Ej. Centrales Eléctricas

CENTRALS ELECTRIQUES





1. Construir un gráfico de potencias-corrientes de una máquina síncrono en una hoja A4, que tenga las siguientes características:
Tensión nominal: 10 kV (de fase)
Potencias nominal: 100x MVA
Reactancias síncrona: j1y p.u. (resistencia despreciable)
Fuerza electromotriz máxima, E: 1,8x p.u.
Potencia activa máxima de la máquina motriz:0,9+(0.08y)
Indicar claramente en una tabla los valores nominales de la máquina síncrina y las unidades en que se dan dichos valores.
En el gráfico deben aparecer al menos las siguientes líneas: cos : 0.8, 0.85, 0.9, -0.9, -0.85 y -0.8; las intensidades del 100, 75, 50 y 25 %; potencias activas: 100, 75, 50 y 25 %; potencias reactivas 100, 75, 50, 25 , -100, -75, -50 y -25 %, indicando también en quecaso se está alimentando cargas inductiva y en cual capacitivas ; las E del 200, 175, 150, 125, 100, 75, 50 y 25 %, y resaltadas en un color más oscuro (o claramente distinguible) las líneas de los límites de funcionamiento. Todos los datos de la gráfica estarán en unidades del Sistema Internacional. Indicar también las escalas del gráfico para cada valor leido: kV/cm o cuadro, A/cm, MW/cm, …Cálculos :

In=Sn3·Vf → In== 86.7·1063·10·103=2890 A

Xs=Xpu·UL2SN→ Xs=1.5606·10·103·3286.7=3.75Ω

Emax=1.5606·Uf→ Emax== 1.5606·10·103=15.6 KV

Pmax= 0.986·Sn→ Pmax=0.986·86.7·106=84.97 KW

Qmax=Sn2-P2→ Qmax= 86.7·1062-0=86.7MVAr

Escalas del diagrama:

Escala tensión=2KVcuadro

Xs·Imax=3,75·2890=10837.5 V

10837.5 V2000Vcuadro=5.418 cuadros

Escalapotencia=86.7 MVA5,418=16 MVAcuadro

Escala intensidad=28905,418=533.4 Acuadro

2cm=1 cuadro

Sobre dicha gráfica y partiendo de vacío (1), se debe señalar el siguiente recorrido: se aumentar la excitación hasta llegar a un límite de la máquina (2); desde ahí aumentar la potencia mecánica hasta llegar a un límite (3); cambiar lo necesario para desde ese punto cambiar el cos hacia capacitivo hastallegar a un limite pero manteniendo la potencia activa constante(4); desde ahí a corriente constante ir a coseno de fi 0,6 capacitivo (5); desde ese punto reducir la potencia mecánica a cero (6), y por último desde allí llegar a vacío ajustando la excitación (7).

Sobre una tabla representar las siguientes variables: I, E, S, P, Q, cos y XI, de cada uno de los puntos que forman el trayectoanterior.

Punto | I (A) | E (kV) | P (MW) | Q (MVAr) | S (MVA) | cos fi | X·I (KV) |
1 | 0 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 | 1333,5 | 15 | 0 | 40 | 40 | 0 | 5 |
3 | 2827,02 | 15 | 84,8 | 4,8 | 84,94 | 0,998 | 10,7 |
4 | 2895,25 | 13,1 | 84,8 | -18,4 | 86,77 | -0,97 | 10,9 |
5 | 2895,25 | 6,7 | 52,8 | -68,8 | 86,73 | -0,6 | 10,9 |
6 | 2293,62 | 1,4 | 0 | -68,8 | 68,8 | 0 | 8,6 |
7 | 0 | 10| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |

2. Buscar un sistema de excitación de máquina síncrona (diferentes a los de los apuntes y exámenes) que vaya acompañado de un gráfico. Copiarlo en un A4 y comentar los elementos que lo componen (todos los simbolos del dibujo, menos los cables, deben estar asociadosa un nombre o explicación, como: transformador de corriente, anillos rozantes, rectificador detiristores, …). Indicar bibliografía, libro, revista, dirección web, fabricante…. Se valorará originalidad del esquema. Separar el esquema en los partes (con una línea de color, por ejemplo) los elementos de potencia y los elementos de control.

Dispositivo de excitación de un turbogenerador con excitatriz de corriente alterna y diodos.

* 1.-Excitatriz de corriente alterna (f=150 Hz)
* 2.-Puente de diodos
* 3.-Excitatriz piloto de imanes permanentes
* 4.-Puente de regulación de tiristores
* 7.-Transformador regulador
* 8.-Puente rectificador de diodos
* 9.-Resistencia de desexcitación
* 10.-Conmutador de funcionamiento manual o automático.

Responder a las siguientes preguntas sobre ese sistema de excitación:
* ¿Qué elementos determinan lo rápido...