Determinacion curvas de cargabilidad.docx

Determinación de las curvas de cargabilidad para la central Hidroeléctrica San Carlos

Sebastian Cano Rendon

Tutores:

Clara Rosa Rojo Ceballos Carlos Alberto Serna Machado

Universidad Nacional de Colombia Facultad de Minas, Escuela de ingeniería Eléctrica  Electr!nica "SA#EN S$A$ E$S$%$ Medellín, Colombia &'() (

Dedicatoria

 A mis *adres+

Luis Ángel Cano Blandón y Aura Rendon Calle por  darme la vida, ser un ejemplo y enseñarme los valores que hoy me constituyen como persona.

 A mi hermano+

Luis elipe Cano Rendon por enseñarme a a!rir mi  mente y no cerrarme a "nicas posi!ilidades.

 A mi novia+

#uliana Restrepo $ri!e por ser el amor y el apoyo incondicional en los momentos m%s di&'ciles de este  proceso y darme la &uer(a para terminarlo.

 A mis tutores+

Carlos Al!erto )erna *achado por ser m%s que un tutor utor,, un amig amigo o y Clara lara Rosa osa Rojo Rojo Ce! Ce!allo alloss por  por  !rin !rinda darm rme e el apoy apoyo o y su disp dispos osic ició ión n de ense enseñan ñan(a (a siempre.

 A mis com*aeros+

+racias a todos mis amigos por acompañarme a lo larg largo o de mi carr carrer era a y los los nuev nuevos os que que hice hice en ese ese  proceso.

 A -ios+

or todo-

&

Dedicatoria

 A mis *adres+

Luis Ángel Cano Blandón y Aura Rendon Calle por  darme la vida, ser un ejemplo y enseñarme los valores que hoy me constituyen como persona.

 A mi hermano+

Luis elipe Cano Rendon por enseñarme a a!rir mi  mente y no cerrarme a "nicas posi!ilidades.

 A mi novia+

#uliana Restrepo $ri!e por ser el amor y el apoyo incondicional en los momentos m%s di&'ciles de este  proceso y darme la &uer(a para terminarlo.

 A mis tutores+

Carlos Al!erto )erna *achado por ser m%s que un tutor utor,, un amig amigo o y Clara lara Rosa osa Rojo Rojo Ce! Ce!allo alloss por  por  !rin !rinda darm rme e el apoy apoyo o y su disp dispos osic ició ión n de ense enseñan ñan(a (a siempre.

 A mis com*aeros+

+racias a todos mis amigos por acompañarme a lo larg largo o de mi carr carrer era a y los los nuev nuevos os que que hice hice en ese ese  proceso.

 A -ios+

or todo-

&

Introducción

-ado el re.uerimiento com*rendido en el cuarto */rra0o de la */gina 1 del acuerdo C2N No$ 345 6Consejo Nacional de 2*eraci!n7 cita .ue+ 89os agentes generadores de *lantas des*achadas centralmente deben re*ortar al CN- la curva de carga con las restricciones de cada unidad  la característica de cada uno de los limitadores en un *lano %:, *ara tensi!n nominal en bornes del generador;, se crea la necesidad de validar  actualiare Mat9ab, en el cual se introducen los datos necesarios *ara reali
4

Tabla de contenido

-edicatoria$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$& "ntroducci!n$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$4 ?abla de contenido$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 1 ?abla de ilustraciones$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 3 Ca*ítulo ($ Estado del arte$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ (' Determinación de curvas de cargabilidad para maquinas sincrónicas. $$$$$$$$$$$$$$$$$$(( Ca*ítulo &$ Marco te!rico$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(5 1. aquina s!ncrona.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(5 1.1

"stator...............................................................................................19

1.#

Rotor..................................................................................................20

#.

$enerador s!ncrono de polos lisos. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$&'

%.

$enerador s!ncrono de polos salientes. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$&4

&.

"stabilidad de la maquina s!ncrona. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$&)

'. Determinación de par(metros para generadores utili)ados en la elaboración de la curva de cargabilidad *+ d , +q-.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$&) '.1

Curva de saturación o circuito abierto. ................................................25

'.#

!nea de entre/ierro ............................................................................26

'.%

Curva de cortocircuito. .......................................................................26

'.&

Reactancia s!ncrona de e0e directo + d..................................................27

'.'

Reactancia s!ncrona de e0e de cuadratura + q........................................27

Ca*ítulo 4$ -iseo de so0t>are *ara elaborar la curva de cargabilidad de una ma.uina sincr!nica$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$& 1. Curva de cargabilidad generador s!ncrono. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$& #. Curva de cargabilidad generador de polos lisos $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$& #.1 (ima corriente de armadura ................................................................28

%.

#.#

!mite de m(ima potencia activa *de turbina- ......................................29

#.%

!mite de corriente m(ima en el rotor .................................................30

#.&

!mite de estabilidad teórico , pr(ctico ................................................31

#.'

!mite de potencia m!nima. ..................................................................32

Curva de cargabilidad generador de polos salientes $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$44 %.1

(ima corriente de armadura............................................................33

%.#

!mite de m(ima potencia activa *de turbina- ......................................33

%.%

!mite de corriente m(ima en el rotor .................................................34

%.&

!mite de estabilidad teórico , pr(ctico ................................................34

1

&.

%.'

!mite de potencia m!nima. ..................................................................35

%.2

!mite de corriente m!nima de ecitación. ............................................35

3alidación de resultados. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$43 &.1

aquina s!ncrona de la central /idroeléctrica Hunico. ..........................36

&.# aquina s!ncrona de polos lisos de Tesis Determinación teórica , eperimental de la capacidad de potencia reactiva de generadores s!ncronos. 38 &.% aquina s!ncrona de polos salientes de Tesis Determinación teórica , eperimental de la capacidad de potencia reactiva de generadores s!ncronos. 39 '.

anual de 4suario. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$1(

Ca*ítulo 1$ Calculo de *ar/metros  curvas de cargabilidad *ara las m/.uinas de la central =idroeléctrica San Carlos$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$11 1. Calculo de par(metros.$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$11 #. Caculo curvas de cargabilidad central Hidroeléctrica San Carlos. $$$$$$$$$$$$$$$$$$)5 #.1

Curva de cargabilidad seg5n datos del 6abricante en p.u. , valores reales.

60

%.

#.#

Curva de cargabilidad unidad 1 en p.u. , valores reales. .......................62

#.%

Curva de cargabilidad unidad # en p.u. , valores reales. .......................64

#.&

Curva de cargabilidad unidad % en p.u. , valores reales. .......................66

#.'

Curva de cargabilidad unidad & en p.u. , valores reales. .......................68

#.2

Curva de cargabilidad unidad ' en p.u. , valores reales. .......................70

#.7

Curva de cargabilidad unidad 2 en p.u. , valores reales. .......................72

#.8

Curva de cargabilidad unidad 7 en p.u. , valores reales. .......................74

#.9

Curva de cargabilidad unidad 8 en p.u. , valores reales. .......................76

n(lisis de resultados. $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$B5

Conclusiones$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ' Re0erencias$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$&  Ane@o ($ "n0orme de la central$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$1 1. Con6ormación de la central $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$1 #. "lementos principales de la central San Carlos $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$1 #.1.

"mbalse.............................................................................................84

#.#.

Torres de captación ............................................................................85

#.%.

T5neles de conducción.......................................................................86

#.&.

lmenaras..........................................................................................86

#.'.

3(lvulas .............................................................................................86

#.2.

Distribuidores *Caracol- ......................................................................87

#.7.

Turbinas.............................................................................................89

)

%.

#.8.

$eneradores .......................................................................................89

#.9.

Interruptores de potencia ....................................................................92

#.1;.

Trans6ormadores de potencia...........................................................93

#.11.

Cables de potencia ..........................................................................94

"lementos peri6éricos de la central San Carlos $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$5) %.1.

Subestación
%.#.

4nidades de trans6ormación *4T-........................................................95

%.%.

Servicios auiliares *S- .....................................................................95

%.&.

Centro de control motores..................................................................96

%.'.


%.2.

Compresores de aire ...........................................................................97

%.7.


%.8.

4nidad ane0adora de ire *4- .......................................................98

%.9.

>omba de aceite.................................................................................98

%.1;.

Co0inetes.........................................................................................99

%.11.

Trans6ormadores de puesta a tierra ................................................100

%.1#.

T5neles de cables , 6uniculares.....................................................100

 Ane@o &$ Curvas de cargabilidad con E@cel$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ ('(

3

Tabla de ilustraciones

"lustraci!n ( -iagrama 0undamental de un generador síncrono$ Fuente+ 6S<>ander, (5117 $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(( "lustraci!n & Método *ara determinar limite *ractico de estabilidad$ Fuente+ 6S<>ander, (5117$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(& "lustraci!n 4$ #r/0ico de la curva de carga basado en el diagrama 0asorial$ Fuente+ 6S<>ander, (5117$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ (& "lustraci!n 1$ Curva de cargabilidad tí*ica en un generador síncrono$ Fuente 6Nilsson  Mercurio, (5517$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ (4 "lustraci!n )$ Curvas de cargabilidad *ara generadores de di0erentes turbinas$ Fuente 6Elsamah, #oDaraju,  Faried, &'('7$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(1 "lustraci!n 3$ Curva de Cargabilidad$ Fuente+ 6A, &'((7$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$() "lustraci!n B$ Curva de cargabilidad$ Fuente+ 6A, &''7$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$() "lustraci!n $ Curva de cargabilidad generador síncrono de *olos salientes$ Fuente+ 6A, &'((7$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(3 "lustraci!n 5$ entana *rinci*al del *rograma *ara gra0icar cartas de 2*eraci!n$ Fuente+ 6arrera Naranjo, &'(47$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$(B "lustraci!n ('$ Estator generador central San Carlos$ Fuente 6"SA#EN, &'(17$$$$$$$$$$$$$$$$$(5 "lustraci!n (($ Ma.uina síncrona de *olos salientes  *olos lisos$ Fuente 69alou@, &''(7$&' "lustraci!n (&$Circuito e.uivalente *or 0ase .ue muestra la 0em inducida en el devanado de armadura debida a la reacci!n de armadura$ Fuente 6#uru  =i
"lustraci!n &$ Curva de cargabilidad generador *olos salientes$ Fuente elaboraci!n *ro*ia $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$45 "lustraci!n &5$ "nter0a< gr/0ica *rograma GCurvasG$ Fuente+ Elaboraci!n %ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$1' "lustraci!n 4'$ %artes del so0t>are$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$1( "lustraci!n 4($ alores de límite de tem*eratura en cabe
"lustraci!n )5$ Curva de cargabilidad unidad ) valores reales$ Fuente+ elaboraci!n *ro*ia con *rograma 8Curvas;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$B' "lustraci!n 3'$ Curva de cargabilidad unidad 3 en *$u$ Fuente+ elaboraci!n *ro*ia con *rograma 8Curvas;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ B( "lustraci!n 3($ Curva de cargabilidad unidad 3 valores reales$ Fuente+ elaboraci!n *ro*ia con *rograma 8Curvas;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$B& "lustraci!n 3&$ Curva de cargabilidad unidad B en *$u$ Fuente+ elaboraci!n *ro*ia con *rograma 8Curvas;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ B4 "lustraci!n 34$ Curva de cargabilidad unidad B valores reales$ Fuente+ elaboraci!n *ro*ia con *rograma 8Curvas;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$B1 "lustraci!n 31$ Curva de cargabilidad unidad  en *$u$ Fuente+ elaboraci!n *ro*ia con *rograma 8Curvas;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ B) "lustraci!n 3)$ Curva de cargabilidad unidad  valores reales$ Fuente+ elaboraci!n *ro*ia con *rograma 8Curvas;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$B3 "lustraci!n 33$ 2rgani>>$scielo$org$coIimgIrevistasIeiaIn(1In(1a'0ig($gi0$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$1 "lustraci!n 3$?orres de ca*taci!n$ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$) "lustraci!n 35$ /lvula es0érica$ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$3 "lustraci!n B'$ Canjilones de turbina e inectores$ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$B "lustraci!n B($ Sistema de regulador de velocidad$ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$B "lustraci!n B&$ ?urbina *elton Central =idroeléctrica San Carlos$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ "lustraci!n B4$ -evanado de armadura ma.uina San Carlos$ Fuente+ 6"SA#EN, &'(17$$$$5' "lustraci!n B1$ Rotor ma.uina San Carlos$ Fuente+ 6"SA#EN, &'(17$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$5( "lustraci!n B)$ "nterru*tores mono*olares de ma.uina San Carlos$ Fuente+ elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$5& "lustraci!n B3$ ?rans0ormador de *otencia San Carlos$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$54 "lustraci!n BB$ Cables de *otencia San Carlos$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$54 "lustraci!n B$ Subestaci!n *rinci*al San Carlos$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$51 "lustraci!n B5$ anco de baterías San Carlos$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$5) "lustraci!n '$ Com*resores de aire San Carlos$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$53 "lustraci!n ($ "ntercambiador de calor San Carlos$ Fuente+Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$5B "lustraci!n &$ -uctos de conducci!n de aire *ara cabinas de trans0ormaci!n$ Fuente Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$5B "lustraci!n 4$ omba de aceite cojinete in0erior$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$5 "lustraci!n 1$ *arte su*erior de ma.uina San Carlos$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$55 "lustraci!n )$ ?Hnel de cables  0unicular San Carlos$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$55 "lustraci!n 3$"nicio *rograma curvas de cargabilidad con E@cel$ Fuente elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$('( "lustraci!n B$ "nter0a< *ara c/lculo de curva de cargabilidad con E@cel de ma.uina con *olos salientes$ Fuete elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$('&

