Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Problema: Un alt lter ern nador trifásico está trabajando a ple len na carga con un factor de potencia 0.85 en retraso y a tensión nominal. Sus características nominales son: •
Se pide: 1. Tens Tensión ión generad generada a en vac vacío ío 2. Reg Regulac ulación ión de tensión tensión
Tutor: José Tutor: José Luis Molina Casla
1
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Resolución: 1. Tensión generada en vacío Esquema eléctrico equivalente:
Supuestos: El alternador se conecta a un nudo de potencia infinita. Los valores de resistencia y reactancia dados por fase se corresponden al equivalente en estrella del alternador. •
•
Tutor: José Luis Molina Casla
2
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Resolución: Potencia del alternador: Factor de potencia:
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Resolución: Trabajaremos en valores por unidad. Valores base:
333; 2420
17.59Ω
Cálculo de los parámetros en valores por unidad:
0.0284
Tutor: José Luis Molina Casla
0.01706
1
0.85 0.5268
∗
0.85 0.5268
4
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Resolución: Del esquema eléctrico de la figura: 1.033 0.000477
Si lo expresamos en valores sin normalizar: 2500.22 1.1547 2500.22∠ 0.026
Tutor: José Luis Molina Casla
5
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Resolución: El diagrama vectorial se puede construir como en la figura siguiente:
El diagrama vectorial no está a escala en la parte de las caídas de tensión en la resistencia del estator y la reactancia síncrona, ya que estas componentes de la tensión son muy pequeñas frente a las tensiones de línea de red y del alternador. Se observa que el ángulo de potencia es negativo, esto es debido a que la resistencia del estator es muy alta frente a la reactancia síncrona, lo cual no es común en la práctica. Tutor: José Luis Molina Casla
6
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Resolución: 2. Cálculo de la regulación de tensión: ó % 100
Tutor: José Luis Molina Casla
í
100
3.315%
7
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Representación mediante simulación: Esquema equivalente en PSIM:
Tutor: José Luis Molina Casla
8
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Representación mediante simulación: Tensión de línea de red, generador e intensidades de línea:
Tutor: José Luis Molina Casla
9
Análisis y operación de sistemas eléctricos TEMA 1: MODELO DEL GENERADOR Representación mediante simulación: Potencias activa y reactiva entregadas a la red y factor de potencia: