ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Sistemas Eléctricos de Potencia
Datos del Generador de Polos Salientes
Se basa en un sistema eléctrico de 3 barras el un po PV donde se encuentra la central, la barra 2 un po VӨ donde se encuentra la carga a alimentar y una tercera po PQ la cual es para servicios auxiliares de la central. l e!ercicio esta dado por datos dados en clase y en por unidad con una potencia base de "## $V% y un volta!e base de "3.& 'v. % connuaci(n, se presenta el arc)ivo po m en donde se ubican los datos del sistema eléctrico en estudio. %% Datos clc; clear all all; ; %Generador de Polos S=155.882; V=13.8; "p=#.85; d&p'=1.(); *&p'=1.88; P+a,=132.5; P+in=#.5/P+a,; P = ##.#1132.5; P3=).; 43=.8;
Salientes % Potencia aparente [MVA] % Voltae[!V] % $actor de potencia % d % * % Potencia +-,i+a en M % Potencia +0ni+a en M % Potencia del Generador
Formación de la Y arra
Se procede a pasar cada uno de los trans*ormadores al modelo +, para poder obtener el circuito euivalente, obtener la - de barra y luego la matri / para luego uliarla en la corrida de 0u!o 1eton ap)son en 4esacoplado, adem5s se muestra los valores iniciales de la barra oscilante. %% rans"or+ador Ser6icios A',i4liares Modelo Pi a = 1/#.)1117); % eactancia calc'lada ta=#.(5)522; % ap del tra"o de a',iliares A&a= 1/91.7888; % n1n2: &a= 1/9#.#7; % n1
&a= 1/#.#788; % n2&p= 1/#.2#7; % n2&p 9A&p #; 9A&p A&pA&a&p&a A&pA&a&p &a 9A&a; # 9A&a A&a>&a]; = 9i+a@; %MatriB de s'sceptancia Vosc=1; %Voltae de la @arra oscilante tosc=#; %An'lo de la @arra oscilante
C!r"a de Ca#acidad "
L$mite de tem#erat!ra de los de"anados del estator% Se basa en una semicircun*erencia con radio Snom, este l6mite se basa en las caracter6scas de operaci(n de dise7o. %% C0+ite de e+perat'ra de de6anados en el stator 4=9S#.1S; P&Sno+=s*rt'r6a de >apacidad de Generador de Polos Salientes; ,la@el <Potencia eacti6a 4; :la@el <Potencia Acti6a P;
L$mites de Potencia mec&nica m&'ima ( m$nima% ste l6mite esta dado por valores rangos de la potencia mec5nica aplicada al generador de polos salientes, en donde la potencia m5xima esta descrita por la potencia nominal a la cual opera con normalidad el generador, y se asume ue la potencia m6nima esta dada por un porcenta!e de 8#9 del valor de la potencia nominal. %% C0+ites de Potencia M-,i+a : M0ni+a 4=9S#.1S; P+a,=P+a,/ones<1FlentE<4; P+in=P+in/ones<1FlentE<4; plot<4FP+a, plot<4FP+in
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L$mite de Corrientes de cam#o m&'ima ( m$nima #ara o#eración sincrónica% n este l6mite se muestra los rangos de operaci(n del generador con respecto a la corriente de campo necesaria para ue el generador opere en condiciones normales. n este caso se procedi( a tomar los datos necesarios para )allar el valor del 5ngulo delta m5ximo, por ende se procedi( a derivar la *(rmula de la potencia con respecto a delta e igualarla a cero, para as6 poder )allar el delta m5ximo, l6mite con el cual se proceder5 a realiar las gr5:cas correspondientes tanto a min como para max. Se procede a tomar como valor del volta!e de cuadratura a la )allada con valores nominales ;nom<, y como valor m6nimo al 2#9 del valor nominal de .
Para )allar los valores nominales=
%% >-lc'lo de : d Sp'=SHS; Vp'=VHV; Ino+p'=Sp'HVp'; ateta=acos<"p; %Voltae de c'adrat'ra *&p'=Vp'1/*&p'/Ino+p'/
Para )allar > max= 3
dP?d>@?AdBcos;> max max max@&F.8FG Programa en $atlab= %% C0+ite de I" no+inal L@ase=V/VHS; d=d&p'/L@ase; *=*&p'/L@ase; Ino+=SH
L$mite de )EEE* )ar+en de Estailidad en estado estale% n este l6mite se considera un $@"89 de Pnom, se considera ue la mauina opera de manera estable con una Po@Pnom D$ % %% M9Maren de sta@ilidad en estado esta@le P1=2#51.2/S; % >onsidero 6arios 6alores de P para poder Eallar el l'ar eo+trico P#=P19#.15/132.5; % >onsidero 'n M de #.15 p' 4#=Beros<1FlentE
L$mite de ,olta-e de ser"icio A!'iliar )&'imo ( )$nimo l volta!e auxiliar m5ximo es de ".#8 pu y el m6nimo de #.I8 pu. Primero se realia la explicaci(n usando como volta!e auxiliar el valor m5ximo de ".#8 pu para después connuar con el lao relacionado con el volta!e auxiliar m6nimo de #.I 8 pu. Se procede a realiar un 0u!o de potencias por medio del método 1eton ap)son 4esacoplado, por ende, se inicialia con valores ya analiados en clase y ue se dieron como datos. Ja di*erencia radica en ue la potencia 2 ;barra 2< se actualiar5 en cada iteraci(n, obteniendo as6 una nueva soluci(n para cada valor del vector de potencia generada. %% Voltae de A',iliar M-,i+o : +0ni+o Va+a, = 1.#5; Va+in = #.(5; %% olerancia tlr = 1#K97; %% Voltae a',iliar +-,i+o %>ondiciones iniciales "or i=11lentE
8
P3calc = Va+a,/< <3F1/sinondiciones iniciales "or i=11lentE
K
i" VP2Ttlr UU VP3Ttlr UU V43Ttlr 42 = V2/< 9<2F1/cos
Conclusiones Por medio de la curva de capacidad de un generador de polos salientes, el operador de la central podr5 mane!ar me!or los valores m5ximos y m6nimos con los cuales el generador podr5 traba!ar en correcta *orma, evitando as6 ue este se da7e u opere por muc)o empo en onas en las cuales la operaci(n del generador podr6a correr peligro de salida de *uncionamiento.
n este caso los l6mites del volta!e de servicios auxiliares disminuyen en gran parte la ona segura de operaci(n del generador, aLn m5s ue el l6mite de $, sobretodo el l6mite de volta!e auxiliar m6nimo ya ue este se encuentra dentro de la ona ya delimitada por los l6mites comunes, siendo as6 de gran ayuda poder tener la curva de servicios auxiliares, para evitar cualuier imprevisto en la operaci(n no deseada del generador.
F
Por otra parte, se puede observar ue el l6mite ue m5s in0uye en la reducci(n del 5rea de operaci(n normal, son los l6mites de potencia m5xima como m6nimaM también existen l6mites ue no in0uyen en la ona de operaci(n segura como es el caso del l6mite de volta!e auxiliar m5xima.
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