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7/24/2019 Generador Sincrono II Informe Final
http://slidepdf.com/reader/full/generador-sincrono-ii-informe-final 1/6
Laboratorio Nº 04 Informe Final:GENERADOR SÍNCRONO II
Antonio Alberto S. Gresia Munayco 20124066H
Mac Robert J. Mondragón Miraval 20122141
Ji!!i Gu"!an #ondori 201221$%H
&u" Andrea 'anta &aban 201111(0A
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de Ingeniería
Lima, Perú
INTRODUCCIN
)n esta e*+eriencia va!os a ver el ,unciona!iento la !-uina s/ncrona ya co!o generador
o+erando con el siste!a teniendo en cuenta aora los +ara!etros de desli"a!iento la
caracteristica de la +otencia teniendo encuenta el -ngulo de carga y la caracteristica de con
res+encto a di,erente carga.
I. O!"ETI#O
3e!ostrar en ,or!a +r-ctica los ensayos bao carga +ara la
deter!inación e*+eri!ental de las caracter/sticas ' vs. y
las caracter/sticas en 5 del generador s/ncrono.
Asi!is!o el ensayo de desli"a!iento +ara la esti!ación de
las reactancias en ees directo y cuadratura en una !-uina
de +olos salientes.
II$ TEORÍA%oten&ia '( )n*+lo ,e Car*a
7'89:
)l ele!ento b-sico +ara eercer el control ,recuencia8
+otencia en un siste!a el;ctrico es el generador s/ncrono.
&a ,igura !uestra el esue!a b-sico de un generador
s/ncrono con una turbina ue +uede ser de va+or de gas o
de agua. &a v-lvula de ad!isión a la turbina +er!ite regular
el ,luo entrante a la !is!a y +or lo tanto la +otencia
!ec-nica a+ortada al generador s/ncrono.
&a ,inalidad de la ,igura es !ostrar las +rinci+ales variables
involucradas en el control de ,recuencia8+otencia la
estructura detallada del siste!a de control se e*+lica en las
secciones siguientes. )s ,recuente e!+lear co!o entrada del
siste!a de control la velocidad de giro del ee !-s ,-cil de
+rocesar ue la ,recuencia el;ctrica. <tra entrada al siste!a
es la consigna de +otencia recibida desde el e*terior de la
+lanta. &a variable sobre la ue act=a el control es sie!+re
la v-lvula de ad!isión a la turbina.
III$ R ES%UESTAS A %REGUNTAS
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A. elación de lecturaas o!tenidas en lae"#eriencia.
$aracteristica % del generador síncrono.
Prue!a de desli&amineto.
'. $on la in(ormación o!tenida en la #rue!a de desli&amiento estimar lasreactancias en el e)e directo ycuadratura *"d y "+ de la m-+uina.
eactancia íncrona /ransversal0
X q=U MIN
I MAX →X q=
49.3
4.1=12.024Ω
eactancia íncrona Longitudinal0
X q=U MAX
I MIN →X q=
49.9
4.0=12.475
$. $alcular la relación "d 1 "+ ycom#rue!e si este valor se encuentradentro del rango usual #ara m-+uinas
de este ti#o y #otencia. E"#lic+ue.
egún el ensayo de desli&amiento se2ace girar la m-+uina síncrona,accionada #or un motor au"iliar, auna velocidad ligeramente distinta dela de sincronismo, !ien sea #orencima o #or de!a)o de ésta, #ero entodo caso, con un desli&amiento muy
#e+ue3o, a la ve& +ue se a#lica aldevanado inducido un sistema detensiones tri(-sicas e+uili!rado dereducido valor y se mantiene a!iertoel devanado inductor. La di(erencia
de velocidades entre el cam#o giratorio +ue las corrientes delinducido generan y el rotor da lugar a+ue alternativamente los e)es delcam#o del inducido coincidan con losde los #olos inductores o estén encuadratura con éstos. $uando am!ose)es coinciden, la (.m.m. del inducidoactúa so!re el circuito longitudinal dereluctancia mínima y, #or tanto, el
(lu)o ser- m-"imo, en tanto +uecuando est-n en cuadratura actúa
so!re el circuito transversal dereluctancia m-"ima y el (lu)o ser-mínimo. Admitiendo des#recia!le laresistencia ó2mica del devanado, la
(.e.m. inducida en cada (ase del
devanado estatórico ser- igual uo#uesta a la tensión a#licada, #or lo+ue el cociente de esta tensión, #or lacorriente a!sorvida, nos dar- el valor de la reactancia síncrona deldevanado inducido.
