el´ctricos de potencia, un nivel de transmisi´n, consiste
e
o
de generadores sincronos para la generaci´n de energ´ el´ctrica, transo
ıa e
formadores para elevar y bajar la tensi´n, las l´
o
ıneas de transmisi´n de
o
alta tensi´n para transferir los paquetes de energ´ mecanismos de como
ıa,
pensaci´n y cargas. Enorden, para analizar un sistema de potencia, es
o
esencial desarrollar modelos matem´ticos para todas sus componentes.
a
Existen muchos libros que tratan sobre m´quinas de corriente ala
terna que proporcionan un adecuado analisis de generadores, motores
y transformadores. Desde el punto de vista del analisis de sistemas
de potencias, es posible analizar un modelo simple del circuito equivalentepara generadores sincronos, transformadores y cargas. Para el
analisis de sistemas depotencia que tiene varios niveles de tensiones, es
conveneinte utilizar el sistema por unidad.
Un diagrama completo de un sistema electrico de potencia que representa las tres fases se vuelve demasiado complicado para un sistema
de tama˜o practico. Es mucho m´s pr´ctico representar un sistema men
a
adiante simbolos sencillos para cada componente dando por resultado lo
que se llama un digrama unifilar.
El sistema por unidad lleva a una gran simplificaci´n de redes trif´sicas
o
a
que comprenden transformadores. El diagrama de impedancias dibujado sobre la base por unidad no necesita incluir transformadores

1.1

M´quinas Sincronas
a

Para la generaci´n de energ´ el´ctrica, las m´quinassincronas trifasio
ıa e
a
cas operando como generadores son utilizados en todo el mundo. Un
1

´
2CAP´
ITULO 1. REPRESENTACION DE COMPONENTES DE SEP
generador sincrono tambi´n conocido como alternador, es un mecane
ismo de conversi´n de la potencia mec´nica en el´ctrica y la alimenta
o
a
e
a la red el´ctrica. El generador sincrono consiste de un rotor que lleva
e
una bobina de campoDC para producir el flujo magn´tico. Tambi´n
e
e
consiste de un estator que lleva la bobina de armadura trif´sica, dea
o
splazadas en el espacio y tiempo 120 . Una tensi´n traf´sica balanceada
o
a
se desarrolla a tr´ves de los terminales de la armadura. El rotor gira
a
con la velocidad sincrona:

Ns =

120 f
P

r.p.m.

donde P es el n´mero de polos del alternador y f es lafrecuencia en
u
Hz . Debido al bajo rango de tensi´n y consecuentemente bajo cono
sumo de potencia, el bobinado DC es colocado en el rotor. El rotor
es tambi´n equipado con una o m´s bobinas cortocircuitadas conocie
a
das como bobinas reguladoras. La bobina DC es excitada a tr´ves de
a
anillos deslizantes en contacto con las escobillas que est´n alimentadas
a
por un generador DC montado en eleje del rotor del generador sincrono. Actualmente las escobillas se alimentan de generadores AC con
rectificadores rotativos. El aislamiento requerido del bobinado DC que
opera a 400 V DC no es muy exigente y el peso del bobinado de cobre
(debido a la baja potencia consumida) es bajo. Por lo tanto, el peso
del rotor y la inercia son bajos. Este aspecto, hace posible el dise˜o de
n
generadoressincronos de alta velocidad.
La pr´ctica de la colocaci´n del bobinado de la armadura en el
a
o
estator hace factible el dise˜o de generadores sincronos dado que es
n
f´cil el aislamiento de bobinas est´ticas. Por lo tanto es posible el
a
a
dise˜o de generadores sincronos operando a tensiones sobre los 33 kV.
n
Dependiendo del tipo de rotor, dos tipos de generadores sincronos
sondise˜ados, llamados (i) rotor cilindrico (de polos no salientes) y (ii)
n
rotor de polos salientes. Para el primer caso el bobinado se distribuye
en forma uniforme en el entrehierro, tienen alta velocidad (1500 rpm,
3000 rpm) y tienen una potencia en el rango de 150 MVA hasta 1500
MVA. Para el segundo caso (m´quinas de polos salentes) tienen un ena
trehierro no uniforme y las bobinas de...