lvlAQuINAs ELECTRICAS 
b) En esas condiciones el generador enEega unas potencia activa y reactiva: 
P = {l z4m . noo .0,32...
MAQTJINAS SINCRONAS 
cualquier instante de tiempo la suma de las corrientes de las tres fases debe ser 
igual a cero). 
i(...
MAQTIINAS ELECTRICAS 
curya, una de ellas marcada por a'b', serán simétricas alrededor 
tiempo. Se denomina a esta señal: ...
MAQI.JINAS SINCRONAS 
eléctrico equivalente en este período (supuesta una relación de ffansformación 
unidad) es el que se...
MAQUTNAS ELECTRICAS 
mostrado en la fig 5.67. La reactancia de esta red se denomina reactancia 
transitoria X's y su valor...
MAQLJTNASS:INCRONAS 
Xs = 0,5a 1,5 ; X's = 0,2 a0,5 ; X"s = 0,13 a0,35 
E]EMPLO DE APLICACION 5.14 
un alternador rifásico...
I4AQUINAS ELECTRICAS 
I (t = 0,04 segundos) = 0,88 + 2,247 + L = 4,127 pu 
que corresponde a una intensidad absoluta de 90...
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Corto mq sincrona_fraile_mora

168 visualizaciones

Publicado el

Electricidad

Publicado en: Ciencias
0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
168
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
2
Acciones
Compartido
0
Descargas
1
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Corto mq sincrona_fraile_mora