5

"lustraci!n $"nter0a< *ara c/lculo de curva de cargabilidad con E@cel de ma.uina con *olos lisos$ Fuete elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$('4 "lustraci!n 5$ Ejem*lo curva de cargabilidad$ Fuente+ Elaboraci!n *ro*ia$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$('1

('

Cap!tulo 1. "stado del arte

En la elaboraci!n de este *roecto no se desarrollara una base te!rica, *or el contrario se a*oara en *rocedimientos .ue se ace*tados enmarcados en normas internacionales  artículos reconocidos, *or lo cual se hace necesario reali
En la década de (51' se em*ie S<>ander *ara realiander, (5117$ Estos límites se dan teniendo un *unto de o*eraci!n F de la siguiente manera+ K

9ímite de corriente en el rotor+ este límite se obtiene teniendo constante la corriente de e@citaci!n con lo cual la 0$e$m$ inducida en el generador se mantiene constante$ 9uego se realiander, (5117$

lustración / 0iagrama &undamental de un generador s'ncrono. uente1 2)(3ander, /4556 ((

K

9ímite de corriente en el estator+ este límite se obtiene teniendo constante la corriente en el estator, dibujando una circun0erencia desde el centro de las coordenadas con un radio igual a "Ld 6S<>ander, (5117$

K

9ímite de estabilidad te!rico+ el límite de estabilidad se da cuando el /ngulo de *ar en este caso  es m/@imo 5'O 6Rodrígue< %o
K

9ímite de estabilidad *r/ctico+ el límite de estabilidad *r/ctico se da a *artir  del límite te!rico de estabilidad$ %ara la elaboraci!n de este gra0ico se debe tener en cuenta un 0actor de seguridad 8n; el cual es un *orcentaje asociado a los DJ de la m/.uina$ Se deben traander, (5117$

lustración 7 *8todo para determinar limite practico de esta!ilidad. uente1 2)(3ander, /4556 %ara la reali
(&

lustración 9. +r%&ico de la curva de carga !asado en el diagrama &asorial. uente1 2)(3ander, /4556  A *artir del *rogreso mostrado *or 6S<>ander, (5117 se em*e
(4

lustración 5. Curva de carga!ilidad t'pica en un generador s'ncrono. uente 2:ilsson ; *ercurio, /4456 2tros autores muestran c!mo se com*orta la
(1

lustración <. Curvas de carga!ilidad para generadores de di&erentes tur!inas. uente 2=lsamahy, +o>araju, ; aried, 7?/?6 En las *resentaciones de A Conce*tos /sicos,  %resentaci!n Curva de Cargabilidad se muestra .ue la curva se calcula de 0orma *arecida con la di0erencia de .ue el limite *ractico de estabilidad no se reali
()

lustración @. Curva de Carga!ilidad. uente1 2ABB, 7?//6

lustración . Curva de carga!ilidad. uente1 2ABB, 7??6 En el desarrollo anterior de las curvas de cargabilidad se han mostrado ciertos avances con relaci!n a las ma.uinas síncronas de rotor de *olos lisos$ %ero las ma.uinas sincr!nicas también *ueden tener un rotor de *olos salientes el cual hace .ue hallan ciertas modi0icaciones en la curva, dado .ue esta condici!n im*one *ar/metros di0erentes en las m/.uinas$ Con estos nuevos *ar/metros las e@*resiones *ara modelar las ma.uinas cambian dejando solo igual el límite de corriente en el estator$ 9andeta muestra en su tesis los 0undamentos te!ricos de las ma.uinas síncronas de lo .ue se des*rende un desarroll! *ara las curvas de cargabilidad o también llamado diagrama %:, en el cual a*arece un nuevo límite de corriente mínima de e@citaci!n 6 ver ilustración 8769andeta, (5(7$ #ove indica c!mo reali
(3

lustración . Curva de carga!ilidad generador s'ncrono de polos salientes. uente1 2ABB, 7?//6 9os desarrollos anteriores ho día siguen siendo vigentes como se *uede evidenciar en di0erentes artículos  tesis actuales con *e.ueas variaciones en la metodología utiliare *ara su c/lculo 6Costa, Souare *ara la elaboraci!n de dichas curvas 6ver ilustración 97 6arrera Naranjo, &'(47$

(B

lustración 4. entana principal del programa para gra&icar cartas de Dperación. uente1 2Barrera :aranjo, 7?/96

(

Cap!tulo #. arco teórico 1. aquina s!ncrona.

9as m/.uinas síncronas son elementos de trans0ormaci!n de energía mec/nica a energía eléctrica 6en cor(riente alterna7 o viceversa$ 9a característica *rinci*al de estas m/.uinas es .ue o*eran a velocidad constante  es la velocidad a la .ue gira el cam*o magnético creado *or las bobinas de cam*o magnético$ 9a velocidad de síncrona se de0ine como 6#uru  =i
∗f 

120

 p

6(7

-onde+  N s  es la velocidad de síncrona Qr*m f 

 es la 0recuencia del sistema

 p

 es el nHmero de *olos de la m/.uina$

Estas m/.uinas se com*onen 0undamentalmente de una *arte m!vil llamada rotor   otra *arte est/tica llamada estator$ 1.1 "stator.

El estator también se conoce como armadura  su 0unci!n *rinci*al es contener  los conductores .ue 0orman las bobinas dis*uestas simétricamente *ara 0ormar  devanados *oli0/sicos e.uilibrados en los cuales se induce una 0em$ Adem/s da so*orte mec/nico al generador síncrono  se con0orma de l/minas de acero *ara minimi
(5

lustración /?. =stator generador central )an Carlos. uente 2)A+=:, 7?/56 1.# Rotor.

El rotor segHn su construcci!n *uede ser de & ti*os, cilíndricos  de *olos salientes$ Este se hace girar *or medio de una 0uente de energía mec/nica e@terna a velocidad síncrona  se com*one del mismo nHmero de *olos .ue el estator los cuales se 0orman de un devanado *or el cual circula corriente continua *ara *roducir un 0lujo constante$ #. $enerador s!ncrono de polos lisos.

9os generadores de *olos lisos se caracteri
&'

lustración //. *aquina s'ncrona de polos salientes y polos lisos. uente 2LalouE, 7??/6 Ca!da de tensión en el devanado de armadura + se tienen en cuenta dos

*ar/metros .ue son la resistencia de la armadura R a  la reactancia de dis*ersi!n de armadura a, a través de estos *asa la corriente de armadura " a genera una caída de tensi!n en las terminales del generador$ Reacción de armadura:  dado .ue en el estator se *roduce una corriente, esta

genera un 0lujo .ue interactHa con el 0lujo *roducido *or los *olos del rotor  hace .ue el 0lujo e0ectivo del generador cambie$ A esta interacci!n se le conoce como reacci!n de armadura 6Ear 7$ ~

 E ar=− j X m

6&7

&(

lustración /7.Circuito equivalente por &ase que muestra la &em inducida en el  devanado de armadura de!ida a la reacción de armadura. uente 2+uru ; Fi(iroglu, 7??@6 ~

~

~

 E e =V a + I a ( R a+  j X a )

 X s= X m + X a

647

 

 E a=V a + I a ( Ra +  j X s )

617 6)7

-onde+ Ear  es la 0em inducida *or reacci!n de armadura m es la reactancia de magneti
637

-onde+ &&

%in es la *otencia de entrada al generador  s es la velocidad angular  ?s es el tor.ue o *ar a*licado a la turbina T la *otencia de salida se da *or las siguientes e@*resiones, des*reciando la resistencia de armadura dado .ue en m/.uinas grandes es mu *e.uea en com*araci!n con s+ ~

S = P +  jQ

 P=

Q=

3 V a E a

 X s

3 V a E a

 X s

6B7

sin δ 

67 2

−

cos δ 

3 V a

 X s

657

-onde+ % es la *otencia real en QJ : es la *otencia com*leja en QAR  es el /ngulo de *otencia entre E a  a %. $enera $enerador dor s!ncro s!ncrono no de polos polos salien salientes. tes.

