APLICACIÓN 2- MS

1. En el sistema eléctrico de potencia infinita (SEPI-Fig-1), el generador síncrono acaba de ser conectado en paralelo

(cerrando S1) con el sistema cuya tensión es Vs. los parámetros en pu son: Xd =1,9;Xq= 1,4; Xt1=0,136; Xt2=0,122;

XL=0,224. Se pide:

a) Determinar la potencia activa y reactiva entregada por el generador, en el instante de conexión al sistema. mostrar el

diagrama fasorial del sistema).

Luego se interactúa sobre la válvula de admisión de agua y la corriente de excitación del generador, con la finalidad

de que la tensión en sus bornes del sistema sea Vs=1,0 pu., y la potencia entregada en los bornes del generador

N=0,9+j0, 6516 pu. Despreciando pérdidas se pide determinar:

b) La corriente de armadura del generador.

c) La excitación (Ef) y la tensión en bornes del generador (V).

d) La potencia reactiva en barras del sistema (Qs).

e) El nuevo ángulo del sistema (δs), si debido a una falla una de las ternas fuera desconectado.

2. Un generador síncrono trifásico de rotor cilíndrico es conectado en paralelo con un SEPI. En el momento de conexión la

FEM Ef está desfasada con respecto a la tensión de la red VR, en un ángulo de 200° eléctricos; además se conoce que Ef

= VN= VR ; Xd= 1,2 pu. Se pide:

a) El diagrama fasorial correspondiente.

b) La corriente de armadura en pu (I).

c) El ángulo de carga (δ) y el ángulo de factor de potencia (φ).

3. Un generador de rotor cilíndrico conectado a un sistema, opera a frecuencia constante con la válvula de admisión de

vapor de la turbina en una posición fija (Tmec=const). Marcar falso (F) o verdadero (V) para cada caso.

a) Respecto a su característica exterior (Fig-2): V=f(I), if= const, cos φ=const, f = const . Se cumple:

cosφa= cosφb= cosφc ( F ) cosφb>cosφa≈ cosφc (V) cosφa>cosφb>cosφc ( F )

b) Respecto a su característica de regulación (Fig-3): if=f(I), V= const, cos φ=const, f = const . Se cumple:

cosφa= cosφb= cosφc ( F ) cosφb>cosφa≈ cosφc (V) cosφa>cosφb>cosφc (F)

4. Trazar el diagrama fasorial de un motor síncrono de polos salientes sobreexcitado, y demostrar que su ángulo de carga

(δ) puede ser determinado según la siguiente ecuación analítica (considerar ra):

SOLUCION 1

Condiciones del sistema

Circuito de impedancias equivalente:

b) Determinación de la corriente de armadura del generador:

Ecuación y diagrama fasorial:

; ;

*= *

Desarrollando se obtiene: ;

Elevando al cuadrado y sumando se obtiene:

Reemplazando I4=Z

2 y resolviendo la ecuación cuadrática:

I = 0,954 ;

0,9443 →

c) Tension y fuerza electromotriz:

d) La potencia reactiva en la barra del sistema:

También por:

Pérdida de potencia reactiva en la línea de transmisión:

e) El nuevo ángulo de carga del sistema, al desconectarse una terna de la línea de transmisión:

Con las dos ternas: Con una terna:

Según 1b, se tiene: ;

El nuevo ángulo de factor de potencia del sistema es:

La nueva excitación Ef Será:

La nueva tensión en los bornes del generador:

SOLUCION 2

a) Diagrama fasorial, considerando que el generador entra en vacio:Ef = V = VR = 1,0 pu ;

Xd = 1,2 pu

b) La corriente de armadura:

Del diagrama fasorial se tiene:

Fasorialmente:

c) El ángulo de factor de potencia será:

SOLUCION 4

Ecuaciones fasoriales del motor síncrono:

El diagrama fasorial del motor síncrono sobreexcitado será:

- para motor síncrono sobre excitado

- para motor síncrono subexcitado (comprobar)