La reactancia síncrona transversal "+ es siem#re menor +ue la "d .4!sérvese +ue en m-+uinas de #olos
salientes, normalmente0
xq
xd
=0.6a0.7
En nuestro caso, de los datoso!tenidos del c-lculo anterior0
xq
xd
=12.024
12.475=0.9638
4!servamos +ue la relación 5+15d
no est- dentro del rango teórico #aralas m-+uinas de #olos salientes.
6. Utili&ando los valores de "d , "+ *7.8 yr a *medido en el ensayo 8, contruir lacarateristicas teórica P vs 9.$onstrastarla con los #untoso!tenidos e"#erimentalmente.$alcular los errores y e"#licar lasdivergencias.
:a +ue no tomamos datos #ara lademostración de la ;característica
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#otencia vs. 6elta<, no anali&aremosel contraste entre valores teóricos ye"#erimentales.
Luego consideraremos r a = >, y construiremos la característica P vs.9, tomando en cuenta los valores de "+
y "d calculados anteriormente. 6el diagrama (asorial0
$alculamos E( 0 E( = % ? )"+.I ? )*"d @"+ I d
6onde0 E = % ? )"+.I y BE = )*"d @"+ I
Luego reem#la&amos todos nuestrosvalores en las ecuaciones anteriores0
E = CC>1D8∠> ? 7GG.H7∠ *>@
8J.K = GH ∠G8.7CJ
Entonces el -ngulo 9 = G8.7CJ
An-logamente0 M = 9 ?ф =G8.7CJ ? 8J.K = H>.CJ
Luego0 BE = *[email protected]*H>.CJ = C>.KK %
Finalmente0 E( = G.K∠G8.7CJ %
eguidamente 2allamos lacaracterística angular de la siguienteecuación0
P=3V E f
xd
senδ +3V
2
2 [ 1 xq
−1
xd ] se
.*O
eem#la&ando todos los valoreso!tenidos anteriormente en laecuación *O o!tenemos0
P = 88H.>7HG en*9 ? K.JCen*C9
+ue viene a ser la característicaangular del generador síncrono con el cual 2emos tra!a)ado en ella!oratorio.
E. 6e los gr-(icos anteriores indicarcu-l sería la #otencia m-"ima +ue
#odría entregar el genrador sin #erder el sincronismo y cu-l es el-ngulo delta límite contrastarlo con
los c-culos teóricos.
Para el c-lculo de la #otenciam-"ima +ue #uede entregar nuestro
generador sólo 2ace (alta 2acer unaderivada a la ecuación de lacaracterística angular calculadaanteriormente0
P = A.en*9 ? '.en*C9
∂P
∂δ = > = A.$os*9 ?
C'.$os*C9 > = A.$os*9 ? C'.*C.$osC*9@G
> = $osC*9 ? A
4 B $os*9 Q
>.H
6onde0 A=88H.>7HG y '=K.JC
esolviendo la ecuación de segundo grado o!tenemos0
$os*9= @G.HCJH ó >.8CH
6e donde0$os*9=>.8CH 9 RA5 =>.KK: la #otencia m-"ima se calcula alreem#la&ar 9 RA5 en la ecuación de lacaracterística angular0
P RA5 = 7>GG.>C S
F. Tra(icar en un mismo #lano los datose"#erimentales de las caracteristicasen ;%< *Ia vs I( del generador
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síncrono o#erando en #aralelo con lared #ara cada caso de carga.$alcular el (actor de #otencia del
generador cuando entrega lacorriente de armadura Ia #or sus
!ornes y es e"citado con unacorriente
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
1
2
3
4
5
P=0.5PN
de e"citación I(.
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.10
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
P=0.25PN
0 .4 0 .5 0 .6 0 .7 0 .8 0 .9 1 1 .1 1 .2 1 .30
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
P=0PN
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T. $onclusiones.
El aco#lamiento en serie de dos o m-salternadores es di(ícil de reali&ar einesta!le, #ues #ara +ue lo (uerade!erían mantenerse constantementeiguales las velocidades de los motores
#rimarios. El aco#lamiento en #aralelo en cam!io, 2astadeterminados límites, es de #or síesta!le, es decir, ante cual+uier
#ertur!ación las reaccioneselectromagnéticas y mec-nicas de lasm-+uinas aco#ladas tienden ao#onerse a la misma, corrigiendo lavariación moment-nea introducidaaccidentalmente.