 A di0erencia di0erencia del generador de *olos lisos, dado el es*acio entre los *olos se *uede evidenciar .ue *or la 0orma del rotor se *resentan variaciones de reluctancia lo cual cual hace hace .ue .ue el mode modelo lo del del gene genera rador dor camb cambie ie obte obteni niend endo o dos dos reac reacci cion ones es di0erentes, re*resentadas *or la reactancia de eje directo  d corres*ondiendo al eje *olar  la reactancia de eje de cuadratura  . corres*ondiendo al intermedio entre *olos$ En consecuencia consecuencia de este 0en!meno la corriente también también se divide en dos com*onentes " d e " . siendo las com*onentes de la corriente en el eje directo  de cuadratura$ %or lo tanto la tensi!n generada en la armadura la 0$e$m$ *or 0ase E a, las 0$e$m$ *or  el e0ecto de com*onentes com*onentes de corriente " d e ".  la caída de tensi!n tensi!n *or resistencia resistencia de armadura 6ver ecuaci!n ('7$ En la ilustraci!n (4 se muestra el modelo de un generador de *olos salientes$

&4

9a *otencia en una m/.uina de rotor cilíndrico es un caso general de la *otencia de una m/.uina de *olos salientes, dado .ue en la *rimera la  d es igual a la  . lo cual se *uede observar en las ecuaciones ()  (3$

lustración /9. Representación de circuito equivalente de un gener ador s'ncrono de polos salientes. uete 2+uru ; Fi(iroglu, 7??@6 ~

~

~

~

~

V a= Ea + E d + Eq − I a R a

 

6('7

9a ecuaci!n 6('7 re*resenta el voltaje *or 0ase de un generador síncrono de *olos lisos, donde+  E d=− j I d X d   6((7  E q=− j I q X q

 I a = I d + I q

 

 

6(&7 6(47

-onde+ Ed es la 0em inducida *or la reactancia  d E. es la 0em inducida *or la reactancia  . d es la reactancia de eje directo . es la reactancia de eje de cuadratura Ra es la resistencia en el devanado de armadura Ea es la 0em inducida en el devanado de armadura a es el voltaje en bornes de generador  "a es la corriente en el devanado de armadura "d es la corriente *rovocada *or la reactancia  d ". es la corriente *rovocada *or la reactancia  . &1

9uego la *otencia de salida de un generador síncrono de *olos lisos se da *or las siguientes e@*resiones, des*reciando la resistencia de la armadura+ ~

S = P +  jQ

Q=

3 V a E a

 P=

 X d

2

cos δ −

3 V a E a

 X d

 

3 V a

 X d

2

+

sin δ 

3 V a

6(17 2

cos

2

δ −

3 V a

 X q

( X d − X q )

2 X d  X q

sin

(

2

δ 

 

)

 

sin 2 δ 

6()7 6(37

-onde+ % es la *otencia real en QJ$ : es la *otencia com*leja en QAR  es el /ngulo de *otencia entre E a  a &. "stabi "stabilid lidad ad de la maqu maquina ina s!ncro s!ncrona. na.

?eniendo en cuenta las e@*resiones *ara la *otencia activa % *ara las ma.uinas síncronas, se *uede anali
lustración /5. =studio de la esta!ilidad est%tica de un generador s'ncrono en red  de potencia in&inita. uente 2Rodr'gue( o(ueta6

&)

En esta ilustraci!n se *uede evidenciar .ue ha & *osibles /ngulos de carga *ara los cuales se *uede lograr la misma *otencia$ SegHn Martíne< los *untos de o*eraci!n estable de la ma.uina son en los .ue el /ngulo de carga est/ en el rango de 'O a 5'O dado .ue entre los 5'O  ('O una *erturbaci!n en la ma.uina la *uede hacer salir de sincronismo 6Martíne< Marro.uín, &''47$ '. Determinación de par(metros para generadores utili)ados en la elaboración de la curva de cargabilidad *+ d , +q-.

%ara la determinaci!n de los *ar/metros de las ma.uinas síncronas, se reali
%ara la elaboraci!n de la curva de vacío se deben tomar datos de corriente de cam*o  tensi!n en la armadura teniendo la 0recuencia o velocidad constante$ %ara la elaboraci!n de esta curva se debe seguir los siguientes *asos+ K K K

Seis lecturas en el rango de 'V a 3'V de la tensi!n nominal en armadura incluendo e@citaci!n en '$ -el 3'V al (('V de la tensi!n nominal en armadura se toman mínimo (' lecturas con un *aso m/@imo de )V de la tensi!n$ %or encima del (('V se deben tomar mínimo dos lecturas m/s hasta el (&'V de la tensi!n nominal o hasta el valor m/@imo .ue determine el 0abricante$ '.# !nea de entre/ierro

9a línea de entrehierro se obtiene de la curva de saturaci!n, al e@tender la *arte recta de esta Hltima$ '.% Curva de cortocircuito.

%ara la curva de cortocircuito se deben tomar lecturas de corriente de cam*o  corriente en la armadura cortocircuitada con velocidad constante$ En la "EEE (() se recomienda tomar datos en (&)V, (''V, B)V, )'V  &)V de la corriente nominal$ El dato al (&)V de*ende de la restricci!n .ue del 0abricante$ Esta *rueba se debe hacer desde el m/@imo *unto hasta el mínimo *ara evitar .ue el calentamiento del devanado altere las medidas$ &3

9a ilustraci!n (1 muestra las curvas de cortocircuito, circuito abierto  la línea de entrehierro$ A *artir de estas curvas se determina la reactancia de eje directo$

lustración /<. 0eterminación de reactancia de oti er. uente1 2=lectric *achinery  Committee, 7?/?6 '.& Reactancia s!ncrona de e0e directo +d

%ara la determinaci!n de la reactancia síncrona de eje directo se deben tener las curvas de cortocircuito  la de entrehierro$ Esta reactancia es e.uivalente a la relaci!n entre la corriente de cam*o .ue genera la corriente nominal en la curva de cortocircuito  la corriente de cam*o .ue genera la tensi!n nominal en la línea de entrehierro, es decir+  X d =

 I  FSI   I  FG

 

6(B7

-onde d es la reactancia de eje directo "FS" es la corriente de cam*o corres*ondiente a la corriente nominal en la curva de cortocircuito "F# es la corriente de cam*o corres*ondiente a la tensi!n nominal de la línea de entrehierro

&B

'.' Reactancia s!ncrona de e0e de cuadratura + q

%ara la determinaci!n de la reactancia síncrona de cuadratura la guía de la "EEE (() *lantea varios métodos como una *rueba de desli
 X qf   X df 

 

6(7

-onde+ . es la reactancia de eje de cuadratura d es la reactancia de eje directo 6ver ecuaci!n (B7 .0  es la reactancia de eje de cuadratura *ro*orcionada *or el 0abricante d0  es la reactancia de eje directo *ro*orcionada *or el 0abricante Cap!tulo %. Dise@o de so6tAare para elaborar la curva de cargabilidad de una maquina sincrónica 1. Curva de cargabilidad generador s!ncrono.

9a curva de cargabilidad es un diagrama en un eje coordenado donde se gra0ican datos de *otencia activa contra datos de *otencia reactiva, también son llamados diagramas % QJ vs : QAR$ %ara e0ectos de este trabajo se toma la convenci!n americana en la cual se sitHa el eje % en las abscisas siendo *ositivo hacia la derecha  el eje : en las ordenadas siendo *ositivo en la direcci!n de arriba$ -e*endiendo del ti*o del rotor .ue tienen los generadores síncronos, la curva de cargabilidad tiene di0erente 0orma dado .ue los *ar/metros  las ecuaciones características de la ma.uina cambian$ #. Curva de cargabilidad generador de polos lisos

%ara la determinaci!n de la curva de cargabilidad de un generador de *olos lisos se deben tener en cuenta las ecuaciones de *otencia, los datos nominales  la &

reactancia síncrona de la m/.uina$ 9os límites a tener en cuenta son los siguientes+ #.1 (ima corriente de armadura

Este límite se determina con la tensi!n nominal multi*licada *or la corriente m/@ima .ue *uede entregar, en otras *alabras la *otencia nominal de la m/.uina$ -e la ecuaci!n B se *uede deducir .ue la magnitud de la *otencia a*arente se *uede ver como+ 2

2

S = P + Q

2

 

6(57

9o cual se *uede gra0icar como una circun0erencia de radio S, donde S es la *otencia nominal de la m/.uina  esta se *uede dar en *$u$ o en MA$ Esta circun0erencia com*rende datos de % *ositiva  negativa, dado .ue se habla de un generador este suministra la *otencia activa *or lo cual se limita a una semicircun0erencia en los cuadrantes *ositivos de % como se muestra en la ilustraci!n (3$

lustración /@. L'mite de corriente m%Eima de armadura. uente =la!oración  propia

&5

#.#!mite de m(ima potencia activa *de turbina-

El límite de m/@ima *otencia activa se da con la m/@ima *otencia .ue *uede entregar el generador 6*or lo general este valor es la *otencia m/@ima de la turbina7$ Como este es un valor 0ijo determinado *or el 0abricante se da como una constante *aralela al eje : 6ver ilustraci!n (B7, la ecuaci!n corres*ondiente es+  P=C 

 

6&'7

-onde C es la *otencia m/@ima a la .ue se *uede someter el generador$

lustración /. L'mite de potencia m%Eima. uente =la!oración propia #.%!mite de corriente m(ima en el rotor 

%ara determinar el límite de corriente m/@ima en el rotor se debe tener en cuenta las ecuaciones de *otencia desarrollada *or este ti*o de generador$ -e las ecuaciones   5 se *uede llegar a+

4'

( )( ) 2

2

V a V   E  P + Q + = a a  X s  X s 2

2

 

6&(7

Esta es la ecuaci!n de una circun0erencia con centro en 6', K a&Is7 con radio aEaIs en donde  a es la tensi!n nominal en el generador  E a es la 0em m/@ima *ara la condici!n nominal de las m/.uinas 6ver ilustraci!n (7$ %or lo cual el radio de esta circun0erencia es la distancia entre el *unto 6',  a&Is7  el *unto 6% ma@, :ma@7 obtenidos con el 0*$

lustración /. L'mite de m%Eima corriente de eEcitación. uente ela!oración  propia #.&!mite de estabilidad teórico , pr(ctico

%ara determinar el límite de estabilidad de la ma.uina síncrona se debe tener en cuenta cual es el /ngulo m/@imo de carga *ara este ti*o de generadores$ -e acuerdo a lo e@*uesto en la secci!n 1 del ca*ítulo &, este límite se da con una línea recta *er*endicular al eje :, .ue *asa *or el *unto 6', K a&Is7$ Esto se da a 4(

.ue el /ngulo de carga m/@imo al cual se debe o*erar el generador es W5'O$ %ara la construcci!n del límite *r/ctico de estabilidad se reali
lustración /4. Curva de carga!ilidad con l'mites de esta!ilidad teórico y pr%c tico. uete ela!oración propia. #.'!mite de potencia m!nima.

