Curva de Capacidad Generador Sincrono

Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Ciclo 2011-A

CURVA DE CAPACIDAD DEL GENERADOR 1. PROBLEMA Nº 1 Se tiene un generador con los siguientes datos:

S V L

 119.2 MVA  13.8 k V

 0.8 Cone Conexi xión ón  Estr Estrel ella la (Y ) N polo poloss  2 X 3.6315  s Cos

P

turbina

fase

 110 MW

Hallar la curva de capacidad del generador:

Resolución 1: 1.1 Cálculo del Q : Para Hallar el valor de Q que está dada por la formula: Q 

3.V 2 X s

; Donde V es el

voltaje de fase debido a que X s es un dato de fase y el valor de V L  13.8 V es de línea y como esta en conexión estrella seria V L 

V L



3

13.8 3

V , si estuviera conectado en 

sería el mismo valor V L  V  ; reemplazando en : 2

 13.8  3.   2 3.V 3      52.44 MVAR Q 3.6315

X s

1.2 Cálculo del I a : Para calcular la corriente en forma fasorial hacemos de la siguiente:

I L 

S KVA 3 xV L



119200 3x13.8

 4986.97 ,

Es la corriente de Línea que es igual a la corriente de fase en estrella, si fuera la conexión en triangulo se haría lo mismo pero tener en cuenta que I a 

I L 3

.

Para calcular el ángulo Cos  0.8 , como es una maquina él Cos   0.8 es negativo y el ángulo es

   36.87

4986.9 .97 71 36.8 36.87 7 La corriente en forma fasorial fasorial de fase será: I a  4986

Máquinas Eléctricas III Saul Abel Gamarra Quispe

1



1.3 Cálculo del E af : Para calcular E af que está dada por la formula: Eaf  V  Xs x Ia

 13800     j3.6315 x  4986.971  36.87  3 

Eaf  

E af  23761.50 37.57 V 1.4 Cálculo del DE : Para calcular DE que está dada por la formula: DE 

3 xVxE af

X s

 13800   x  23761.50  3  

3 x 

DE 

3.6315

DE 156.40

1.5 Cálculo de la Potencia Práctica Hallamos

MVAR

P pract :

P pract por la formula: P pract  0.925 xPN

;

P N  S N xCos  119.2 x 0.8  95.36 MW

P pract  0.925 x95.36 P pract  88.21 MW


2



1.6 Pasos para construir la Curva de Capacidad del Generador:  Primero trazamos los ejes de referencia, luego trazamos una circunferencia de radio de S  119.2 MVA

 Como ya calculamos Q   52.44 MVAR el origen del circulo de la corriente del rotor, ubicamos este punto en eje de las ordenadas (MVAR) y luego trazamos un eje horizontal paralelo al eje MW


3



 Desde el punto Q  52.44 MVAR trazamos la distancia proporcional a E a que es 156.40 DE

, esta curva es el límite del rotor (límite de la corriente de campo) MVAR

 Ahora vemos el factor de potencia Cos  0.8 y el ángulo seria



 36.87 , trazamos

una recta hasta la curva y obtenemos la Potencia nominal S N


4



 A continuación trazamos el límite de la turbina P

turbina

 110 MW , y vemos que el

límite del estator está dado por la curva a-b

 Luego proyectamos S N hasta el eje de las X (MW) y tenemos la P N y luego prolongamos hasta cortar el eje de Q  52.44 MVAR y en el punto de intersección le denominaremos “m”


5



 Luego cortamos con un cuarto de circunferencia desde el punto Q   52.44 MVAR hasta en punto “m”

 A continuación llevamos la Potencia practica P pract  88.21 MW y trazamos una perpendicular al eje Q  52.44 MVAR


6



 Vemos que P pract  88.21 MW corta con el cuarto de circunferencia en el punto “c” , luego unimos el punto Q   52.44 MVAR con

“c” , y este sería el límite de

estabilidad

 Hallamos

la

Potencia

Reactiva

práctica

Q pract  36.23 MVAR ,

tenemos

P pract  88.21 MW , S pract  P N  95.36 MVA ,  pract  22.33


7



 Luego prolongamos la recta de la potencia practica P pract  88.21 MW hasta el primer cuadrante, y llevamos Q pract  36.23 MVAR también al primer cuadrante

 Se necesita llevar toda el área sombreada al primer cuadrante, los valores de P pract  88.21 MW y Q pract  36.23 MVAR son medidos por el vatímetro y por el medidor de potencia reactiva


8



1.7 Anexos: Anexo N° 1: Calculo en conexión Estrella CURVA DE CAPACIDAD DEL GENERADOR 1- Datos

S V L Conexión Cos N Polos X s Pturbina

119.2 MVA 13.8 kV

 

1 0.8 2 Polos 3.6315  fase 110 MW



   

2- Calculo de Q 2

3.V

Q

X s



-52.44 MVAR

3- Calculo de I a

I L

S KVA



3 xV L

Cos

I a



 4986.97 A

  -36.87

0.8

4986. 97



A Corriente de fase=Corriente de Linea en Y

-36. 87

4- Calculo de E a f

Eaf  V  X s x Ia E af E af





7967.43  10866.1343535+14488.1270865i V

23761. 50

37. 57

V

5- Calculo de DE



3 xVxE af DE  156.40 X s

MVAR

6- Calculo de Potencias Nominales S N

P N Q N

119.2 MVA



 

S N xCos  S N xSen



MW

95.36 71.52

MVAR

7- Calculo de Potencias Practicas

S pract  PN  95.36 MVA P pract  0.925 xPN  88.21 MW Q

 pract

S

2

2

  P pract  

pract 

36.23 MVAR

8- Calculo del Angulo de potencia Practico 

  22.33


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Anexo N° 2: Calculo en conexión Delta CURVA DE C APACIDAD DEL GENERADOR 1- Datos

S V L Conexión Cos N Polos X s P

119.2 MVA 13.8 kV

  

2 0.8



2 Polos 3.6315  fase 110 MW

  

turbina

2- Calculo de Q 2

3.V

Q

 -157.32

X s

MVAR

3- Calculo de I a

I L

S KVA



3 xV L

Cos

I a



 4986.97 A

  -36.87

0.8

-3 6. 87 A Corriente de fase=Corriente de Linea en Y

2879. 23



4- Calculo de E a f

Eaf  V  X s x Ia E af E af





1 38 00

6 27 3. 56 87 73+ 83 64 .7 281 01 5i



21746. 65

22. 62

V

V

5- Calculo de DE



3 xVxE af DE  247.92 X s

MVAR

6- Calculo de Potencias Nominales S N

119.2 MVA 95.36



P N



S N xCos 

Q N



S N xSen



MW MVAR

71.52

7- Calculo de Potencias Practicas

S pract  PN P pract Q



95.36 MVA

 0.925 xPN 

 pract

S

2

MW

88.21

2

  P pract  

pract 

8- Calculo del Angulo de potencia Practico

36.23 MVAR



  22.33


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Curva de Capacidad Generador Sincrono

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