CURVA DE CAPACIDAD FG

CURVA: CAPACIDAD DE LA MAQUINA SINCRONA DICIEMBRE 2013
Francisco Javier González López

CAPACIDAD DE LA
MAQUINA SINCRONA

Ver la figura correspondiente en el libro de texto.
Evítese el modismo “capabilidad”.

Este análisis parte del análisis del circuito equivalente del Generador Síncrono,
en el que si se desprecian las pérdidas se cumple que
E f = jI a X s + Vt

Esta ecuación es la base para laconstrucción del diagrama vectorial.

Razonamiento previo: Un generador se especifica para una potencia nominal en
MVA, correspondiente a un factor de potencia (0.8 o 0.85 o 0.9 en retraso) y una
tensión nominal, que representa la máxima potencia que la máquina puede generar sin

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exceder su límite decalentamiento. El factor de potencia referido es el correspondiente
al valor máximo permitido de la corriente de excitación en el rotor, arriba del cual el
recalentamiento del mismo es inadmisible.
Si la máquina está operando a su potencia nominal en MVA, para variar el factor
de potencia de su “valor nominal” (0.8 en retraso por ejemplo) a 1.00, la corriente de
excitación se reduce y la temperatura delrotor disminuye; en cambio, para hacer
trabajar la máquina con factor de potencia menor que “su valor nominal” la corriente de
excitación debe aumentarse, con el consiguiente recalentamiento del rotor.
Como el interés estriba en analizar la potencia, en lugar de diagramas vectoriales
de fuerzas magnetomotrices, se utilizan diagramas vectoriales de voltajes y corrientes.

CORRIENTE DE EXCITACIÓNCONSTANTE
En la figura 2a se muestra el diagrama vectorial del generador síncrono con
factor de potencia en retraso. Si su corriente de excitación se ajusta a su máximo
valor y se mantiene constante para distintas condiciones de carga de la máquina,
cualquier variación de la corriente de inducido (variación de P o Q) hace que la tensión
inducida E f sólo cambie su posición angular δ manteniendoconstante su módulo; por
lo que su punta describe una circunferencia y el factor de potencia de la máquina se
modifica consecuentemente. En la figura 2b hay un incremento tanto de potencia activa
( P ∝ sen δ ), como de potencia reactiva ( Q ∝ cos δ ) , con respecto al caso de la figura
2a, y dado que E f se mantiene constante la corriente de inducido aumenta y el factor
de potencia tiende a 1.00 ( Pgenerada aumenta y Q se reduce, el generador reduce la
cantidad de potencia reactiva cedida al sistema).

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a)

b)

Figura 2
Nótese que, puesto que el ángulo de par puede variar entre 00 y 90o, si la
excitación no se varía, el ángulo de la corriente de inducido con respecto a la tensión en
terminales puede variarentre -90o y 0o en atraso; pero en adelanto no es posible que
alcance los +90o.

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Figura 3

ENTRE PARENTISIS
En el caso descrito en la figura 2b, se da una reducción de la potencia reactiva
cedida por parte del generador al sistema.1 Si la potencia reactiva total abastecida al
sistema se reduce y su demandapermanece constante se da una reducción del voltaje en
terminales Vt ; sin embargo, puesto que se supone que el voltaje en terminales
permanece constante, y esto se logra sólo cuando la potencia reactiva generada iguala a
la potencia reactiva demandada, otras máquinas o capacitores deben suministrar la
potencia reactiva necesaria para contrarrestar el déficit.
En lo que corresponde a la potenciaactiva, en la figura 2b se ve que también
aumenta, lo que implica que se incrementa la potencia mecánica del primotor. Si la
demanda de MW del sistema se mantiene igual que antes de que se dé el cambio en la
potencia activa generada, se da un incremento de la frecuencia en el sistema; por lo que,

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para evitarlo,...