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-INFORME DE LABORATORIO MAQUINAS ELECTRICAS 2Decanatura de ciencias naturales e ingenieras, Unidades Tecnolgicas de Santander

Bucaramanga, Colombia

RESUMEN: En el presente documento seevidenciara como se realiza la conexin de ungenerador sincrono a un sistema de potencia infinito

1 INTRODUCCIN

En el presente informe se dar a conocer como se deberealizar la conexin de un generador sncrono a un gransistema de potencia.

Se mostrara los pasos y precauciones que se debentener para realizar esta conexin y se mostrara losresultados obtenidos en la prctica del laboratorio demquinas.

Por ultimo veremos imgenes reales a cerca de laexperiencia vivida en el laboratorio y en ellas semostrara cada uno de los elementos que se utilizaronpara la prctica.

2 OBJETIVOS

Conectar el generador a la red de potencia.

ograr que el generador tome potencia activa y

reactiva de la red.

3 MARCO TEORICO

3.2 CONEXIN DE UN GENERADORSNCRONO A UN GRAN SISTEMA DEPOTENCIA

El comportamiento as como las explicaciones dadas enel apartado anterior! son vlidas para maquinas cuyaspotencias sean seme"antes! para el caso de unapeque#a maquina conectada a un gran sistema depotencia $lo que se denomina tericamente barrainfinita%! las condiciones varan en razn de que este

caso! la tensin y la frecuencia estn impuestas por lared! siendo despreciable el efecto del generadorconectado sobre dic&os parmetros.

's que! cuando un generador se conecta a un gransistema de potencia! igualando la frecuencia delgenerador a la frecuencia de la red su condicin ser larepresentada en la (ig. )*+,-! la potencia de la red esindeterminada y la del generador P/ -.Para que el generador tome una potencia activa! esnecesario aumentar su fluido motriz! con lo cualmomentneamente se aumenta suvelocidad$frecuencia%! pero luego toma carga activa de

la red! regresando a la misma velocidad! determinada

por la frecuencia de la red0 su potencia a&ora ser P!fig. )*+,) y el ngulo del par! que corresponde aldesplazamiento relativo de la rueda polar respecto a la(.m.m resultante! ser mayor. Precisamente la potenciaactiva mxima que el generador puede tomar de la redest limitada por este ngulo0 ya que si sobrepasa ellmite de estabilidad de la maquina se sale desincronismo. Por otra parte! si en el generador semodifica la corriente de excitacin! no se producevariacin de tensin! por cuanto esta es impuesta por elsistema de potencia! con su variacin se modifica elfactor de potencia del generador! es decir! que para unapotencia activa constante que depende de la maquinamotriz! la variacin de excitacin produce una variacinde la potencia reactiva del generador.

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3.1QU! ES UN BUS INFINITO"QU!RESTRICCIONES IMPONE SOBRE UNGENERADOR QUE ESTA CONECTADO ENPARELELO CON !L"

El bus infinito es una idealizacin de un sistema de

potencia! el cual es tan grande que en 1l no varan ni el

volta"e ni la frecuencia! siendo inmaterial la magnitud de

las potencias activas o reactivas que se toman o

suministran a 1l. Puede pensarse en el bus infinito como

una supermquina equivalente de dimensiones

descomunales! que nada que se &aga sobre 1l puede

causarle muc&o efecto.

a supermquina anterior es el equivalente inercial y

el1ctrico de todos los generadores conectados a 1l. a

figura 2.) muestra un sistema de bus infinito.

!ig " Bus #nfinito

a figura ) muestra tambi1n como las cargas se

conectan al bus infinito para obtener potencia.

a transmisin de potencia se &ace normalmente con

altos volta"es $cientos de 34%! para reducir p1rdidas. Sin

embargo la generacin se realiza a menores volta"es

$,-+2- 34%. Se usan transformadores para cambiar los

niveles de volta"e. Se usa uno para elevar el volta"e de

generacin &asta el bus infinito y las cargas reciben de1l energa con un nivel de volta"e reducido por varias

etapas de transformadores.

