Máquina Síncrona

PROBLEMAS DE MÁQUINAS SÍNCRONAS
PROBLEMA 1
Un alternador síncrono de rotor cílindrico de 5 MVA, 11 kV, 3000 r.p.m., 50 Hz está conectado en
estrella a una red de potencia infinita de 11 kV, 50 Hz. La impedancia síncrona del alternador es
0.8+5j Ω. El alternador se encuentra cediendo tanto potencia activa como reactiva a la red, siendo la
corriente 210 A con un factor de potencia de 0.85.Por necesidades de la red se pretende aumentar la cesión de reactiva en un 25%; sin embargo, el
sistema de excitación falla y no es posible modificar la corriente del rotor. A pesar de este
inconveniente, el alternador se sitúa en estas condiciones. Calcule para esta nueva situación:
a) El ángulo de carga.
b) La nueva corriente de línea que circula por el estátor y el factor de potencia.PROBLEMA 2
Dos alternadores trifásicos alimentan en paralelo una carga de 5000 kW con un f.d.p. 0.8 inductivo.
Uno de ellos es de rotor cilíndrico, 3000 kVA, 11 kV, conectado en estrella, resistencia de inducido 0.8
Ω, reactancia de dispersión 2 Ω y reactancia síncrona 15 Ω. El otro es de polos salientes, 11 kV,
conectado en estrella y es capaz de dar 4000 kW. Las reactancias síncronas y por faseen los ejes
directo y cuadratura son respectivamente 42 Ω y 22 Ω.
Se desea que los dos alternadores suministren, a tensión nominal, la misma potencia activa y que el
alternador de polos salientes suministre la menor potencia reactiva posible.
Calcule:
a)
b)
c)
d)

Potencias activas y reactivas suministradas por cada alternador.
Corriente de inducido y f.d.p para cada alternador.
F.e.m.E0 y ángulo de carga para cada alternador.
Id e Iq del alternador de polos salientes.

PROBLEMA 3
Dos alternadores distintos conectados en estrella están acoplados en paralelo alimentando una carga
aislada. Ambas máquinas tienen sus resistencias de inducido despreciables. La reactancia síncrona
de la primera máquina es de 3 Ω, y la de la segunda vale 4 Ω. Las f.e.m. por fase generadas porambas máquinas son iguales a 220 V, estando la f.e.m. E2 del segundo generador retrasada 20º
respecto a la f.e.m. E1 del primero. Se sabe también que la carga absorbe una corriente total de 18.1
A que está retrasada 42.5º respecto de E1. Determine:
a)
b)
c)
d)
e)

Factor de potencia de la carga.
Corrientes suministradas por cada alternador con sus f.d.p. respectivos.
Tensión simple enla barra común a ambas máquinas.
Potencias activas y reactivas suministradas por los dos generadores.
Potencias activa y reactiva absorbidas por la carga.

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PROBLEMA 4
Se dispone de dos generadores que alimentan una carga. El generador 1 tiene en vacío una
frecuencia de 51.5 Hz y una pendiente de 1 MW/Hz. El generador 2 presenta una frecuencia en vacío
de 51 Hz con la misma pendiente.Los dos generadores alimentan una carga total de 2.5 MW con
f.d.p. 0.6 inductivo. Calcule:
a) Frecuencia de funcionamiento del sistema y potencias activas suministradas por cada uno de los
generadores.
b) Si se conecta una carga adicional de 1 MW, ¿cuáles serían las nuevas potencias activas y la
nueva frecuencia del sistema?
c) En la situación del apartado anterior se aumenta en 0.5 Hz laposición del regulador del
alternador 2. Determine la nueva frecuencia del sistema y el reparto de la potencia entre los dos
generadores.

PROBLEMA 5

r
r
Obtenga, en función de E0 , V , xd, xq y el ángulo de carga, δ, las expresiones tanto de la potencia
activa como de la potencia reactiva entregada por un generador síncrono conectado a una red de
r
potencia infinita. Considere que lareferencia de fases se encuentra en la f.e.m. de vacío, E0 .

PROBLEMA 6

Un generador síncrono de rotor cilíndrico con una reactancia síncrona igual a 1.0 p.u. Ω está
conectado a una red de potencia infinita de tensión igual a 1.0 p.u. V a través de dos líneas paralelas
de reactancia igual a 0.5 p.u. Ω cada una.
a) Calcule la f.e.m. del generador, la tensión en bornas del generador y la...