%ara determinar el límite de *otencia mínima se debe tomar el valor m/s grande entre la mínima *otencia activa recomendada *or el 0abricante *ara .ue la turbina no *resente cavitaci!n o el valor limitante de *otencia en el cual est/ el caudal ecol!gico de la *lanta de generaci!n$ %ara este caso como es un valor de % 0ijo, se tra
 

6&&7

4&

lustración 7?. Curva de carga!ilidad con l'mite de cavitación. %. Curva de cargabilidad generador de polos salientes

%ara la determinaci!n de la curva de cargabilidad de un generador de *olos saliente se deben tener en cuenta las ecuaciones de *otencia, los datos nominales  la reactancia síncrona de la m/.uina$ 9os límites a tener en cuenta son los siguientes+ %.1(ima corriente de armadura

Este límite se determina de la misma manera .ue *ara un generador de rotor  cilíndrico, obteniendo una semicircun0erencia de radio S$ %.#!mite de m(ima potencia activa *de turbina-

El límite de m/@ima *otencia de turbina es determinado de la misma manera .ue en un generador de rotor cilíndrico, tra
%.%!mite de corriente m(ima en el rotor 

%ara los generadores de rotor de *olos salientes se determina el límite de corriente m/@ima en el rotor de una manera di0erente dado .ue la *otencia cambia *ara estos$ -e las ecuaciones ()  (3 se *uede llegar a+

(

2

V a  P + Q −  X q 2

 R=

V a Ea  X d

+ V 2a

(

1

 X q

−

)

1

 X d

2

= R

)

2

cos δ 

 

6&47  

6&17

Esta es la ecuaci!n de una limacon de *ascal el cual re*resenta el límite de corriente m/@ima en el rotor$ Este se determina cuando se tiene un valor de 0em m/@ima 6el valor de la 0em m/@ima *ara la condici!n nominal de las m/.uinas7  con la tensi!n nominal de la m/.uina$ %.&!mite de estabilidad teórico , pr(ctico

%ara determinar el límite de estabilidad de la ma.uina síncrona se debe tener en cuenta cual es el /ngulo m/@imo de carga *ara este ti*o de generadores$ En este ti*o de m/.uinas el límite de estabilidad se calcula con la m/@ima *otencia .ue se *uede entregar a una corriente de cam*o determinada *or ejem*lo en la ilustraci!n &( se muestra la 0orma de este límite  se construe uniendo los *untos de *otencia m/@ima *ara cada limacon de *ascal$

41

lustración 7/.Limite de esta!ilidad teórico para distintos valores de corriente de campo. uente 2Barrera :aranjo, 7?/96 9uego *ara determinar el límite *r/ctico se utili
%ara determinar el límite de cavitaci!n se reali
%ara determinar el límite de corriente mínima de e@citaci!n se im*lementa lo mismo .ue en el caso m/@imo de la corriente del rotor *ero con la di0erencia .ue se utili
4)

lustración 77. Curva de carga!ilidad para generador de polos salientes. uente ela!oración propia

&. 3alidación de resultados.

 A continuaci!n se mostraran los resultados obtenidos con el *rograma 8Curvas de cargabilidad; desarrollado en Matlab  se com*araran con curvas de cargabilidad obtenidas en trabajos anteriormente reali
9os datos *ara el c/lculo utili
Valores 85

43

.!. #$ #% Potencia M&'ima [M(] Potencia M)nima [M(]

0"75 1"35 0"81 70 0

Ga!la /.*aquina s'ncrona central hidroel8ctrica Funico

lustración 79. Curva de capa!ilidad de una unidad de la central hidroel8ctrica Funico. uente1 2Fuatuco,  Aron8s, ; Casas, 7??6

4B

lustración 75. Curva de carga!ilidad Futaco. uente1 =la!oración propia.

&.# aquina s!ncrona de polos lisos de Tesis Determinación teórica , eperimental de la capacidad de potencia reactiva de generadores s!ncronos.

9os datos *ara el c/lculo utili
Datos Potencia Nominal [MVA] .!. #$ Potencia M&'ima   [M(] Potencia M)nima [M(]

Valores 58 0.862 1.8981 49.99 0

Ga!la 7. +enerador de polos lisos. uente1 2Barrera :aranjo, 7?/96

4

lustración 7<. +enerador de polos lisos. uente1 2Barrera :aranjo, 7?/96

lustración 7@. Curva de carga!ilidad generador polos lisos. uente ela!oración propia.

45

&.%aquina s!ncrona de polos salientes de Tesis Determinación teórica , eperimental de la capacidad de potencia reactiva de generadores s!ncronos.

9os datos *ara el c/lculo utili
Valores 1 0"9 1"1 0"7 0"9 0

Ga!la 9. +enerador de polos salientes. uente1 2Barrera :aranjo, 7?/96

lustración 7. +enerador de polos lisos. uente1 2Barrera :aranjo, 7?/96

1'

lustración 7. Curva de carga!ilidad generador polos salientes. uente ela!oración propia

'. anual de 4suario.

El *rograma 8Curvas; se realiare Matlab el cual *resenta la siguiente inter0a< gr/0ica+

lustración 74. nter&a( gr%&ica programa HCurvasH. uente1 =la!oración ropia

1(

El *rograma cuenta con una barra de herramientas, ) *aneles en los .ue el usuario debe de0inir las variables  un es*acio *ara la gr/0ica de la curva de cargabilidad$ A continuaci!n se muestran las B *artes .ue lo com*onen$ K

9a barra de herramientas est/ en nHmero ( de la ilustraci!n 4' en la cual se encuentran los siguientes botones+ Estos dos sirven *ara incrementar o disminuir el tamao de la imagen de la curva de cargabilidad com*rendido en el es*acio *ara la gr/0ica$ Este bot!n sirve *ara im*rimir la *antalla com*leta .ue se muestra$ Este bot!n muestra la rotulaci!n *ara cada curva .ue se gr/0ica$ Este bot!n sirve *ara veri0icar las coordenadas de un *unto de la curva$ Este Hltimo bot!n sirve *ara arrastrar la gr/0ica$

lustración 9?. artes del so&t3are. uente1 =la!oración propia.

1&

K

El *anel ti*o de gra0ico mostrado en el nHmero & de la ilustraci!n 4' sirve *ara .ue la curva se elabore en valores *$u$ o en valores reales de *otencia 6MJ, MAR7$

K

En el *anel ti*o de generador mostrado en el nHmero 4 de la ilustraci!n 4' sirve *ara elaborar la curva de cargabilidad de*endiendo del ti*o de rotor  .ue tenga la ma.uina si es cilíndrico debe escogerse la o*ci!n *olos lisos  si es de *olos salientes la o*ci!n *olos salientes$ Cuando se selecciona la o*ci!n de *olos lisos, se deshabilitara el es*acio *ara la reactancia de eje de cuadratura  la reactancia sincr!nica de la m/.uina se debe colocar en el es*acio de la reactancia de eje directo$

K

El *anel introducir nombre de imagen en el numeral 1 de la ilustraci!n 4' sirve *ara tomar una 0oto de la curva de cargabilidad  los datos con los .ue se calcul! la misma$ Se debe introducir un nombre terminando con $*ng o $j*g *or ejem*lo Ma.uina San Carlos ($*ng,  luego se da en el bot!n ?omar imagen$

K

El *anel %ar/metros mostrado en el nHmero ) de la ilustraci!n 4' sirve *ara ingresar los *ar/metros de la ma.uina a la cual se le va a gra0icar la curva de cargabilidad$ 9os datos mínimos .ue se necesitan *ara gra0icar la curva son la *otencia a*arente en MA, el 0actor de *otencia  las reactancias de eje directo  de cuadratura en *$u$ 6en caso de ser de *olos lisos la reactancia síncrona de la ma.uina7$ Si se tienen datos de *otencia m/@ima o mínima de o*eraci!n de la ma.uina se deben *oner en MJ, de lo contrario colocar el valor ' en estos límites$

K

El *anel 9ímite de tem*eratura mostrado en el nHmero 3 de la ilustraci!n 4' sirve *ara ingresar el límite de tem*eratura$ Si se tienen estos datos deben colocarse en una hoja de E@cel como se muestra en la ilustraci!n 4(, desde la 0ila & hasta la 0ila () m/@imo en orden de maor a menor : QMAR$ Este archivo debe llevarse a la car*eta donde se instala el *rograma  se debe colocar el nombre del archivo en el *anel 3 *ara .ue sean leídos los datos$ -e no tener datos de tem*eratura en cabe
K

El es*acio *ara gra0ico mostrado en el nHmero B de la ilustraci!n 4' sirve *ara gra0icar la curva de cargabilidad luego de com*letar los datos en el *anel de *ar/metros  *resionar el bot!n de Calcular Curva de Cargabilidad$

14

lustración 9/. alores de l'mite de temperatura en ca!e(ales. uente1 =la!oración ropia

Cap!tulo &. Calculo de par(metros , curvas de cargabilidad para las m(quinas de la central Hidroeléctrica San Carlos

9as  m/.uinas de la central =idroeléctrica San Carlos *asaron *or un *roceso de moderni
Valores 170 16"5 5948 0"95 1"13 0"79 155 22

11

[M(] Ga!la 5. 0atos del maquinas central hidroel8ctrica )an Carlos roporcionados por el a!ricante.

1. Calculo de par(metros.

%ara el c/lculo de las curvas se utili
%rueba de cortocircuito$ /ni$a$ 1 Prea

0 25"10 49"70 75"40 100 122"70

0 1492 2956 4484 5964 7296

'citaci+n [A] le)$o [A] te+rico 0 0 270 256 515 506 850 768 1045 1021 1280 1249

/[V]

-orriente $e Arma$ra A [A]  [A] - [A]

0 22 45 68 89 118

0 1492 2956 4484 5964 7296

0 1576 2848 4468 5900 7416

0 1488 2904 4556 5844 7384

Ga!la <. 0atos de cortocircuito $nidad /. uente 2A ).A., 7??46

-ra $e cortocircito ni$a$ 1. 8000 '  5.63'

6000

-orriente $e arma$ra [A] 4000 2000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A]

inear  -ra $e cortocircito

lustración 97. Curva de cortocircuito unidad /. uente1 ela!oración propia.

/ni$a$ 2 Prea 0

0

[A] le)$o 0

'citaci+n [A] te+rico 0

/[V] 0

-orriente $e Arma$ra A [A]  [A] - [A] 0

0

0

1)

16"58 53"60 78"20 101 121"50

986 2814 4547 6010 7409

154 462 770 1033 1291

169 482 779 1029 1269

15"5 46"5 61"4 90 111"5

986 2814 4547 6010 7409

986 2814 4547 6042 7425

986 2814 4547 6010 7425

Ga!la @. 0atos de cortocircuito $nidad 7. uente 2A ).A., 7??46

-ra $e cortocircito ni$a$ 2. 8000 '  5.83' 5.82'

6000

-orriente $e arma$ra [A] 4000 2000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A]

inear  -ra $e cortocircito.

lustración 99. Curva de cortocircuito unidad 7. uente1 ela!oración propia.