  1. 1. lvlAQuINAs ELECTRICAS b) En esas condiciones el generador enEega unas potencia activa y reactiva: P = {l z4m . noo .0,32 = 3,06 Mw = 0,306 pu Q = P tg g = 3,06 .2,96 = 9,06 MVAI = 0,906 pu que coresponde al puno A del diagrama de la frg 5.&. Se observa que est€ punto está dentro de la curva de potencia aparente miíxima pero está fuera de la cun¿a de corriente de excitación máxima; por lo tano el generador no puede funciona¡ en estias condiciones ya que provocaría el calentamiento del rotor. Se puede comprobar lo anterior de un modo analítico, ya que la f.e.m. necesaria en es0as condiciones sería: Eo = V + j X, I = l386Z0e + j 0,7. 23OO Z- 71,3q = 2956,6210" que corresponde a un valor por unidad: Eo@u) ='# = 2,13 pu que es superior a la circunferencia de corriente de excitación m¡áxima (2,1 pu). c) Si el generador entrega una potencia activa de 7 MW es decir 0,7 pu, la máxima potencia reactiva que puede suministrar es de7 ,14 MVAI (punto B en el diagrama de la fig 5.64). Este punto se encuentra enEando con una potencia activa 0,7 pu en el diagrama y trazando una horizontal (potencia activa consüante) hasta enconfat el límite del reciento (0,714 pu). 5.16 CORTOCTRCUTTO TRANSTTORIO DE UNA MAQUTNA SINCRONA La condición transitoria más grave que puede ocurrido a un generador síncrono, es el cortocircuito trifásico. En el estudio de sistemas eféctricos de potencia se dice entonces que se ha producido una falta o fallo de cortocircuito. El anális_is riguroso dél cortocifcuito es difícil y se sale de los límites de este texto. Nuesffo interés reside en comprender de un modo cualitativo los fenómenos. físicos que se producen y que dan lugar a la definición de unas reactancias síncronas nuevas que tiéneñ importanóia en el comportamiento transitorio de estas máquinas. Pa¡a facilitar el-estudio se va a considerarque se parte de un,generadbr trabajando en vacío y que en un momento determinado se produce un cortocircuito trifásico entré los tres terminales del inducido. En ]a-fig. 5.65 se presenta un oscilograma que muestra la naturaleza general de la variación de la corriente en unide las ties fases en el momento del cortocircuito (en las otras dos fases, las formas de ondas diferirán de la que aquí se muestra, a causa del hecho de que en 560
  2. 2. MAQTJINAS SINCRONAS cualquier instante de tiempo la suma de las corrientes de las tres fases debe ser igual a cero). i(t) Fig. 5.65 Se observa en este oscilograma que los valores de pico de Ia corriente definen las envolventes representadas por las curvas ab y ef. Por lo tanto, la curva cd, equidistante entre los envolventes, representa una corriente unidireccional, es decir de c.c., que cae lentamente, sobre la que se superpone otra de c.a. que también se amortigua con el tiempo, indicada por la forma de onda de la fig 5.66. Esta última curva se construye situando las amplitudes de Fig. 5.66 de la componente de c.a. de la fig 5.66 por encima y por debajo del eje c'd' (que ocupa el lugar de la curva cd en la fig 5.65). Las envolventes de la nueva 561
  3. 3. MAQTIINAS ELECTRICAS curya, una de ellas marcada por a'b', serán simétricas alrededor tiempo. Se denomina a esta señal: componente simétrica de cortocircuito. La aparición de estas componentes de c.c. se basa en el concepto de flujo atrapado, un concepto relacionado con la ley de Lenz. Esta ley establece que un cambio en el flujo induce f.e.m.s. que provocan a su vez corrientes en los circuitos afectados que tienden a oponerse a los cambios del flujo. Por ello cuando se produce un cortocircuito en un alternador, fluirrín corrientes en las ffes fases del inducido, en el devanado de excitación y en los devanados amortiguadores (ver fig 5.57) que intenuriín mantener el flujo en el mismo valor que tenía en el instante previo a la falta. En oEas palabras, el flujo es atrapado por la máquina. Cuando se produce el cortocircuito, la componente alterna de la corriente salta a un valor muy alto, pero la corriente total no puede cambiar en ese instante (para mantener el flujo constante), de ahí que aparezca un c.c. suficientemente grande para que la suma de las componentes de c.a. y de c.c. instantáneamente después de la falta sea igual a la corriente alterna que circulaba antes de la falta (que si se parte del generador en vacío tenía un valor previo nulo). Las componentes de c.c. se extinguen rápidamente pero inicialmente pueden llegar a alcanzar el 50 ó 60Vo de los valores de la c.a. un instante después de la falta. De este modo la corriente inicial total puede llegar a valer de 1,5 a 1,6 veces la magnitud de la c.a. sola. Si se analiza ahora la componente simétrica de la corriente alterna (Fig 5.66), se observa que puede dividirse en fes períodos: durante algo así como el primer ciclo después de la falta, la componente de la c.a. es muy grande y decae rápidamente. Corresponde al denominado período subtransitorio. Concluído este período, la corriente sigue disminuyendo más lentamente hasta alcanzar un régimen permanente final; corresponde al período transitorio. Finalmente el tiempo que Eanscurre desde cuando la corriente alcanza el régimen perrnanente, se conoce como período de estado estacionario. En el peíodo subtransitorio, la corriente de cortocircuito está limitada en el estator únicamente por la reactancia de dispersión. Al no poder cambiar el flujo instantiíneamente, para contr¿urestar el efecto desmagnetizante de la corriente en el inducido aparecerán corrientes en el devánado de excitación y en los devanados amortiguadores que tenderán a conservar el flujo atrapado. Estos devanados actúan en este momento como si fueran secundarios de un transformador en el que el primario es el estator. Si se denominan las reactancias de estos bobinados: X" (excitación), Xu (amortiguador) y es Xn la reactancia de reacción de inducido, el circuito 562 del eje de la c.a de
