UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD ING. ELECTRICA Y ELECTRONICA ESCUELA PROF: INGENIERIA ELECTRICA
INFORME TÉCNICO DE AVR Y RAS MAQUINAS ELÉCTRICAS III INTEGRANTE:
CODIGO:
MALQUI ALAYO FRANZ KENNEDY
LIMA - CALLAO 2014
100650H
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA – UNAC .
I.
OBJETIVOS
II.
Conocer como está constituido el AVR y RAS . Conocer el diagrama de bloques del AVR y RAS. Probar su funcionamiento y establecer diferencia de comportamiento Entender el funcionamiento del AVR y RAS FUNDAMENTO TEÓRICO
AVR Es un dispositivo electrónico que permite corregir el voltaje existente en la línea de energía eléctrica. Se lo denomina comúnmente “Estabilizador de Tensión” porque tiene la habilidad de corregir tanto defectos como excesos en el voltaje de línea. Partes internas de un AVR Placa de Control Auto-transformador corrector Elementos de potencia Filtros y protecciones TIPOS: ESTABILIZADORES DISCRETOS: Estabilizadores Discretos, paso a paso, o por etapas. El principio de funcionamiento de este tipo de Estabilizadores de tensión se basa en el uso de un autotransformador eléctrico con varias etapas o derivaciones y la conmutación por medio de un relé o por triacs. ESTABILIZADORES DE TENSIÓN CON BOOSTER En este tipo de Estabilizador de Tensión por pasos, la corriente de carga no circula por los elementos de conmutación (Relé o Triacs), sino que circula por el arrollamiento de un transformador (su secundario), y por los Relé o Triacs circulara una fracción de la corriente de carga. La elevación o reducción de la tensión de entrada tiene lugar en el transformador. EL ESTABILIZADOR DE TENSIÓN ELECTROMECÁNICO O A SERVOMECANISMO Utiliza, al igual que el Estabilizador de Tensión por pasos, un autotransformador. La diferencia fundamental es que éste autotransformador se construye sobre un núcleo de hierro de forma toroidal o de columna, y parte de su bobinado se encuentra accesible, mecánica y eléctricamente (se parecen a los colectores de los motores utilizados en los taladros domésticos, allí se llaman delgas). Sobre esa parte del bobinado se desliza una escobilla de carbón (que tiene el mismo ancho que la delga), que se sitúa en la posición correcta para obtener la tensión de salida deseada.
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III.
PRESENTACIÓN DEL R 448
DESCRIPCIÓN El regulador R 448 o R 448 V50 está dentro de una caja concebido para ser montado sobre un panel con amortiguadores. El empalme se realiza con manguitos de unión « Faston »
Temperatura de funcionamiento: de 30°C a +70°C Temperatura de almacenaje: de - 55°C a + 85°C Golpes sobre el soporte: 9g según los 3 ejes. Vibraciones: Menos de 10Hz: 2mm de amplitud medio-pico. De 10Hz a 100Hz: 100mm/s, más de 100Hz: 8g
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SISTEMA DE EXCITACIÓN AREP Los dos sistemas de excitación AREP y PMG están controlados por el regulador R 448. Con excitación AREP, el regulador electrónico R 448 está alimentado por dos bobinados auxiliares independientes del circuito de detección de tensión. El primer bobinado proporciona una tensión proporcional a la del alternador (características Shunt), el segundo da una tensión proporcional a la intensidad del estátor (característica Compound : efecto Booster). La tensión de alimentación es rectificada y filtrada antes de ser utilizada por el transistor de control del regulador.
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SISTEMA DE EXCITACIÓN PMG En excitación PMG, un generador de imán permanente (PMG) añadido al alternador alimenta el regulador con una tensión independiente del bobinado principal del alternador. Éste, acoplado en la parte trasera de la máquina, está conectado al regulador de tensión R 448 y el puente ST9 debe estar cortado. Estos dos principios proporcionan a la máquina una capacidad de sobrecarga de intensidad de cortocircuito de 3 IN durante 10 s. El regulador controla y corrige la tensión de salida del alternador regulando la intensidad de excitación.
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SISTEMA DE EXCITACIÓN SHUNT O SEPARADA En excitación SHUNT, el regulador R 448 está alimentado por el bobinado principal (140V - 50/60 Hz) X1, X2 del regulador. Las funciones suplementarias aportadas por el R 448 son: Funcionamiento en paralelo entre alternadores con T.I. Funcionamiento en paralelo con la red con T.I. y módulo R 726. Detección trifásica módulo R 731 Función LAM incorporada en el regulador R 448.
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AJUSTE DE LA EXCITACIÓN MÁXIMA (LÍMITE DE EXCITACIÓN)
Ajuste estático de la limitación de intensidad, potenciómetro P5 (calibre de los fusibles: 8 A - 10 segundos). El ajuste máximo de fábrica corresponde a la intensidad de excitación necesaria para conseguir una intensidad de cortocircuito trifásico de aproximadamente 3 IN a 50 Hz para la potencia industrial, salvo especificación contraria (*). Para reducir este valor o para adaptar la Icc a la potencia real máxima de utilización (máquina desclasificada) se puede proceder con un ajuste estático en parada, que no es peligroso para el alternador ni para la instalación.