/ni$a$ 3 Prea 0 24"14 33"62 78"47 100 122"32

0 1436 2000 4668 5964 7276

[A] le)$o 0 250 350 790 1000 1250

'citaci+n [A] te+rico

/[V]

-orriente $e Arma$ra A [A]  [A] - [A]

0 260 350 800 1020 1260

0 30 38 78 98 112

0 1436 2000 4668 5964 7276

0 1572 2052 4632 5924 7268

0 1672 2140 4616 5912 7104

Ga!la . 0atos de cortocircuito $nidad 9. uente 2A ).A., 7??46

13

-ra $e cortocircito ni$a$ 3. 8000 '  5.87'

6000

-orriente en arma$ra [A] 4000 2000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A]

inear  -ra $e cortocircito.

lustración 95. Curva de cortocircuito unidad 9. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 4 Prea 0 25"69 39"41 76"39 100 122"52

0 1528 2344 4544 5972 7288

[A] le)$o 0 257 405 790 1050 1250

'citaci+n [A] te+rico

/[V]

-orriente $e Arma$ra A [A]  [A] - [A]

0 270 410 810 1030 1230

0 29 40 72 100 119

0 1528 2344 4544 5972 7288

0 1528 2360 4472 6028 7196

0 1492 2360 4572 6024 7280

Ga!la . 0atos de cortocircuito $nidad 5. uente 2A ).A., 7??46

-ra $e cortocircito ni$a$ 4. 8000 '  5.79' 5.74'

6000

-orriente $e arma$ra [A] 4000 2000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A]

inear  -ra $e cortocircito.

lustración 9<. Curva de cortocircuito unidad 5. uente1 ela!oración propia

1B

/ni$a$ 5 Prea 0 25"13 50"79 74"30 102 124"84

0 1495 3021 4420 6042 7426

[A] le)$o 0 239 502 745 1030 1282

'citaci+n [A] te+rico

/[V]

-orriente $e Arma$ra A [A]  [A] - [A]

0 256 517 757 1035 1272

0 24 52 72 109 130

0 1495 3021 4420 6042 7410

0 1495 3021 4420 6042 7410

0 1495 3021 4420 6042 7410

Ga!la 4. 0atos de cortocircuito $nidad <. uente 2A ).A., 7??46

-ra $e cortocircito ni$a$ 5. 8000 '  5.85'

6000

-orriente $e arma$ra [A] 4000 2000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A]

inear  -ra $ e c ortocircito

lustración 9@. Curva de cortocircuito unidad <. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 6 Prea 0 25"13 48"65 75"92 102 124"57

0 1495 2894 4516 6042 7410

[A] le)$o 0 184 432 730 1019 1282

'citaci+n [A] te+rico

/[V]

-orriente $e Arma$ra A [A]  [A] - [A]

0 256 496 773 1035 1269

0 23 44 77 96 117

0 1479 2878 4500 6026 7378

0 1495 2894 4516 6042 7410

0 1479 2878 4500 6010 7378

Ga!la /?. 0atos de cortocircuito $nidad @. uente 2A ).A., 7??46

1

-ra $e cortocircito ni$a$ 6. 8000 '  5.96'

6000

-orriente $e arma$ra [A] 4000 2000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A]

inear  -ra $ e c ortocircito

lustración 9. Curva de cortocircuito unidad @. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 7 Prea 0 27"20 53"60 78"20 101 121"50

0 1620 3190 4650 6010 7225

[A] le)$o 0 275 545 800 1055 1280

'citaci+n [A] te+rico

/[V]

-orriente $e Arma$ra A [A]  [A] - [A]

0 256 496 773 1035 1269

0 25 50 78 96 118

0 1700 3210 4650 6230 7400

0 1590 3050 4650 6160 7410

0 1620 3190 4650 6010 7225

Ga!la //. 0atos de cortocircuito $nidad . uente 2A ).A., 7??46

-ra $e cortocircito ni$a$ 7. 8000 '  5.79'

6000

-orriente $e arma$ra [A] 4000 2000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A]

inear  -ra $ e c ortocircito

lustración 9. Curva de cortocircuito unidad . uente1 ela!oración propia

15

/ni$a$ 8 Prea 0 26"90 51"27 73"97 104 126"42

0 1600 3050 4400 6180 7520

[A] le)$o 0 240 490 720 1000 1250

'citaci+n [A] te+rico

/[V]

-orriente $e Arma$ra A [A]  [A] - [A]

0 247 522 754 1059 1287

0 27 50 75 100 120

0 1600 3050 4400 6180 7520

0 1450 2950 4350 6150 7600

0 1700 3150 4450 6220 7580

Ga!la /7. 0atos de cortocircuito $nidad . uente 2A ).A., 7??46

-ra $e cortocircito ni$a$ 8. 8000 '  6.09'

6000

-orriente $e arma$ra[A] 4000 2000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A]

inear  -ra $ e c ortocircito

lustración 94. Curva de cortocircuito unidad . uente1 ela!oración propia

K

%rueba de circuito abierto

/ni$a$ 1  *ensi+n en arma$ra 1"17 193 11"25 1856  20"25 3341  32"92 5431  40"00 6600  50"67 8360 

[A] te+rica 0 88

'citaci+n [A] le)$o 0 90

*ensi+n en Arma$ra A [V] -[V] -A [V] 193 193 193 1856 1856 1856

/[V] me$i$o 0 8

175

160

16

3341

3341

3341

257

265

29

5431

5431

5431

350

320

34

6600

6600

6600

438

410

43

8360

8360

8374

)'

62"08  65"08  69"42  76"19  83"42  84"92  89"84  91"28  99"83  104"92  109"75  115"00  119"93 

1024 4 1073 9 1145 4 1257 1 1376 4 1401 1 1482 3 1506 1 1647 2 1731 1 1810 9 1897 5 1978 9

528

520

51

10244

10244

561

550

53

10739

10780

614

590

58

11454

11481

644

648

62

12581

12609

699

720

70

13764

13764

770

740

71

14011

14025

840

790

75

14823

14823

880

860

82

15661

15689

935

930

88

16472

16486

1110

1025

98

17311

17325

1150

1115

107

18109

18150

1250

1250

118

18975

18975

1400

1420

130

19759

19759

1025 7 1080 7 1146 7 1262 3 1377 8 1402 5 1483 6 1568 9 1647 2 1733 9 1815 0 1897 5 1975 9

Ga!la /9. 0atos de vac'o $nidad /. uente 2A ).A., 7??46

' 

-ra $e ac)o = entre>ierro. 25000 20000 '  0':4 ; 0':3 < 0':2 < 19.97' 15000

 *ensi+n en arma$ra [V] 10000 5000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A] A

inear A

-

A-

in ea e nt re >ie rro

-r a $ e a cio.

-ra $e ac)o.

lustración 5?. Curva de vac'o y entrehierro unidad /. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 2

'citaci+n

*ensi+n en Arma$ra

)(

 *ensi+n en arma$ra 192 1"16 11"00 1815 19"75 3259 31"75 5239 45"16 7452 56"25 9281 59"84 9873 1087 65"88 0 1152 69"84 3 1234 74"83 7 1324 80"25 1 1397 84"67 0 1483 89"93 8 1559 94"50 2 1648 99"93 8 105"08 1733  9 1613 97"79 6 102"72 1694  8 119"75 1975  9

[A] te+rica 0 88 175 257 350 438 528 561

[A] le)$o 0 94"5 168"9 268"3 397"5 496"9 521"7 571"4

/[V] me$i$o 0 10"1 17"3 23"9 42"3 44"1 45"9 50"7

A [V]

-[V]

192 1815 3259 5239 7452 9281 9873 10670

192 1815 3259 5239 7466 9295 9886 10684

614

611

59

11523

11550

644

651

60"2

12347

12375

699

720"5

66"2

13241

13255

770

780"1

68"6

13970

13984

840

854"7

73"9

14836

14850

880

934"2

85"9

15592

15606

935

984

88"2

16486

16"514

1110

1078"1

96

17339

17"353

1150

1120

99

18136

18150

1250

1220

108

18948

18961

1400

1355

112

19759

19772

-A [V] 192 1815 3259 5239 7452 9295 9873 1068 4 1153 6 1236 1 1324 1 1398 4 1485 0 1560 6 1650 0 1735 3 1813 6 1896 1 1977 2

Ga!la /5. 0atos de vac'o $nidad /. uente 2A ).A., 7??46

)&

' 

-ra $e ac)o = entre>ierro ni$a$ 2. 25000 20000 '  0':4 ; 0':3 < 0.01':2 < 18.6' 15000

 *ensi+n en arma$ra [V]

10000 5000 0 0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A] A

inear A

-

A-

in ea e nt re >ie rro

-r a $ e a cio.

-ra $e ac)o.

lustración 5/. Curva de vac'o y entrehierro unidad 7. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 3  *ensi+n en arma$ra 193 1"17 1622 9"83 20"08 3314 28"92 4771 40"75 6724 49"67 8195 59"62 9838 1090 66"06 0 1155 70"03 5 1200 72"75 4 1303 79"00 5 1381 83"75 9 1467 88"92 1 1537 93"17 3 100"08 1651

[A] te+rica 0 80 170 250 370 450 540 570

'citaci+n [A] le)$o 0 75 150 240 340 410 507 586

/[V] me$i$o 0 12 20 29 38 43 57 57

640

621

58

650

625

60

700

700

68

760

750

72

800

800

78

850

850

82

960

950

90

*ensi+n en Arma$ra A [V] -[V] -A [V] 193 193 193 1622 1622 1622 3314 3314 3314 4771 4771 4771 6724 6806 6779 8195 8222 8195 9838 9838 9838 10900 10900 1090 0 11555 11500 1150 0 12004 12031 1200 4 13035 13090 1303 5 13819 13874 1381 9 14671 14699 1467 1 15373 15383 1537 3 16514 16528 1651

)4

 103"75  109"33  113"33  119"75 

4 1711 9 1804 0 1870 0 1975 9

1040

1000

99

17119

17119

1150

1110

110

18040

18054

1250

1200

115

18700

18673

1460

1400

125

19759

19772

4 1711 9 1804 0 1870 0 1975 9

Ga!la /<. 0atos de vac'o $nidad /. uente 2A ).A., 7??46 ' 

-ra $e ac)o = entre>ierro ni$a$ 3. 25000 20000 '  ; 0':4 ; 0':3 ; 0':2 < 20.92 ' 15000

 *ensi+n en arma$ra [V]

10000 5000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A] A

inear A

-

A-

in ea e nt re >ie rro

-r a $ e a cio.

-ra $e ac)o.

lustración 57. . Curva de vac'o y entrehierro unidad 9. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 4  *ensi+n en arma$ra 220 1"33 10"00 1650 19"92 3286 29"25 4826 39"84 6573 49"87 8228 60"06 9910 1052 63"76 0 1152 69"84 3

[A] te+rica 0 88 175 257 350 438 528 561

'citaci+n [A] le)$o 0 98 160 250 340 418 517 557

/[V] me$i$o 0 11 19 27 32 49 52 57

614

600

58

*ensi+n en Arma$ra A [V] -[V] -A [V] 220 220 220 1650 1650 1650 3286 3286 3286 4826 4826 4826 6573 6573 6573 8228 8228 8228 9910 9910 9910 10520 10520 1052 0 11523 11523 1152 3

)1

73"33 79"50 84"67 89"42 94"92 97"82 107"00  109"08  113"58  119"42 

1210 0 1311 8 1397 0 1475 4 1566 1 1614 0 1765 5 1799 9 1874 1 1970 4

644

640

62

12100

12100

699

710

68

13118

13118

770

760

71

13970

13970

840

800

75

14754

14754

880

890

82

15661

15661

935

954

89

16140

16140

1110

1060

100

17655

17655

1150

1110

105

17999

17999

1250

1210

112

18741

18741

1400

1460

130

19704

19704

1210 0 1311 8 1397 0 1475 4 1566 1 1614 0 1765 5 1799 9 1874 1 1970 4

Ga!la /@. 0atos de vac'o $nidad /. uente 2A ).A., 7??46 ' 

-ra $e ac)o = entre>ierro ni$a$ 4. 25000 20000 '  0':4 ; 0':3 < 0.01':2 < 18.68' 15000

 *ensi+n en arma$ra [V]

10000 5000 0

0

500

1000

1500

2000

-orriente $e cam!o [A] A

inear A

-

A-

in ea e ntre >ie rro

-r a $ e a cio.

