Universidad Nacional del Callao Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Ciclo 2011-A

CURVA DE CAPACIDAD DEL GENERADOR 1. PROBLEMA Nº 1 Se tiene un generador con los siguientes datos:

S

 119.2 MVA

VL

 13.8 kV

Cos

 0.8

Conexión  Estrella (Y ) N  polos  2 Xs  3.6315  fase Pturbina  110 MW Hallar la curva de capacidad del generador: Resolución 1: 1.1 Cálculo del Q : Para Hallar el valor de Q que está dada por la formula: Q 

3.V 2 ; Donde V es el Xs

voltaje de fase debido a que X s es un dato de fase y el valor de VL  13.8 V es de línea

V 13.8 y como esta en conexión estrella seria VL  L  V , si estuviera conectado en  3

3

sería el mismo valor VL  V  ; reemplazando en : 2

 13.8  3.   2 3.V  3   52.44 MVAR Q  Xs 3.6315 1.2 Cálculo del I a : Para calcular la corriente en forma fasorial hacemos de la siguiente:

IL 

S KVA 3xVL



119200  4986.97 , 3x13.8

Es la corriente de Línea que es igual a la corriente de fase en estrella, si fuera la conexión

I en triangulo se haría lo mismo pero tener en cuenta que I a  L . 3

Para calcular el ángulo Cos  0.8 , como es una maquina él Cos  0.8 es negativo y el ángulo es   36.87 La corriente en forma fasorial de fase será: I a  4986.971 36.87

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1.3 Cálculo del Eaf : Para calcular Eaf que está dada por la formula:

Eaf  V  X s x I a

 13800  Eaf      j 3.6315  x  4986.971 36.87   3  Eaf  23761.50 37.57 V 1.4 Cálculo del DE : Para calcular DE que está dada por la formula:

DE 

3xVxEaf Xs

 13800  3x   x  23761.50  3   DE  3.6315 DE  156.40 MVAR

1.5 Cálculo de la Potencia Práctica Hallamos

Ppract

Ppract

:

por la formula:

Ppract  0.925 xPN

;

PN  S N xCos  119.2 x 0.8  95.36 MW

Ppract  0.925 x95.36 Ppract  88.21 MW

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1.6 Pasos para construir la Curva de Capacidad del Generador:  Primero trazamos los ejes de referencia, luego trazamos una circunferencia de radio de S  119.2 MVA

 Como ya calculamos Q  52.44 MVAR el origen del circulo de la corriente del rotor, ubicamos este punto en eje de las ordenadas (MVAR) y luego trazamos un eje horizontal paralelo al eje MW

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 Desde el punto Q  52.44 MVAR trazamos la distancia proporcional a

Ea que es

DE  156.40 MVAR , esta curva es el límite del rotor (límite de la corriente de campo)

 Ahora vemos el factor de potencia Cos  0.8 y el ángulo seria   36.87 , trazamos una recta hasta la curva y obtenemos la Potencia nominal S N

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 A continuación trazamos el límite de la turbina P  110 MW , y vemos que el turbina límite del estator está dado por la curva a-b

 Luego proyectamos S N hasta el eje de las X (MW) y tenemos la PN y luego prolongamos hasta cortar el eje de Q  52.44 MVAR y en el punto de intersección le denominaremos “m”

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 Luego cortamos con un cuarto de circunferencia desde el punto Q  52.44 MVAR hasta en punto “m”

 A continuación llevamos la Potencia practica Ppract  88.21 MW y trazamos una perpendicular al eje Q  52.44 MVAR

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 Vemos que Ppract  88.21 MW corta con el cuarto de circunferencia en el punto “c”, luego unimos el punto Q  52.44 MVAR con

“c”, y este sería el límite de

estabilidad

 Hallamos

la

Potencia

Reactiva

práctica

Q pract  36.23 MVAR ,

tenemos

Ppract  88.21 MW , S pract  PN  95.36 MVA ,  pract  22.33

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 Luego prolongamos la recta de la potencia practica Ppract  88.21 MW hasta el primer cuadrante, y llevamos Q pract  36.23 MVAR también al primer cuadrante

 Se necesita llevar toda el área sombreada al primer cuadrante, los valores de

Ppract  88.21 MW y Q pract  36.23 MVAR son medidos por el vatímetro y por el medidor de potencia reactiva

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1.7 Anexos: Anexo N° 1: Calculo en conexión Estrella CURVA DE CAPACIDAD DEL GENERADOR 1- Datos

S  VL  Conexión 

119.2 MVA 13.8 kV 1 0.8 2 Polos 3.6315  fase 110 MW

Cos  N Polos  Xs Pturbina

 

2- Calculo de Q

3.V 2  Xs

Q

-52.44

MVAR

3- Calculo de I a

IL 

S KVA 3xVL

Cos 



4986.97



0.8

I a  4986.97

-36.87

A -36.87

A Corriente de fase=Corriente de Linea en Y

4- Calculo de E a f

E af  V  X s x I a Eaf  7967.43 

Eaf 

23761.50

10866.1343535+14488.1270865i 37.57

V

V

5- Calculo de DE

DE 

3xVxEaf Xs

 156.40 MVAR

6- Calculo de Potencias Nominales

SN  119.2 MVA PN  S N xCos  95.36 QN  S N xSen  71.52

MW MVAR

7- Calculo de Potencias Practicas

S pract  PN 

95.36 MVA

Ppract  0.925 xPN  88.21

Q pract 

 S pract    Ppract  2

MW 2



8- Calculo del Angulo de potencia Practico

36.23 MVAR



  22.33 Máquinas Eléctricas III Saul Abel Gamarra Quispe

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Anexo N° 2: Calculo en conexión Delta CURVA DE CAPACIDAD DEL GENERADOR 1- Datos

S VL Conexión Cos N Polos Xs Pturbina

     

119.2 MVA 13.8 kV 2 0.8 2 Polos 3.6315  fase 110 MW



2- Calculo de Q

3.V 2  Xs

Q

-157.32

MVAR

3- Calculo de I a

IL 

S KVA 3xVL

Cos 



4986.97



0.8

I a  2879.23

-36.87

A -36.87

A Corriente de fase=Corriente de Linea en Y

4- Calculo de E a f

E af  V  X s x I a Eaf  13800  Eaf  21746.65

6273.568773+8364.7281015i 22.62

V

V

5- Calculo de DE

DE 

3xVxEaf Xs

 247.92 MVAR

6- Calculo de Potencias Nominales

SN  119.2 MVA PN  S N xCos  95.36 QN  S N xSen  71.52

MW MVAR

7- Calculo de Potencias Practicas

S pract  PN 

95.36 MVA

Ppract  0.925 xPN  88.21

Q pract 

 S pract    Ppract  2

MW 2



8- Calculo del Angulo de potencia Practico

36.23 MVAR



  22.33

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