Pruebas en vacio y corto cricuito en generadores sincronos

PRUEBAS EN VACIO Y CORTOCIRCUITO GENERADORES SINCRONOS

1 .-RESUMEN:

Los límites de operación de una máquina eléctrica son muy importantes, así como, su obtención y lugar geométrico en un gráfico conocido como curva de capacidad o carta de operación.

Se puede obtener dicha carta de operación por medio de pruebas que se le realizan al generador síncrono o a partir de los datos originalesdel mismo. Las pruebas que se detallan son las de vacío, cortocircuito, deslizamiento y carrera térmica.

Estas pruebas son utilizadas para obtener la curva de capacidad para un generador síncrono, obteniéndose datos de corriente, voltaje, temperatura. La construcción de dicha curva se encuentra detallada, así como, las ecuaciones a utilizar.

El grado exactitud del método de pruebas esbastante alto y su utilidad para conocer el funcionamiento de un generador bastante utilizado.

2.- OBJETIVOS:

* Desarrollar el Análisis de las Pruebas de Vacio y Cortocircuito en Un Generador Síncrono y comprender su importancia para obtener su curva de capacidad.

* Proveer las ecuaciones de las pruebas de Vacio Y Cortocircuito que intervienen la curva de capacidad del generadorsincrono.

3.- FUNDAMENTO TEORICO:

3.1.-Máquina síncrona

En una máquina sincrónica se lleva a cabo una alternancia de flujos de corriente en el devanado de inducido o armadura, y el devanado de campo se abastece de una corriente directa de excitación. El devanado de inducido o armadura invariablemente se encuentra en el estator y por lo general es trifásico. El devanado de campo se ubica en elrotor. [1]

Un generador síncrono es una máquina síncrona que convierte potencia mecánica en potencia eléctrica, mientras que un motor síncrono es una máquina que convierte potencia eléctrica en mecánica. De hecho, son iguales físicamente.

Una máquina síncrona puede suministrar potencia real a un sistema de potencia o consumirla de éste y puede suministrar potencia reactiva a un sistema depotencia o consumirla de éste. Las cuatro combinaciones de flujos de potencia real y reactiva son posibles,[2] y sus diagramas fasoriales se muestran a continuación.

Diagrama fasoriales que muestran la generación y consumo de potencia real P y potencia
reactiva Q en los motores y generadores síncronos. [2]

Nótese en la figura que

1. La característica distintiva de un generador síncrono (quesuministra P) es que EA está delante de VΦ, mientras que en un motor EA está detrás de VΦ.

2. La característica distintiva de una máquina que suministra potencia reactiva Q es que EA cos δ > VΦ sin importar que la máquina actúa como generador o motor. Si una máquina consume potencia reactiva Q, EA cos δ < VΦ.[2]
2. DETERMINACIÓN DE LAS CURVAS DE CAPACIDAD PARA GENERADORES SÍNCRONOSEn esta parte se determinará y analizará el método para construir la carta de operación del generador síncrono de polos lisos así como para el de polos salientes.

2.1 Obtención de la carta de operación para un generador de polos lisos

Para determinar los límites de funcionamiento del generador, partiremos de las ecuaciones de potencias específicas para el generador síncrono de rotor depolos lisos; estas ecuaciones son las siguientes:

S² = P² + Q²…………………………….(1)

P = V*Ef*Senδ …………………………(2)
Xs

Q = V*Ef*Cosδ - V² …………………..(3)
Xs Xs

Luego operando estas ecuaciones encontramos:

P² + ( Q + V² )² = ( V*Ef )² ……………..(4)
XsXs

Esta ecuación representa un círculo con centro en:

Q = - V²/Xs……………………………….(5)

y radio:

r = V*Ef/Xs……………………………….(6)


Donde:

P: Potencia activa (W)
Q: Potencia reactiva (VAR)
V: Tensión en terminales (V)
Ef: Fuerza electromotriz inducida (V)
δ: Ángulo de torque
Xs: Reactancia síncrona (Ω)

2.1.1 Determinación del lugar geométrico de la máxima...