FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS
Determinar la zona de operación segura del generador sincrónico, en base a los límites impuestos por el grupo máquina motriz – generador – generador sincrónico sincrónico..
Conocer la forma correcta de desplazarse en los diferentes puntos de la zona de operación segura del generador sincrónico.
1 Grupo Máquina Máquina Motriz -
Generador Sincrónico
1
Amperímetro
de
corriente
directa
1 Medidor de velocidad
1 Analizador de Red
1 Pinza Amperimétrica
Reóstatos
1 Amperímetro Amperímetro de corriente
Sincronoscopio
alterna
2 Secuencímetros Secuencímetros
La curva de capacidad de los generadores sincrónicos es provista por los fabricantes, que presentan los límites térmicos de la máquinas en el plano Q-P Q -P a parir de los parámetros de diseño, a un voltaje nominal y con una resistencia de armadura despreciable; pero al considerar los límites operativos del par turbinaturbinagenerador, es necesario calcular estas curvas, obteniendo las zonas seguras de operación de los generadores. Los generadores sincrónicos están establecidos en términos de su potencia reactiva máxima entregada, en MVA, con un voltaje especificado y un factor de potencia, los cuales pueden ser operados sin que el generador se sobrecaliente.
Práctica N° 3
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La capacidad de entregar potencia reactiva está limitada por dos principales factores: límite por corriente de armadura, límite por corriente de campo, entre otros. La potencia activa que entrega el generador sincrónico está limitada dentro de los valores de capacidad, dados en MW, y depende directamente de la potencia o del torque de la fuente motriz acoplada mecánicamente con el generador.
1. Consultar sobre los límites eléctricos del generador sincrónico: a. Corriente de campo mínima b. Corriente de campo máxima c. Corriente de armadura máxima. 2. Consultar sobre los límites mecánicos del generador sincrónico: a. Potencia máxima de la máquina motriz b. Potencia mínima de la máquina motriz 3. Consultar y explicar las curvas de capacidad del generador sincrónico, tanto del rotor cilíndrico como el de polos salientes indicando sus respectivas diferencias. Además represéntelas gráficamente. 4. Consultar sobre el procedimiento para determinar la zona de operación segura del generador sincrónico. (Incluya el circuito necesario). 5. Preparar la hoja de datos de acuerdo a cada instructor.
1. Tomar los datos de placa del grupo Máquina Motriz - Generador Sincrónico de la mesa de trabajo N°4. 2. Conectar el grupo Máquina Motriz - Generador Sincrónico. 3. Conectar el analizador de red a los terminales del generador.
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4. Energizar el grupo Máquina Motriz - Generador Sincrónico y conectarlo en paralelo con la red de la Empresa Eléctrica Quito. 5. Variar cuidadosamente el torque de la Máquina Motriz y la corriente de campo del Generador Sincrónico para obtener los puntos en donde se intersecan los límites eléctricos y mecánicos. 6. Tomar para cada punto de intersección valores de: voltaje, corriente de armadura, corriente de campo, factor de potencia, potencia activa, reactiva y aparente.
Recomendaciones: 1. Tener en cuenta, NO sobrepasar los valores nominales de las máquinas. 2. Verificar las conexiones de los instrumentos de medición.
El informe elaborado tendrá el formato “PAPER” de la IEEE y deberá contemplar al menos los siguientes puntos, debiéndose responder todas las preguntas del CUESTIONARIO de manera objetiva y clara. (No incluir teoría en este punto pues hacerlo compr ometerála calificación usar sus propias palabras).
2.1. Tabular los datos de placa del grupo Máquina Motriz - Generador Sincrónico utilizados en la práctica. 2.2. Tabular los datos obtenidos en la práctica. 2.3. Calcular el voltaje interno generado E y el ángulo de la fase A, para cada uno de los puntos obtenidos (utilice los valores de P, Q, S y fp de la hoja de datos) del generador sincrónico. 2.4. Calcular E y teóricos del generador sincrónico (utilice los valores de P, S y fp de los datos de placa), en valores reales y en p.u.
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2.5. Calcular los valores teóricos de P y Q para los puntos correspondientes a los obtenidos en la práctica en valores reales y en p.u. (Utilice los datos calculados de E, en el punto 4.) 2.6. Graficar en papel milimetrado y con la escala adecuada, la zona de operación segura del generador en base a los datos teóricos calculados en 5. Presentar en dicha gráfica los puntos obtenidos en la práctica (A – B – C – D – I – J). 2.7. Explicar la razón por la cual no es posible llegar a todos los puntos teóricos previstos. 2.8. Indicar el procedimiento práctico que se debe seguir para desplazarse en la curva de capacidad, desde el punto inicial ( ≈ 0 ≈ 400 ) hasta el punto A ( = 2,6 = 1,98). 2.9. Además de los límites por corriente de armadura y de campo en la potencia reactiva, ¿cuáles otros límites existen? Explique cada uno de ellos.
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1. Todos los cálculos deben estar plenamente justificados con el desarrollo de las ecuaciones.
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