-ra $e ac)o.

lustración 59. Curva de vac'o y entrehierro unidad 5. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 5  *ensi+n en arma$ra 0"43 71

[A] te+rica 0

'citaci+n [A] le)$o 5

/[V] me$i$o 5

*ensi+n en Arma$ra A [V] -[V] -A [V] 71 71 71

))

10"19 19"30 29"70 39"96 48"79 59"61 63"53 70"47 73"07 80"44 84"99 90"19 94"53 102"12  104"95  119"53 

1681 3184 4901 6593 8050 9836 1048 2 1162 7 1205 7 1327 3 1402 4 1488 2 1559 8 1685 0 1731 6 1972 3

0 0 0 0 0 0 0

89 164 253 338 422 522 561

11 17 25 35 43 52 56

1681 3184 4901 6583 8050 9838 10482

1681 3184 4901 6583 8050 9838 10482

0

636

61

11627

11627

0

651

62

12057

12057

0

726

72

13273

13273

0

780

76

14024

14024

0

840

84

14882

14882

0

900

88

15598

15598

0

1019

97

16850

16850

0

1073

106

17316

17316

0

1391

143

19723

19723

1681 3184 4901 6583 8050 9838 1048 2 1162 7 1205 7 1327 3 1402 4 1488 2 1559 8 1685 0 1731 6 1972 3

Ga!la /. 0atos de vac'o $nidad /. uente 2A ).A., 7??46

)3

' 

-ra $e ac)o = entre>ierro ni$a$ 5. 25000 20000 '  0':4 ; 0':3 < 0':2 < 18.71' 15000

 *ensi+n en arma$ra [V]

10000 5000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A] A

inear A

-

A-

in ea e nt re >ie rro

-r a $ e a cio.

-ra $e ac)o.

lustración 55. Curva de vac'o y entrehierro unidad <. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 6  *ensi+n en arma$ra 1"16 192 9"32 1538 19"73 3255 30"13 4972 44"45 7334 49"44 8157 62"01 1023 2 65"26 1076 8 69"38 1144 8 75"02 1237 9 79"58 1313 0 85"21 1406 0 94"10 1552 6

[A] te+rica 0 88 175 257 350 438 528

'citaci+n [A] le)$o 0 30 114 199 328 368 492

/[V] me$i$o 0 8 16 24 32 36 52

561

522

52

614

561

61

644

621

63

699

671

66

770

740

76

840

865

81

*ensi+n en Arma$ra A [V] -[V] -A [V] 192 192 192 1538 1538 1538 3255 3255 3255 4972 4972 4972 7334 7334 7334 8157 8157 8157 10232 10232 1023 2 10768 10768 1076 8 11448 11448 1144 8 12379 12379 1237 9 13130 13130 1313 0 14060 14060 1406 0 15526 15526 1552 6

)B

96"05 99"95 105"81  109"92  114"84  120"08 

1584 9 1649 2 1745 9 1813 6 1894 8 1981 4

880

894

83

15849

15849

935

959

91

16492

16492

1110

1063

101

17459

17459

1150

1100

100

18136

18136

1250

1220

112

18948

18948

1400

1380

122

19814

19814

1584 9 1649 2 1745 9 1813 6 1894 8 1981 4

Ga!la /. 0atos de vac'o $nidad /. uente 2A ).A., 7??46

' 

-ra $e ac)o = entre>ierro ni$a$ 6. 25000 20000 '  ; 0':4 < 0':3 ; 0.02':2 < 28.8 4' 15000

 *ensi+n en arma$ra [V]

10000 5000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A] A

inear A

-

A-

in ea e nt re >ie rro

-r a $ e a cio.

-ra $e ac)o.

lustración 5<. Curva de vac'o y entrehierro unidad @. uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 7  *ensi+n en arma$ra 0"90 145 10"50 1739 20"20 3326 25"10 4135 40"90 6743 50"30 8291 60"00 9903 64"80 1069

[A] te+rica 0 88 175 257 350 438 528 561

'citaci+n [A] le)$o 0 75 155 245 340 420 515 560

/[V] me$i$o 0 11 18 26 35 42 49 53

*ensi+n en Arma$ra A [V] -[V] -A [V] 124 145 124 1622 1739 1622 3300 3326 3300 4950 4135 4950 6724 6743 6724 8278 8291 8250 9886 9903 9886 10711 10698 1071

)

70"30 74"00 79"10 86"10 90"00 95"20 100"00  105"50  110"10  114"90  120"00 

8 1159 3 1220 6 1304 5 1420 4 1485 3 1570 5 1649 7 1741 0 1816 8 1895 6 1980 0

614

620

58

11536

11593

644

655

60

12347

12206

699

700

64

13186

13045

770

780

72

14124

14204

840

815

76

14850

14853

880

885

83

15689

15705

935

950

88

16500

16497

1110

1035

95

17325

17410

1150

1120

103

18136

18168

1250

1220

115

18948

18956

1400

1365

129

19800

19800

1 1155 0 1234 7 1318 6 1412 4 1485 0 1570 3 1650 0 1729 8 1813 6 1893 4 1980 0

Ga!la /4. 0atos de vac'o $nidad /. uente 2A ).A., 7??46 ' 

-ra $e ac)o = entre>ierro ni$a$ 7. 25000 20000 '  ; 0':4 ; 0':3 ; 0':2 < 20.8' 15000

 *ensi+n en arma$ra [V]

10000 5000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A] A

inear A

-

A-

in ea e nt re >ie rro

-r a $ e a cio.

-ra $e ac)o.

lustración 5@. Curva de vac'o y entrehierro unidad . uente1 ela!oración propia

/ni$a$ 8

'citaci+n

*ensi+n en Arma$ra

)5

 *ensi+n en arma$ra 1"16 192 10"17 1678 19"75 3259 29"84 4923 40"08 6614 50"08 8264 60"08 9914 65"84 1086 3 72"25 1192 1 74"58 1230 6 79"92 1318 6 87"33 1441 0 89"33 1474 0 95"08 1568 9 100"00 1650  0 104"92 1731  1 110"25 1819  1 114"75 1893  4 119"83 1977  2

[A] te+rica 10 90 176 267 359 448 537 589

[A] le)$o 0 70 150 230 300 390 480 520

/[V] me$i$o 0 10 18 22 31 40 49 52

A [V]

-[V]

192 1678 3259 4923 6614 8264 9914 10863

192 1678 3259 4923 6600 8264 9914 10876

647

590

57

11921

11921

672

610

60

12306

12306

719

660

67

13186

13172

797

750

73

14410

14396

820

760

75

14740

14740

891

840

81

15689

15661

965

900

88

16500

16472

1053

980

95

17311

17284

1176

1050

103

18191

18136

1294

1150

112

18934

18920

1464

1300

128

19772

19759

-A [V] 192 1678 3259 4923 6614 8264 9914 1087 6 1192 1 1230 6 1317 2 1441 0 1474 0 1566 1 1647 2 1728 4 1815 0 1892 0 1975 9

Ga!la 7?. 0atos de vac'o $nidad /. uente 2A ).A., 7??46

3'

' 

-ra $e ac)o = entre>ierro ni$a$ 8. 25000 20000 '  0':4 ; 0 ':3 ; 0':2 < 22 .48' 15000

 *ensi+n en arma$ra [V]

10000 5000 0

0

500

1000

1500

-orriente $e cam!o [A] A

inear A

-

A-

in ea e ntre >ie rro

-ra $ e a cio.

-ra $e ac)o.

lustración 5. Curva de vac'o y entrehierro unidad . uente1 ela!oración propia

%ara obtener los valores de " FS" e " F# se deben considerar las curvas de entrehierro  las de cortocircuito$ Como se describi! "FS" es la corriente de cam*o corres*ondiente a la corriente nominal en la curva de cortocircuito e " F#  es la corriente de cam*o corres*ondiente a la tensi!n nominal de la línea de entrehierro$ Estas dos curvas obedecen a las siguientes ecuaciones+  Ea =m1∗ I  FSI 

 

6&)7

 I a=m2∗ I  FG

 

6&37

-onde la ecuaci!n &) es la curva de entrehierro  la &3 es la curva de cortocircuito$ En la tabla &( se muestran las *endientes *ara la línea de entrehierro  de cortocircuito de cada m/.uina calculadas como la media geométrica de las tres *endientes .ue da cada 0ase de la misma, los valores de "FS" e "F#  en el valor nominal de " a  Ea,  las reactancias de eje directo  de cuadratura$ /ni$a$

m1

m2

?@a nominal

?a nominal

#$

#% 3(

1 2 3 4 5 6 7 8

20"18 18"89 19"81 19"37 19"09 21"99 19"62 21"17

             

5"63 5"83 5"84 5"77 5"85 5"94 5"73 6"14

1056"99 1021"25 1018"39 1030"23 1016"17 1000"97 1036"81 968"17

817"45 873"52 832"91 851"96 864"28 750"03 840"98 779"29

1"29 1"17 1"22 1"21 1"18 1"33 1"23 1"24

0"90 0"82 0"85 0"85 0"82 0"93 0"86 0"87

Ga!la 7/. endiente l'nea de entrehierro y de cortocircuito. uente ela!oración propia

En el libro de E@cel Calculo de im*edanciasK#eneradores San Carlos$@ls@ se determinan todos estos valores$

#. Caculo curvas de cargabilidad central Hidroeléctrica San Carlos.

%ara la reali
 [MVA]

170

.!.

0"95

#$

#%

1"29 1"17 1"22 1"21 1"18 1"33 1"23 1"24

0"9 0"82 0"85 0"85 0"82 0"93 0"86 0"87

1"13

0"79

Pmin [M(]

Pma' [M(]

22

155

Ga!la 77. ar%metros de las m%quinas de la central )an Carlos

3&

 Adem/s se tiene en cuenta los datos de tem*eratura m/@ima en los cabe
B[MVAC] ; 53"08248 ;55 ;75 ;88 ;110 ;125 ;133 ;135 ;138

Ga!la 79. Gemperatura en ca!e(ales seg"n Goshi!a.

34

#.1 Curva de cargabilidad seg5n datos del 6abricante en p.u. , valores reales.

lustración 5. Curva de carga!ilidad seg"n datos del &a!ricante en p.u. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

31

lustración 54. Curva de carga!ilidad seg"n datos del &a!ricante en valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

3)

#.#Curva de cargabilidad unidad 1 en p.u. , valores reales.

#.#Curva de cargabilidad unidad 1 en p.u. , valores reales.

lustración
33

3B

lustración
3

#.%Curva de cargabilidad unidad # en p.u. , valores reales.

#.%Curva de cargabilidad unidad # en p.u. , valores reales.

35

lustración <7. Curva de carga!ilidad unidad 7 en p.u. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

B'

lustración <9. Curva de carga!ilidad unidad 7 valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

B(

#.&Curva de cargabilidad unidad % en p.u. , valores reales.

#.&Curva de cargabilidad unidad % en p.u. , valores reales.

lustración <5. Curva de carga!ilidad unidad 9 en p.u. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

B&

B4

lustración <<. Curva de carga!ilidad unidad 9 valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

B1

#.'Curva de cargabilidad unidad & en p.u. , valores reales.