Desconectar los hilos de alimentación X1,X2 y Z1,Z2, y la referencia de tensión (0-110V-220V-380V) del alternador. Conectar la alimentación de red a través de un transformador (200-240V) tal como indicado (X1,X2: 120V). Aplicar la tensión correspondiente en la entrada referencia tensión utilizada Alimentar el regulador con una tensión de 120V máx. en la entrada X1, X2. Conectar un amperímetro 10A C.C. en serie con el inductor de la excitadora. Girar P5 a fondo a la izquierda, activar la alimentación. Si el regulador no suministra nada, girar el potenciómetro P2 (tensión) hacia la derecha hasta que el amperímetro indique una intensidad estabilizada. Cortar y restablecer la alimentación, girar P5 hacia la derecha hasta conseguir la intensidad máxima deseada (limitarse a 10 A).
Aplicaciones especiales El circuito de excitación E+, E- no debe ser abierto durante el funcionamiento de la máquina: destrucción del regulador. MAQUINAS ELECTRICAS III - 2014 V
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DES-EXCITACIÓN DEL R448 (SHUNT)
El corte de la excitación se obtiene interrumpiendo la alimentación del regulador (1 hilo –X1 ó X2). Calibre de los contactos: 16A - 250V alt. DES-EXCITACIÓN DEL R448 (AREP/PMG)
La desexcitación se obtiene interrumpiendo la alimentación del regulador (1 hilo en cada bobinado auxiliar) calibre de los contactos 16 A - 250V alt. La conexión es idéntica para rearmar la protección interna del regulador.
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RAS TERMINOLOGÍA Velocidad de embalsamiento o de fuga (Run away speed). Es la velocidad alcanzada por el grupo turbina-generador después de un rechazo de carga, si por alguna razón el mecanismo de parada falla y la unidad no se detiene o si la rata de parada no es lo suficientemente rápida. Se alcanzan valores entre el 150 y el 350% de la velocidad nominal. La magnitud de esta velocidad se relaciona con el diseño de la turbina, con la operación de la misma y con los ajustes del regulador de velocidad; variará con la ventilación y la fricción que el rodete de la turbina y el rotor del generador ofrecen como una masa giratoria. CONTROL DE VELOCIDAD Y REGULADORES Se ha visualizado la necesidad que se tiene de actuar sobre los órganos que controlan la admisión de agua a las turbinas. Tal acción requiere un mecanismo de control el cual es el sistema de regulación de velocidad o regulador. Diagrama de bloques básico de un regulador
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Seguidamente, se revisarán varios elementos sensores de velocidad: a) Mecanismo volante de masas giratorias. Es un elemento sensor de velocidad que puede ser manejado por medio de poleas en los ejes del rotor y del mecanismo volante acopladas a través de una banda. El movimiento centrífugo de las masas giratorias produce un desplazamiento axial de una varilla que acciona el pistón de una válvula denominada piloto o corredera de distribución, que para el caso, constituye el elemento de control. Estos son los denominados reguladores de velocidad de Watt en honor a su creador. b) Generador de imanes permanentes (PMG). Normalmente va acoplado al eje de la máquina y genera un voltaje a una frecuencia que es directamente proporcional a la velocidad de la máquina. Esta señal de voltaje alimenta un motor al cual estará acoplado el mecanismo de masas giratorias. c) Generador de imanes permanentes (PMG). Normalmente va acoplado al eje de la máquina y genera un voltaje a una frecuencia que es directamente proporcional a la velocidad de la máquina. Esta señal de voltaje alimenta un motor al cual estará acoplado el mecanismo de masas giratorias. d) Imanes adheridos al eje. Dichos imanes excitan bobinas fijas, generando trenes de pulsos que se comparan de la misma manera en que se describe en el numeral anterior. ELEMENTO DE CONTROL. El elemento de control compara el valor de la velocidad de la turbina con el valor de ajuste de velocidad deseado (referencia) y genera una señal de salida para la acción de control requerida, es decir la orden de cierre o apertura a la admisión del agua a la turbina para corregir la desviación de la velocidad de referencia.
Válvula piloto también denominada válvula o corredera de distribución
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EL REGULADOR MECÁNICO – HIDRÁULICO. Los reguladores isócronos son inherentemente inestables. No son adecuados para controlar la velocidad y requieren un medio adicional de estabilización. La estabilización se logra realimentando la posición del servomotor, el cual, por medio del mecanismo de DASHPOT, restablece temporalmente la válvula de control hacia la posición nula y por lo tanto se amortiguan los movimientos del servomotor. En las figuras se aprecian: la válvula piloto o corredera de distribución, el mecanismo sensor de velocidad y el servomotor que actúa sobre el órgano de admisión a la turbina. Adicionalmente la figura incluye el mecanismo de estabilización de dashpot. Regulador de velocidad isócrono
Regulador de velocidad con dashpot
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La velocidad de una turbina se desviará de la velocidad sincrónica normal debido a un cierto porcentaje de cambio en la carga. La cantidad de desviación de la velocidad dependerá de: .El tiempo requerido para alterar el flujo del aceite hidráulico en el sistema de regulación que corresponda con la acción necesitada por el cambio de carga. La cantidad de efecto volante de la masa rotativa del grupo turbina generador. En otras palabras de la constante de energía H del generador. La cantidad de efecto volante de la masa rotativa del grupo turbina generador. En otras palabras de la constante de energía H del generador.
EL REGULADOR ELECTRÓNICO. Regulador de velocidad electrónico
Una diferencia entre los reguladores de velocidad mecánicos y los electrónicos consiste en la posibilidad de utilizar la salida del generador (potencia real) en lugar de la posición del órgano de admisión como retroalimentación del elemento de control. Se obtiene como resultado de lo anterior, una relación lineal entre el ajuste de velocidad y la carga de la unidad denominada regulación de velocidad.
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