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ANÁLISIS TRANSIENTE DE GENERADOR SÍNCRONO EN SEP


Enviado por   •  1 de Junio de 2019  •  Informes  •  2.756 Palabras (12 Páginas)  •  14 Visitas

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LABORATORIO VI

ANÁLISIS TRANSIENTE DE

GENERADOR SÍNCRONO

EN SEP

                        Realizado por        :        Yetro Valenzuela Cortés

                        Asignatura        :        Laboratorio VI

                        Profesor        :        Luciano Villarroel Mondaca

                        Fecha de Realización        :        jueves 11 de abril, 2019

                        Fecha de Entrega        :        jueves 25 de abril, 2019


Índice

1.        Introducción.        1

2.        Marco Teórico.        2

3.        Desarrollo.        4

4.        Conclusiones y observaciones.        10

5.        Referencias bibliográficas.        11

        


  1. Introducción.

En la experiencia realizada sobre la respuesta transiente en un generador síncrono se tuvo como objetivo principal determinar la estabilidad ante una eventual falla en el sistema de potencia, cuya estabilidad se verá afectada por distintos elementos; inercia de la máquina, carga conectada al sistema, resistencia en las líneas.

El estudio de la respuesta a fallas tiene consigo la importancia en la máquina generadora, dado que es el elemento más afectado y a su vez más importante, porque es la fuente que alimenta al sistema.

En el presente informe se estudió y analizó los resultados obtenidos mediante el software PowerWorld education a una configuración dada de un sistema eléctrico de potencia sin carga externa más que las líneas de transmisión, el transformador y los generadores. Se realizaron fallas y se obtuvieron gráficas en términos de potencia y velocidad de la máquina.

También se obtuvieron datos con respecto a los niveles de tensión en las líneas y sus frecuencias respectivas, las cuales no están exentas a una variación debido a las fallas que pueden producirse en el sistema de potencia, por ello es que mediante el software se determinaron los rangos de valores (mínimos y máximos) a los cuales se podrían llegar.      


  1. Marco Teórico.

Para la comprensión de la experiencia desarrollada se debe tener en cuenta los siguientes conceptos:

i.        Motor síncrono.

                Es la principal fuente de generación empleada en los sistemas eléctricos de potencia.

        Un vistazo a la sección transversal del estator de dos polos con rotor cilíndrico se puede apreciar en la Figura 2.1.

        [pic 2]

Figura 2.1. Generador trifásico típico.

Fuente: extraído de [1].

En resumen, su funcionamiento se basa en el efecto producido por la reactancia síncrona inherente a la máquina. En estado estable, entrega una cantidad no despreciable de potencia reactiva al sistema conectado cuando opera como generador y es excitado, de forma contraria genera menos potencia reactiva, la cual puede llegar a niveles en la cual sea necesaria ser demandada al sistema en la que esté conectado[1].

        ii.        Respuesta transiente.

El transiente en la máquina originado por la falla corresponde a la forma expresada por la ecuación genérica de segundo orden, la cual está dada en el dominio de la frecuencia . Ver ecuación (2.1). [pic 3]

[pic 4]

(2.1)

Las formas de ondas típicas para la ecuación (2.1) a una respuesta al escaloón sepueden apreciar en Figura 2.1.

                        

[pic 5]

Figura 2.2. Respuesta en el tiempo al escalón para diferentes amortiguaciones.

Fuente: extraído de [2].

La importancia del factor de amortiguamiento  de la ecuación (2.1) está en la naturaleza del tipo de respuesta que generará el sistema.[pic 6]

        iii.        Inercia.

La inercia es una propiedad inherente a los objetos con masa, cuya principal característica radica en el movimiento y/o fuerza necesaria para cambiar el estado del mismo.

                


  1. Desarrollo.

La Figura 3.1 muestra el esquemático implementado en PowerWorld Simulator.

[pic 7]

Figura 3.1. SEP implementado.

Fuente: extraído de guía de laboratorio.

El diagrama unifilar de la Figura 3.1 corresponde a un ejercicio demostrativo basado en un ejemplo de [3].

Luego de la implementación, se procedió a caracterizar al generador conectado en la barra 4 con los parámetros vistos en la Figura 4 (generador G1). Los pasos a seguir serán descritos a continuación:

  1. Se debe tener un “modelo de generador dinámico” insertado en la barra 4. Ver Figura 3.1.
  2. Luego, se selecciona la pestaña “Stability” para ver los modelos de estabilidad transitoria.
  3. Quédese en la pestaña “Machine models” para ver los parámetros del modelo.
  4. Seleccionar en “Insert” para establecer el modelo como tal.
  5. Dentro de la lista de modelos, seleccione “GENCLS”, la cual representa un modelo de máquina simple y clásica (classical simple).
  6. Mantenga los valores predeterminados del modelo, esto es  y  cuyo valor está en por unidad en base del generador en .[pic 8][pic 9][pic 10]

Cuando ya se contó con las especificaciones del modelo del generador, se continuó a establecer los parámetros para programar la falla.

La falla implementada correspondió a una falla trifásica equilibrada sólida (sin impedancia) en la barra 4. Para ello se siguieron los pasos a continuación:

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