Es im#ortante tener en cuenta lascondiciones +ue se de!en cum#lir #ara #oner en #aralelo a un gru#o generador con un EPI es #or eso+ue a2ora se detallan estas0
G Igualdad de tensionesC Igualdad de secuencia de
(ases8 Igualdad de (recuencias7 Angulo de des(asa)e entre
ellos igual a cero
Los #rinci#ales inconvenientes delensayo de desli&amiento son latendencia del rotor a girar en
sincronismo con el cam#o giratoriodel estator *a causa del motor dereluctancia y los e(ectos de lascorrientes inducidas en los devanadosde amortiguamiento del rotor./ra!a)ando con valores reducidos dela tensión a#licada se minimi&an estosinconvenientes, #ero tam!ién se
resiente la e"actitud de la lectura delos instrumentos.
I#$ DATA S-EET . -O"A DE DATOS
#$ E/UI%OS . ATERIALES• 1 e*tensión tri,-sica
• 1 e*tensión bi+olar
• 1 volt/!etro con cero en el centro
• 1 !ult/!etro 1 a!+er/!etro )&A> 1? de 0 @ 6
A.
• 1 control de distancia 5Sie!ens
• 1 llave de distribución• 1 +otenció!etro de $40
• 1 estrobosco+io
• 1 vat/!etro attavi
• cables A)G
#I$ DESARROLLO DE LAE1%ERIENCIA
A. Ensayo G0 $aracterística de #otenciavs -ngulo de carga *P Q 9.
#onectar el eui+o seg=n la ,igura 1. Austar la
tensión secuencia de ,ases y ,recuencia del
generador y +onerlo en +aralelo a la red.
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)e del !otor +ri!o en una ubicación tal ue
deltaB0 7ubicar un origen: +ara ello usare!os el
estrobosco+io.
<bservar la de+endencia entre la +otencia ' ue
entrega la !-uina y el -ngulo de carga delta
+ara ello incre!entare!os el torue a+licado al
ee del generador.
Co!ar valores de la +otencia y del -ngulo de
carga desde las condiciones de !/ni!a +otencia
asta +otencia donde la corriente de ar!adura no
su+ere 1.?>n.
#uando este en condición de sobrecarga un
integrante del gru+o est; atento +ara regular el
torue a+licado a la !-uina en caso d +;rdida
de sincronis!o.
'. Ensayo C0 $aracterística en ;%< del generador síncrono
#onservar la condición anterior y regular la
+otencia entregada +or el generador al ?0D de la
no!inal y veri,icar ue sea constante luego
au!entar la corriente de e*citación del generador asta ue la corriente de ar!adura alcance su
valor no!inal.
&uego de to!ar datos dese*citar gradual!ente
al generador la corriente de ar!adura e!+e"ar-
a dis!inuir y +asar- +or un valor !/ni!o +ara
luego volver a dis!inuir y +asar- +or un valor
!/ni!o +ara luego volver a incre!entarse
dese*cite asta volver la corriente de ar!adura la
no!inal. #onsiga la corriente de ar!adura
!/ni!a.
'ara la corriente de ar!adura !/ni!a dis!inuir
la carga del generador al 2?D de la +otencia
no!inal !anteni;ndola constante +ara re+etir el
+rocedi!iento anterior luego acer lo !is!o
+ara una +otencia de 0D.
$. Ensayo 80 Ensayo de desli&amiento
Reducir la +otencia entregada +or el generador a
la red y sacarlo del +aralelo. Ar!ar el esue!a
de la siguiente ,igura.
)ncender el !otor +ri!o y llevarlo a una
velocidad +ró*i!a a la velocidad s/ncrona de tal
!anera ue el desli"a!iento sea !ayor ue el2D.
Reducir la tensión al generador al 2?D de la
tensión no!inal y cerrar el interru+tor del
generador cuidando ue la corriente de ar!adura
no su+ere su valor no!inal. Eotar- ue +or
!edio de un volt/!etro ue la tensión e!+e"ar-
a oscilar suave!ente. Co!ar los valores de
tensión y corriente cuando la tensión +ase +or
cero y cuando sea !-*i!a.
#II$ !I!LIOGRAFÍA
F1 5M-uinas )l;ctricas <SC)E< @
'><CR<SI
F2 5M-uinas )l;ctricas >AE< 8
SM<&)ESI
8V 5Ceor/a de las M-uinas de corriente alterna
&AEGS3<