#.'Curva de cargabilidad unidad & en p.u. , valores reales.

lustración <@. Curva de carga!ilidad unidad 5 en p.u. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

B)

lustración <. Curva de carga!ilidad unidad 5 valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

B3

#.2Curva de cargabilidad unidad ' en p.u. , valores reales.

#.2Curva de cargabilidad unidad ' en p.u. , valores reales.

lustración <. Curva de carga!ilidad unidad < en p.u. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

BB

lustración <4. Curva de carga!ilidad unidad < valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

B

#.7Curva de cargabilidad unidad 2 en p.u. , valores reales.

#.7Curva de cargabilidad unidad 2 en p.u. , valores reales.

lustración @?. Curva de carga!ilidad unidad @ en p.u. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

B5

lustración @/. Curva de carga!ilidad unidad @ valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

'

#.8Curva de cargabilidad unidad 7 en p.u. , valores reales.

#.8Curva de cargabilidad unidad 7 en p.u. , valores reales.

lustración @7. Curva de carga!ilidad unidad  en p.u. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

(

&

lustración @9. Curva de carga!ilidad unidad  valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

#.9Curva de cargabilidad unidad 8 en p.u. , valores reales.

lustración @9. Curva de carga!ilidad unidad  valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

#.9Curva de cargabilidad unidad 8 en p.u. , valores reales.

4

lustración @5. Curva de carga!ilidad unidad  en p.u. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

1

lustración @<. Curva de carga!ilidad unidad  valores reales. uente1 ela!oración propia con programa ICurvasJ 

)

%.

%.

n(lisis de resultados.

9a central =idroeléctrica San Carlos cuenta actualmente con una curva de cargabilidad dada *ara todas las ma.uinas en general la cual es calculada con los datos de 0abricante encontrados en la tabla &&$ En general las curvas de carga calculadas con el *rograma 8Curvas; tienen la misma 0orma *ero acotan la curva un *oco m/s o menos de*endiendo de los 3

*ar/metros d  .$ En la
Conclusiones •

9os límites o*erativos de las curvas de cargabilidad son di0erentes de*endiendo del ti*o de m/.uina .ue se tiene, di0erenci/ndose *or ti*o de rotor en el cual cambia los límites de corriente m/@ima de rotor siendo en el caso de *olos lisos una semicircun0erencia  en el caso de *olos salientes un limacon de *ascal, adem/s del límite de estabilidad en el cual *ara un B

generador de *olos lisos es una recta *aralela al eje de *otencia activa  en el caso de *olos salientes es una sucesi!n de *untos como se e@*lica en el Ca*ítulo 4$ ?ambién de*endiendo de la alimentaci!n de la turbina, a sea *or gas, carb!n, hidr/ulicos o e!licos el límite de tem*eratura dado *or el 0abricante cambia en su 0orma como se *uede ver en el Ca*ítulo ($ •

9os *ar/metros .ue in0luen *ara la construcci!n de la curva de cargabilidad son+ o o o o o o o

•

•

•

•

•

•

%otencia A*arente Factor de *otencia Reactancia de eje directo Reactancia de eje de cuadratura %otencia m/@ima a la cual *uede estar sometida la ma.uina %otencia mínima a la cual *uede estar sometida la ma.uina 9ímite de tem*eratura

9as ma.uinas deben o*erar en la regi!n interna re*resentada en la curva de cargabilidad con el objetivo de no disminuir su vida Htil, ni la con0iablidad de la misma cuando se encuentra en o*eraci!n$ El modelamiento de la m/.uina es de gran im*ortancia *ara entender c!mo se construen los límites de la curva de cargabilidad, bas/ndose *rinci*almente en su diagrama 0asorial  la estabilidad de la m/.uina$ Cuando no se tienen los *ar/metros de reactancias de la m/.uina 6 d  .7, se *ueden calcular reali
se da *or la metodología .ue se im*lement! en el desarrollo del límite de estabilidad$ •

•

%ara declarar la curva de cargabilidad en general *ara la central San Carlos, se recomienda tomar cada curva obtenida  com*arar cada m/.uina *ara recrear la curva con los límites m/s restrictivos encontrados$ Esto se *uede justi0icar teniendo en cuenta .ue se declara una sola curva de carga *ara las  m/.uinas  se debe *rocurar cuidar las m/.uinas .ue tengan los limites m/s restrictivos$ 9a curva de cargabilidad .ue se debe ado*tar *ara la central San Carlos es la de la m/.uina 3, dado .ue en esta se *resenta la maor restricci!n *ara las m/.uinas$

Re6erencias

 A$ 6&''7$ Conce*tos /sicos Q-ia*ositivas$ #uadalu*e$  A$ 6&'((7$ %resenacion Curva de Cargabilidad Q-ia*ositivas$ Ra0ael Neves$  Adibi, M$ 6(5517$ Reactive ca*abilit 9imitation o0 Snchronous Machines$ === o3er ; =nergy )ociety , &5K1'$ arrera Naranjo, =$ C$ 6&'(47$ -eterminaci!n te!rica  e@*erimental de la ca*acidad de *otencia reactiva de generadores síncronos$ Me@ico$ 5

uDhala, P$, Conrad, S$, Cra>le, ?$, #ardell, X$, =amilton, R$, =asen>inDle, "$, $ $ $ Talla, M$ 6&''B7$ C22R-"NA?"2N 2F #ENERA?2R %R2?EC?"2N J"?= #ENERA?2R EC"?A?"2N C2N?R29 AN- #ENERA?2R CA%A"9"?T$ ulp and  aper ndustry Gechnical Con&erence, 7??. C 7??. Con&erence Record o& 7?? <5th Annual , 3&KB3$ Costa, %$ d$, Soueen #enerator -istance %hase acDu* %rotection and #enerator Ca*abilit Curves$ o3er 0elivery, === Gransactions on 2olume17@ , ssue1 9 6, ()1K(34$ Elsamah, M$, #oDaraju, R$,  Faried, S$ 2$ 6&'('7$ o3er and =nergy )ociety +eneral *eeting, 7?/? === , (KB$ #ove, R$ M$ 6(53)7$ #eometric construction o0 the stabilit limits o0 snchronous machines$ =lectrical =ngineers, roceedings o& the nstitution o& 2olume1//7 , ssue1 < 6, 5BBK5)$ #uru, $ S$,  =i TorD+ 2@0ord Universit %ress Me@ico$ =uatuco, -$ P$, Aronés, M$ F$,  Casas, 9$ %$ 6&''B7$ EA9UAC"YN -E 9A 2%ERAC"YN -E9 #ENERA-2R SZNCR2N2 ASA-2 EN 9A F2RMU9AC"YN MA?EM[?"CA -E 9A CURA -E CA%A"9"-A-$, 6*/gs$ 4'(K4'7$ 9ima$ "A S$A$ 6&''57$ Central hidroel8ctrica )an Carlos )A+=: $nidad :o./. "SA#EN$ 6&'(17$ Mantenimiento Eléctrico$ Antio.uia, Colombia$ 9alou@, -$ 6&''(7$ %rinci*ios #enerales de las M/.uinas Eléctricas$ 2btenido de htt*+IIes$slideshare$netIrodri@\(&\(&Ima.uinasKelctricas 9andeta, C$ ?$ 6Mareen #enerator %hase acDu* %rotection and #enerator Ca*abilit Curves in the %resence o0 a Mid*oint S?A?C2M Using Su**ort ector Machines$ === o3er ; =nergy )ociety , (1(K()4$ Mohamed, E$, Sheri0, 2$ F$,  #oDaraju, R$ 6&'('7$ "m*act o0 Mid*oint S?A?C2M on the Coordination bet>een #enerator -istance %hase acDu* %rotection and #enerator Ca*abilit Curves$ o3er and =nergy )ociety +eneral *eeting, 7?/? === , (KB$

5'

M2RA9ES, =$ 2$ 6Se*tiembre de &'')7$ -E?ERM"NAC"YN -E CURAS -E CA%AC"-A- -E UNA M[:U"NA SZNCR2NA -E %292S SA9"EN?ES$ #uatemala$ Nilsson, N$,  Mercurio, X$ 6(5517$ STNC=R2N2US #ENERA?2R CA%A"9"?T CURE ?ES?"N# AN- EA9UA?"2N$ === o3er ; =nergy )ociety , 1(1K1&1$ Rodrígue< %oander, J$ 6(5117$ Fundamental electrical characteristics o0 snchronous turboK generators$ =lectrical =ngineers N art 1 o3er =ngineering, #ournal o& the nstitution o& , ()K(51$ Pulmar S$, M$ X$, ?aranto, #$ N$,  Falcao, -$ M$ 6&''17$ 2*timal %o>er Flo> Formulation "ncluding -etailed Modeling o0 #enerators$ o3er )ystems Con&erence and =Eposition, 7??5. === =), 53'K53)$

neo 1. In6orme de la central 1. Con6ormación de la central

9a central hidroeléctrica San Carlos se con0orma de varias eta*as como lo son la
de casino donde se encuentran es*acios *ara alimentaci!n  un am*lio com*lejo de*ortivo, el edi0icio de mando,
lustración @@. Drgani(ación de la central Fidroel8ctrica )an Carlos. uente1 2)A+=:, 7?/56

Estos gru*os son los encargados de o*erar, administrar  reali
9os elementos *rinci*ales de la central se nombraran a continuaci!n  se describir/n brevemente$ #.1.

"mbalse

El embalse %unchina tiene una ca*acidad de B& millones de m 4$ ?iene una *resa de ti*o gravedad en tierra una altura de B' m  una longitud de '' m$ Cuenta con un vertedero de ti*o libre  *uede evacuar B&'' m 4Is$

5&

lustración @. =m!alse unchina. Gomado de http1OO333.scielo.org.coOimgOrevistasOeiaOn/5On/5a?&ig/.gi& 

#.#.

Torres de captación

9as torres de ca*taci!n son & *ara la central San Carlos, las cuales suministran el agua *ara las  m/.uinas de generaci!n de la central, la torre ( alimenta las m/.uinas ( a 1 de SC( con un di/metro de 3$4 m  la torre & alimenta las ma.uinas ) a la  SC& con un di/metro de B$)m, aun.ue 0ue diseada *ara suministrar agua a dos m/.uinas m/s$ 9a altura de las torres es a*ro@imadamente )1m$

54

lustración @.Gorres de captación. =la!oración propia

#.%.

T5neles de conducción

Son los encargados de llevar el agua .ue se recoge en las torres de ca*taci!n a las ma.uinas en la caverna de generaci!n$ En esta central se utili
lmenaras

9as almenaras son las encargadas de liberar sobre*resiones en los tHneles de conducci!n, generadas al cerrar alguna de las v/lvulas es0éricas de admisi!n al generador r/*idamente$ #.'.

3(lvulas

9as v/lvulas son elementos *ara abrir o cortar el suministro de agua, las cuales est/n *resentes en las torres de ca*taci!n 6( *ara cada torre7 siendo cilíndricas  en casa de m/.uinas se utili
51

lustración @4. %lvula es&8rica. =la!oración propia

#.2.

