generador sincrono

CAPITULO 1
LA MAQUINA SINCRONA

1.1.- Generalidades
Desde el punto de vista del comportamiento de un generador sincrónico en un
SEP se pueden identificar las variables mostradas en la figura siguiente.

Figura 1.1.- Representación esquemática de una Máquina Síncrona
En general, el cambio de cualquiera de las variables de control, afecta a las
cuatro variables de salidas.
En un sistemade potencia, la actuación sobre el torque de la máquina motriz
hace posible mantener un balance exacto entre la potencia activa generada en el
sistema y la potencia activa consumida por las cargas más las pérdidas. Este balance
permite que el sistema trabaje a una frecuencia constante.
Por otra parte, actuando sobre la corriente de excitación de cada generador, es
posible mantener un balanceexacto entre las potencias reactivas generadas y las del
consumo y pérdidas. Este balance permite mantener una tensión constante (en
módulo) en las barras del sistema

a.-Generador conectado a una barra infinita
La tendencia actual es trabajar con un sistema eléctrico de transmisión y
distribución que interconecte las diferentes centrales generadoras y los puntos de
consumo, de modo que unasola central y más aún, una sola máquina representa un
porcentaje bajísimo de la potencia total del sistema. Evidentemente esta máquina no
estará capacitada para alterar ni el voltaje ni la frecuencia del sistema eléctrico. En el
límite se puede considerar que el sistema mantiene el voltaje y la frecuencia
invariables, lo que se puede asimilar a una máquina que tiene cero impedancia
internae inercia rotacional infinita. Se habla entonces de una “barra infinita” (Figura
1.2.-).

Figura 1.2.- Representación de una barra infinita

Un gran SEP puede considerarse como una barra infinita para muchos
fines prácticos. En este caso entonces, dado que el voltaje y la frecuencia se mantienen
constantes, las variables de salida se reducen a las potencias activa P y reactiva Q
donde lacorriente de excitación Iexc influye fundamentalmente en Q y el torque
motriz Tm influye básicamente en P; es decir, hay un acoplamiento débil entre Iexc y
P y entre Tm y Q.

b.-

Condiciones de puesta en paralelo

Para operar dentro de un sistema eléctrico, un generador síncrono debe
trabajar normalmente en paralelo con otros generadores, unidos a una barra de
generación común, sipertenecen a una misma central o separados por alguna
impedancia (líneas, transformadores) si pertenecen a centrales diferentes. Tratándose
de alternadores polifásicos, las condiciones de puesta en paralelo son las siguientes:
-

Módulo de la tensión en bornes igual a la existente en la barra. Se actúa sobre la
corriente de excitación

- Frecuencia igual a la de la barra. Se actúa sobre eltorque motriz
- Igual secuencia de fases
- Igualdad en la forma de onda

c.-Generador alimentando una carga individual

Supongamos por simplicidad que la carga es de tipo impedancia estática y se
aumenta Tm. En este caso, al aumentar Tm, aumenta la velocidad y por lo tanto
varían tanto la frecuencia como el voltaje y en consecuencia, varían también P y Q.

1.2.- Parámetros de la máquinasíncrona
- De régimen permanente
Rotor cilíndrico: Impedancia síncrona Zs= Rs + jXs , habitualmente Zs= jXs
Rotor de polos salientes : Reactancia de eje directo
: Xd
Reactancia de eje en cuadratura : Xq
- De régimen transitorio (sin considerar enrollados amortiguadores)
Reactancia transiente de eje directo: X'd
Constante transiente de tiempo: 'd
Adicionalmente, para el estudio delcomportamiento de la máquina síncrona en
régimen desbalanceado es necesario introducir los parámetros impedancia de
secuencia cero (Z0), positiva (Z1) y negativa (Z2) que se estudiarán posteriormente, así
como la reactancia subtransiente (X"d)
1.3.- Circuitos equivalentes de la máquina síncrona
Los circuitos equivalentes dependen del tipo de máquina (rotor cilíndrico o de
polos salientes), del tipo...