En las plantasgeneradoras! los generadores sincrnicos

son conectados y desconectados! dependiendo de

lademandade energa en el bus infinito. a operacin

de conectar un generador sincrnico al bus infinito es

conocida como sincronizacin con el bus infinito.

RESTRICCIONES:El bus infinito restringe a la frecuencia y al volta"e en los

terminales al ser constante y en los puntos de a"uste del

mecanismo regulador y la corriente de campo vara laspotencias real y reactiva.

SINCRONI#ACION

S56C78659'C586: Poner en paralelo dosfuentes:

nuestro generador y el bus infinito.

Cuando un generador se pone en paralelo con otro

generador o con un sistema grande $bus infinito%!

debemos tener las siguientes situaciones:

4olta"es iguales.

;isma frecuencia.

5gual secuencia de fases.

5d1ntica fase

En la planta generadora! el cumplimiento de estas

condiciones es verificada por el aparato llamado

sincronizacin con lmparas! mediante el siguiente

esquema $ver fig. ,%.

!ig $Diagramaes%uem&tico para la sincronizacinde

un generador con el bus infinito

2

http://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/plantas/plantas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/ofertaydemanda/ofertaydemanda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/trabajos14/flujograma/flujograma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tradi/tradi.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/plantas/plantas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/ofertaydemanda/ofertaydemanda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/trabajos14/flujograma/flujograma.shtml

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'qu las lmparas nos indican que est sucediendo en

todo momento con las condiciones de sincronizacin. a

mquina prima puede ser una mquina de C.C.! la cual

&a de a"ustarse para que la frecuencia del generador y la

del bus infinito! sean iguales. a corriente 5f se a"usta de

manera que 4) $bus% sea igual a 4, $generador%.

Presentaremos a continuacin varias situaciones de

sincronizacin comunes en las que se pudiese encontrar

un operario al tratar de sincronizar un generador con el

bus infinito.

6ombremos primero a los volta"es de esta forma:

EA$ EB$ EC : 4olta"es del bus infinito.

E%$ E&$ E' : 4olta"es del generador sincrnico.

EA%$ EB&$ EC' : 4olta"es aplicados a las lmparas desincronizacin.

$a magnitud de 1stos representan el brillo de las

lmparas%.

CASO I. 4olta"es diferentes! pero frecuencia y secuenciaiguales.

'nte esta condicin! las lmparas tendrn un brillo

constante e igual para todas. Para corregir esto! basta

con a"ustar 5f &asta que el brillo de las lmparas seanulo! es decir! 4)/4,. uego entonces podremos cerrar

los interruptores para concluir la sincronizacin.

CASO II. (recuencias diferentes! pero volta"es ysecuencia iguales.

Para este caso! las lmparas tendrn un brillo fluctuante!

pero igual para todas. as lmparas encendern y

apagarn a la frecuencia = 7. Este caso ocurre porque

la frecuencia de la mquina prima es diferente a la del

bus. 's que para corregir la sincronizacin! debemos

variar la velocidad de la flec&a de la mquina prima!

pero debemos a"ustar 5f para mantener los volta"es

iguales! porque el volta"e Ea depende de la frecuencia:

Eaf / *.**f 3=6P>f f

Cuando se &acen estas correcciones! la frecuencia del

brillo de las lmparas se reduce! as que cuando la

intensidad de laluzde los focos cruce lentamente por

cero! cerramos los interruptores y listo. 6o debemos

esperar que las frecuencias se igualen exactamente

porque es casi imposible! as que podemos esperar a

que se aproximen lo suficiente para culminar la

sincronizacin.

CASO III a secuencia de fase es incorrecta! todo lodems est correcto.

'nte este caso las lmparas tendrn un brillo diferente

cada una debido a lainversin de fases. Para corregir

esto! basta con slo cambiar dos cables entre s para

que la secuencia sea correcta. $'+?! ?+C! C+'%.