  4. 4. MAQI.JINAS SINCRONAS eléctrico equivalente en este período (supuesta una relación de ffansformación unidad) es el que se muestra en la fig 5.67a. Las tres reactancias X", Xu y Xo se asocian en paralelo y están conectadas en serie con la reactancia d'e dispersión Xo. La reactancia equivalente de este circuito se denomina reactancia subtransitoria y su valor será: X"S =Xo+--i---- l- xa 'xe 'Xp de este modo el valor eftcazde la corriente en el período de acuerdo con la fig 5.67a será: ,., , -_ Eo X,,s este valor corresponde en la fig 5.66 al cociente c'a'/.{2. (s.ee) (s.r00) xa cortocircuito xp €r Eo c) xr Fig.5.67 El efecto del devanado amortiguador desaparece después de los primeros ciclos a causa de que la resistencia de este bobinado es reiativamente ryay.or que la del devanado de excitación, por ello en el período transitorio siguiente se puede considerar un circuito equivalente de la máquina tal como el 563
  5. 5. MAQUTNAS ELECTRICAS mostrado en la fig 5.67. La reactancia de esta red se denomina reactancia transitoria X's y su valor será: X's=Xo +ffi (s.101) por lo tanto el valor eftcaz de la corriente en el inducido en el período transitorio será: rtr =xEoi que corresponde al cociente c'm'/^12 en la fig 5.66. (s.102) Después del período transitorio desaparece el efecto de la corriente de excitación dando lugar al circuito equivalente de la fig 5.67c en el que se tiene la reactancia síncrona normal X" : Xr=Xo+XO (s.103) correspondiendo a una corriente de cortocircuito de régimen pennanente: (s.104) ,En rcorto = ¡, y que corresponde al cociente c'n'/.{2 en la fig 5.66. En resumen, el valor eficaz de la c.a. de cortocircuito varía continuamente en función del tiempo. Si I" es el valor subtransitorio, I' el transitorio I Lo.to el permanente, entonces el valor eftcaz de la corriente de cortocircuito se puede expresar así: Icorro (t) = (I" - I') e-t[" + (I - I"orro)"-fl' * I.orto (5.105) T" y T' tienen dimensiones de tiempo y representan respectivamente las constantes de tiempo subbtransitoria y transitoria. Los valores aproximados son T" = 0,03 segundos y T' = I segundo. Los valores p.u. de las reactancias para un turbogenerador son del orden de: Xs= 1a2 ; X's=0,22a0,35 ; X"s=0,1 a0,25 mientras que para un alternador hidraúlico (polos salientes) son: 564
  6. 6. MAQLJTNASS:INCRONAS Xs = 0,5a 1,5 ; X's = 0,2 a0,5 ; X"s = 0,13 a0,35 E]EMPLO DE APLICACION 5.14 un alternador rifásico de 50 MVA, 13,2 kv,50 Hz, está funcionando en vacío a la tensión nominal, cuando se produce un cortocircuito rifásico en sus terminales. Las reactancias por unidad referidas a los valores nominales de la máquina son: XS=1 I X'S=0,3; X"S= 0,15 y las consüantes de tiempo son: T" = 0,03 segundos; T'= l,l segundos Si se desprecia la componente continua en la corriente de cortocircuito. Calcula¡: a) Valor eficaz de la corriente alterna en el instante posterior a la falta, b) Valor de la corriente después de transcurrir dos ciclos de la tensión de red y también después da5 segundos. SOLUCION a) La corriente inicial es la subtransitoria: I"=Ed^ r= o= = 6,67 pu como quiera que la corriente nominal vale: - 50.106 t = t =2187A entonces el valor real de I" será de 6,67 .2187 = 14582 A. b) I"as conientes transitoria y petmanente de cortocircuito son: t"=# = 3,33 pu I Icorro = f=rno por lo que según (5.105) la corriente I(t) valdná: I(0 = 3,34 e-10,03 +2,33 s-11,1 * I (en valores pu) ) Parat = 2 ciclos = ó = 0,04 segundos resulta un valor: 56s
  7. 7. I4AQUINAS ELECTRICAS I (t = 0,04 segundos) = 0,88 + 2,247 + L = 4,127 pu que corresponde a una intensidad absoluta de 9025 A. Para t = 5 segundos resulta una corriente: I (r= 5) = 0+ 0o25 + I = 1,025 pu es decir 22/41 A que es pÉcticamente la corriente de cortocircuito permanente. PRORI,F'-MAS Un alternador trifásico de 6 polos, 1000 r.p.m. tiene un estator de 54 ranuras sobre el que se sitúa un devanado de paso diametral que contiene l0 conductores/ranura. Si el flujo por polo es de 2.10'2 Wb y su forma senoidal. Determinar la f.e.m inducida por fase. I Resp 383,2V ] Un alternador trifásico de 750 r.p.m. 50 Hz, está diseñado para generar una f.e.m. de 3500 V/fase. El devanado del estatortiene 120 ranuras con24 conductores/ranura y la anchura de las bobinas es de 12 ranuras. Calcular el flujo máximo por polo si su disnibución es senoidal. [Resp.0,0361 Wb)] Un alternador trifásico de 1500 kVA, 6600 V, conecüado en esFella, tiene una curva de vacío definida por la ecuación: 12210.Fe "o =4250 + F. donde Eo se expresa en tensión de línea y F" representa la f.m.m. de excitación en A-V/polo. [¿ resistencia y reactancia de dispersién del inducido por fase son 0,6 dl y 2,3 t) respectivamente. Se obtiene la corriente de plena carga en cortocircuito con una excit¿ción de 2.500 A-Vftolo (este es un modo de da¡ la reacción del inducido a plena carga). Determinar: a) F.e.m E, de línea; b) corriente de excitación necesaria en el inductor cuando la máquina estiá girando a plena c¿¡rga con f.d.p. 0,8 inductivo, si se 5.1 <t 5.3 566

×