Distribuidores *Caracol-

9os distribuidores son los encargados de entregar el agua a las turbinas$ Se com*onen de las siguientes *artes+ #.2.1. Caracol

Es la *arte 0inal de la tubería de *resi!n .ue tiene una 0orma circular la cual va disminuendo su radio a medida .ue llega a los di0erentes inectores$ #.2.#. In,ectores

9os inectores son los encargados de suministrar el agua a la turbina, estos utili
5)

lustración ?. Canjilones de tur!ina e inyectores. =la!oración propia

#.2.%. De6lector 

9os de0lectores actHan en conjunto con los inectores *or medio de servomotores  son los encargados de cambiar el /ngulo con el .ue entra el chorro de agua a la turbina$

lustración /. )istema de regulador de velocidad. =la!oración propia

53

#.7.

Turbinas

9a central San Carlos cuenta con  turbinas %elton las cuales son las encargadas se convertir la energía cinética .ue trae el agua en energía mec/nica$ Estas a la ves aco*ladas al rotor del generador *ara la conversi!n de energía mec/nica a eléctrica$ 9as turbinas de la central tienen un eje vertical  0ueron diseadas con los siguientes *ar/metros$
%ar/metros

alores

%otencia QMJ Caudal Qm4Is Salto neto de diseo Qm elocidad Qr*m

(3' 4&$3B ))1 4''

Ga!la 75. arametros de las tur!inas de central )an Carlos

lustración 7. Gur!ina pelton Central Fidroel8ctrica )an Carlos. uente1 =la!oración propia

#.8.

$eneradores

9a central San Carlos dis*one de  unidades de generaci!n de las cuales 1 *ertenecen a la *rimera eta*a SC(  las otras 1 a la segunda eta*a SC&$ 9os generadores son los elementos encargados de convertir la energía mec/nica suministrada al rotor en energía eléctrica$ Un generador se com*one b/sicamente de dos elementos, el estator  el rotor$ 9os datos de los generadores se muestran a continuaci!n+

5B

#.8.1.
%ar/metros

alores

%otencia QMA oltaje QD Corriente nominal QA Frecuencia Q=< Factor de *otencia Fases NO %olos Corriente de cam*o QA elocidad Qr*m

(B' (3$) )51 3' '$5) 4 &1 (B'& 4''

Ga!la 7<. ar%metros de m%quinas de la central )an Carlos

#.8.#. "stator 

El estator es la *arte 0ija del generador la cual es un nHcleo de material 0erromagnético .ue se com*one de ranuras en las cuales se dis*onen las bobinas$ 9os estatores de los generadores de San Carlos est/n com*uestos *or &)& ranuras, doble ca*a *ara un total de &)& bobinas  )'1 barras o conductores$ Estas bobinas enla
5

lustración 9. 0evanado de armadura maquina )an Carlos. uente1 2)A+=:, 7?/56

#.8.%. Rotor 

El rotor es la *arte m!vil del generador  se encarga de mover los *olos *ara .ue generen la 0$e$m$ a través del estator, este tiene una alimentaci!n de corriente continua *roveniente de los servicios au@iliares de -C el cual se conecta al generador *or medio de anillos & rosantes  4& escobillas *or anillo, con lo cual se 0orman los *olos del rotor$ En San Carlos se tiene un rotor de &1 *olos  cada *olo est/ com*uesto *or &) es*iras .ue arrollan un nHcleo 0erromagnético$

55

lustración 5. Rotor maquina )an Carlos. uente1 2)A+=:, 7?/56

#.8.&.
9a *otencia de salida *ara las ma.uinas est/ dada *or la siguiente relaci!n+  P=9.81∗ H  N ∗Q ∗ηT =170 [ MW ]

-onde+ ηT  + E0iciencia del sistema turbinaKgenerador$ Q + El caudal en m 4Is  H  N  + 9a cabe
T la *otencia de entrada se da *or+  P=9.81∗ H  N ∗Q =177 [ MW ]

9o cual deja una e0iciencia total del sistema generadorKturbina de 5)$B1V$

(''

#.9.

Interruptores de potencia

9os interru*tores de *otencia son los encargados de conectar o desconectar los generadores a los trans0ormadores de *otencia$ En San Carlos los interru*tores son monoK*olares teniendo un total de &1, los cuales se com*onen *or un interru*tor de accionamiento mec/nico  un seccionador$

lustración <. nterruptores monopolares de maquina )an Carlos. uente1 ela!oración propia

#.1;. Trans6ormadores de potencia

9os trans0ormadores de *otencia son los encargados de elevar la tensi!n de los generadores *ara llevarla a la subestaci!n  conectarse al S"N$ 9a central de San Carlos tiene 1 bancos de trans0ormadores mono0/sicos tridevanados lo cual da un total de (& trans0ormadores  se tienen 4 trans0ormadores de res*aldo *ara un total de () trans0ormadores de *otencia$ A cada banco de trans0ormadores van conectadas & m/.uinas cada una a uno de los devanados de baja tensi!n  su cone@i!n es en delta$ 9a salida del trans0ormador se conecta en T$ A continuaci!n se tienen los datos de los trans0ormadores+ #.1;.1.


%ar/metros

alores

%otencia nominal QMA Corriente nominal Alta QA Corriente nominal aja QA oltaje nominal Alta Q oltaje nominal aja Q

('5I(&& &(I5(5 4115I43( &4'''' ()''

Ga!la 7@. ar%metros de los trans&ormadores de la central )an Carlos

('(

lustración @. Grans&ormador de potencia )an Carlos. uente1 =la!oración propia

#.11. Cables de potencia

9os cables de *otencia son los encargados de trans*ortar la energía generada luego de la salida de los trans0ormadores de *otencia$ Estos son cables con de 0orma cascaron cilíndrico aislados *or di0erentes materiales  en el centro tienen aceite$ 9uego del trans0ormador los cables llevan la energía *or tHneles de cables 6son dos, *ara SC(  SC&7 hasta las a0ueras de la caverna en *uente cables  de ahí hasta la subestaci!n del S"N$

lustración . Ca!les de potencia )an Carlos. uente1 =la!oración propia

('&

%. "lementos peri6éricos de la central San Carlos

9os elementos *eri0éricos de la central de nombraran a continuaci!n  se describir/n brevemente$ %.1.

Subestación
9a subestaci!n *rinci*al es una barra de 1'  encargada de alimentar los e.ui*os *eri0éricos de la central$ 9a alimentaci!n de 1'  se toma de dos trans0ormadores de (3$)I'$1 D conectados a generadores, los cuales est/n enclavados eléctricamente *ara .ue cuando un generador no esté en 0uncionamiento el otro entre a su*lir la alimentaci!n de la barra, esta es llamada la S%($ Cuando ninguno de estos est/ en o*eraci!n se im*lementa un trans0ormador  de (4$&I'$1 D .ue es alimentado *or la red de (4$& D .ue viene de la subestaci!n del S"N 6circuito D)  D((7, si en la subestaci!n no se tiene dis*onibilidad se *ueden conectar las *lantas diésel, esta es llamada la S%&$

lustración . )u!estación principal )an Carlos. uente1 =la!oración propia

%.#.

4nidades de trans6ormación *4T-

9as U? son trans0ormadores .ue van de (3$)I'1 D  son los encargados de alimentar la S%($ %.%.

Servicios auiliares *S-

9os servicios au@iliares de una central de generaci!n se dividen en dos .ue son los SA de AC  los SA -C

('4

%.%.1. Servicios auiliares de C

Son los encargados de dar la alimentaci!n de &&'I(('  *ara el 0uncionamiento de e.ui*os esenciales de la central$ Entre estos est/n *artes como la iluminaci!n, e.ui*os de c!m*uto, entre otros$ %.%.#. Servicios auiliares de DC

Estos son los encargados de *roveer la e@citaci!n del generador *ara .ue se cree un 0lujo de cam*o magnético contante  se *ueda inducir el voltaje en el generador$ Este consta de+ K anco de baterías K ?ableros de control

lustración 4. Banco de !ater'as )an Carlos. uente1 =la!oración propia

%.&.

Centro de control motores

Es el encargado del control de todos los motores .ue abarcan las unidades de generaci!n, como lo son las bombas de aceite, las ARU, las ARAA, entre otros$

('1

%.'.


9a central de generaci!n San Carlos tiene dos *lantas -iésel las cuales se encargan de dar res*aldo a la S%(  reali
Compresores de aire

9os com*resores de aire son utili
lustración ?. Compresores de aire )an Carlos. uente1 =la!oración propia

%.7.


El *uenteKgrHa es utili
(')

%.8.

4nidad ane0adora de ire *4-

9as UMAs son las encargadas de llevar el aire 0resco a los recintos de los trans0ormadores de *otencia  a la central en general$ Esto se lleva a cabo *or  medio de un sistema de en0riamiento en el cual se utili
lustración /. ntercam!iador de calor )an Carlos. uente1=la!oración propia.

lustración 7. 0uctos de conducción de aire para ca!inas de trans&ormación. uente =la!oración propia

%.9.

>omba de aceite

Estas bombas son las encargadas de hacer recircular el aceite .ue tienen los cojinetes del generador$

('3

lustración 9. Bom!a de aceite cojinete in&erior. uente1 =la!oración propia

%.1;. Co0inetes

9as m/.uinas tienes tres cojinetes cada una, estos se encargan de guiar el rotor *ara .ue la ma.uina tenga un correcto 0uncionamiento$ 9os cojinetes son+ %.1;.1.

Co0inete gu!a in6erior 

Su 0unci!n es mantener el rotor en su *osici!n en la *arte in0erior *ara evitar vibraciones .ue *uedan ser *erjudiciales *ara la m/.uina$ %.1;.#.

Co0inete gu!a superior 

?iene la misma 0unci!n .ue el in0erior *ero se utili
Co0inete de empu0e:

El cojinete de em*uje es el encargado de levantar el rotor *ara .ue no halla 0ricci!n cuando la m/.uina este girando$ Este utili
('B

lustración 5. parte superior de maquina )an Carlos. uente1 =la!oración propia

%.11. Trans6ormadores de puesta a tierra

9os trans0ormadores de *uesta a tierra tienen la 0unci!n de darle robuste< al neutro de la cone@i!n en T de los generadores utili
9os tuéneles de cables son *or los cuales se llevan los cables de alta tensi!n &4'D a *uente cables$ Allí se encuentran los elementos llamados 0uniculares .ue sirven *ara subir hasta *uente cables$ %ara la central San Carlos e@isten dos una *ara SC(  la otra *ara SC&$

lustración <. G"nel de ca!les y &unicular )an Carlos. uente1 =la!oración propia

('

neo #. Curvas de cargabilidad con "cel.

Se desarroll! un *rograma en E@cel *ara calcular las curvas de cargabilidad el cual se e@*lica a continuaci!n$ Al ingresar al *rograma se muestra la siguiente inter0a< 6ilustraci!n 37$ %ara cual.uier m/.uina .ue se desee reali
('5

lustración @.nicio programa curvas de carga!ilidad con =Ecel. uente ela!oración propia

(('

lustración . nter&a( para c%lculo de curva de carga!ilidad con =Ecel de maquina con polos salientes. uete ela!oración propia

(((

lustración .nter&a( para c%lculo de curva de carga!ilidad con =Ecel de maquina con polos lisos. uete ela!oración propia

((&

lustración 4. =jemplo curva de carga!ilidad. uente1 =la!oración propia.

((4