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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA
ANTONIO JOSE DE SUCRE
VICE RECTORADO LUIS CABALLERO MEJIAS
NUCLEO CHARALLAVE
TEMA III MAQUINAS SINCRNICAS
EN PARALELO
CLASE 3 DETERMINACIN DE LA POTENCIA ENTREGADA O CONSUMIDA
POR
UNA MAQUINA SINCRNICA CONECTADA A LA RPI, VARIACIONES DE LA
If.
PROF.: PEDRO VASQUEZ
CHARALLAVE; mayo de 2008
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Conexin de la maquina sincrnica a una red de potencia
infinita.
Obtencin de la potencia entregada o consumida en una maquina
sincrnica si esta trabaja como generador. es el ngulo de operacin
de la maquina o ngulo de estabilidad.
JXsRaZs
*IaxEfS
JQPS
El diagrama fasorial asociado al circuito equivalente dado se
representa de la siguiente manera.
Ia x JXs.
E
Ef.
Ia.
Ia x Ra.
Vt
Ef
Xs Ia
VT
+
_
Carga
Ra
-
22JXsRaZs
Ra
Xstagzs 1
JXsRaIaVtEf
JXsRaZs
ZsZsZs
JXsRa
VtEfIa
Diagrama fasorial representando los flujos y tensiones
asociadas
E
Ef.
f.
r.
Vt
-
Determinacin de las Ecuaciones que nos permiten calcular la
potencia en una Maquina sincrnica conectada a la red de potencia
infinita.
Las corrientes son muy variables, as que se estudiara la
potencia en funcin de las tensiones.
jQPSjQPSIaxEfS **
**Zs
VtEfxEfSIaxEfS
Zs
VtEfIa
Zs
VtxEf
Zs
Ef
Zs
VtEfxEfS
***
2
Zs
VtxEf
Zs
EfS
0*
2
zsZs
VtxEf
zsZs
EfS
2
*
Zs
zsVtxEf
Zs
zsZsEfS
2
2
*
Zs
zsVtxEf
Zs
ZsEfS
2
2*
*
Zs
zsCosVtxEf
Zs
zsCosZsEfP
2
2
-
La potencia activa entregada por el generador ser:
Zs
zsCosVtxEf
Zs
RaEfP
2
2
La potencia reactiva entregada y/o consumida por el generador
ser:
Zs
zsSenVtxEf
Zs
zsSenZsEfQ
2
2
Zs
zsSenVtxEf
Zs
XsEfQ
2
2
Con frecuencia Ra se considera despreciable, entonces:
zsCosxXs
VtxEfP
SenxXs
VtxEfP Potencia activa entregada por el generador
Esta potencia se transfiere en su totalidad a la carga.
Zs
zsSenVtxEf
Zs
XsEfQ
2
2
Xs
SenVtxEf
Xs
XsEfQ
90
2
2
-
Xs
CosVtxEf
Xs
EfQ
2
Potencia reactiva entregada y/o
consumida
Todos estos valores son por fase ya que fueron calculados con el
circuito equivalente monofsico.
Cuando la potencia reactiva es positiva, parte es consumida por
generador y parte va a la carga, en cambio cuando es negativa se
esta entregando al sistema de potencia infinita o se esta
compensando el factor de potencia de la carga, esto lo va a definir
el angulo de estabilidad de la maquina.
Maquina Sincrnica conectada a la red.
Para la sincronizacin:
Se le da marcha a la maquina.
Se lleva a velocidad nominal.
Se aumenta la excitacin para lograr la tensin nominal.
Se vara la maquina motriz para poder accionar los
interruptores.
If V
V
V
M1
RED
N
S
-
El circuito elctrico queda como sigue:
El diagrama fasorial para una maquina sincronizada, se
representa de la siguiente forma:
0perdidasmecanicodt
dJt
Se necesita poco torque para sincronizar las maquinas, se
considera que esta se encuentra flotante en el sistema.
E
f
Ef = Vt.
Ia = 0 , Bar = 0, Tfield =0
Consideraciones para una
maquina sincronizada.
V
X
I
Ia
VT
Ef.
JXs
RED
-
Variacin de la corriente de excitacin If.
00 BarIaVtEfEffIf
Ef. sigue estando en fase ya que no se le ha hecho nada para
producir cambios de velocidad, las Vt y Ef. son mximas al mismo
instante. Aparece una corriente Ia y un flujo ar.
JXs
EfVtIa
La sumatoria de torques sigue siendo igual a cero por lo tanto,
no hay cambio de la velocidad, variaciones de la corriente de
excitacin no trae cambios a la velocidad de la maquina. En estas
condiciones no entrega ni consume potencia activa. Variando la If
se varia la potencia reactiva consumida o entregada? Al aumentar If
en la maquina aparece una potencia reactiva. Se coloco a la maquina
a entregar potencia reactiva, por lo tanto la maquina se comporta
como un condensador o como una carga capacitiva.
E
f
Ef
ar1
Ia
Vt
Vt - Ef
0180SenBarxBfxKfield
-
El diagrama fasorial se compone de la siguiente forma.
Nota Importante: Se recomienda revisar estas notas con el
material de apoyo (libros, guas, etc.) que usted cuente ya que las
mismas son incompletas y representan solamente una induccin al
tema.
Ia
Vt.
1. Maquina entregando reactivos.
2. Red consumiendo reactivos.
Ef.
M1
RED
N
S
If
VT.
+
-
Ia