3

http://www.monografias.com/trabajos5/natlu/natlu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/cntbtres/cntbtres.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/natlu/natlu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/cntbtres/cntbtres.shtml

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CASO IV a fase no es igual! pero volta"e! frecuencia! ysecuencia de fase! id1nticas.

'qu las lmparas encendern y apagarn con la misma

intensidad todas a la frecuencia = s! por lo que para el

o"o &umano tendrn un brillo constante. Slo basta

alterar levemente la velocidad de la mquina sincrnica!

para a"ustar las fases. Cuando la intensidad de las

lmparas sea cero! cerramos los interruptores.

os casos anteriores son un tanto idealizados! pero los

casos reales son por lo general! combinaciones de ellos.

El operador debe saber identificarlos y determinar

elproceso para corregir la sincronizacin. 6tese que

las lmparas deben tener capacidad para el doble de

volta"e de la lnea! porque en algunos casos se tendrn

aplicados estos volta"es a los focos.

( RESULTADOS )OBSERVACIONES*

D%+, / 0%'% / ,+,:

!ig '

!ig (

!ig )

!ig *

4

http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCE

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!ig +

Se realizaron los pasos recomendados paraconectar el generador a la red y que este tomarapotencia activa y reactiva.

DATOS TOMADOS EN EL LABORATORIO

5exc -.,) '4elocidad 2@-- rpm

Aensin generada ,,- v

G/4/%,:P/-5 generador -.B '

A generador ,,, v

) ')-- 5 exc / -.,) '

R 0,5'564 2:

5 carga -.*@ '

5 generador )., '

P),-

R 0,5'564 3:

5 carga -.D '

5 generador -.B '

7 AN8LISIS DE LOS RESULTADOS

Cuando un generador est conectado a una

barra infinita! la excitacin del campo ira acontrolar la potencia reactiva generada

os valores de nominales de corriente y volta"e

de la maquina sncrona deben ser iguales a losvalores de la red infinita de potencia! se debetener muc&o cuidado con estos valores para noda#ar la mquina ya que es posible que la lneaa la que nos deseamos acoplar supera elvolta"e que puede producir nuestro generador.En ese caso no se debe de acoplar ya que lamquina resentira y reduciramos su vida Ftil.

a conexin en paralelo de un generador

implica una serie de operaciones comple"asque se denomina sincronizacin de la maquinacon el gran sistema de potencia.

Carta de operacin de la maquina sncrona

conectada a la red infinita

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http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml

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9 CONCLUSIONES

El mal estado de los bancos el poco sentido de

pertenencia por parte de los estudiantes

estanco la practica individual por parte denuestro grupo de traba"o! lo cual no llevo a latoma de resultados y la realizacin de laprctica en el banco de nuestros compa#eros.

'l mane"ar los diversos parmetros de

sincronismo y teniendo claridad en losconceptos de frecuencia y reparticin depotencia podemos entrar con 1xito a una redinfinita que en nuestro caso podramos decirque es la red distribuidora del pas.

Se pudo comprobar que al estar enganc&ados

a la red infinita se estableci los reparticiones!generaciones o control de la potencia activacomo la reactiva segFn sean requeridos por eladministrador de la red principal o red infinita.

Se manifestaron diversas situaciones las cuales

se deben siempre controlar par mane"ar demanera optima guiado por los instrumentos demedidas para no de"ar descontrolar lasmaquinas como lo fueron! el ampermetro elfrecuencmetro y los diversos ampermetrosque fueron instalados en la realizacin de lapractica.

REFERENCIAS

). &ttp:GGes.slides&are.netG"orgemunozvGmaquinas+elctricas+sincronas

,. &ttp:GG"fbingenieria.blogspot.com.coG,-)-G-,Greparto+de+carga+entre+generadores+en.&tml

2. Haz 6ieto uis! Iaboratorio de m&%uinasel-ctricas " . $/.

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