UNAM FESC
Laboratorio de: Sistemas Eléctricos de Potencia II.
Grupo: 1951-D
Alumno: Rojas Gómez Allan Ademir.
Síncrono”. Nombre de la práctica: “Regulación de Voltaje por Condensador Síncrono”.
No de práctica: 4
Fecha de realización: 10/Octubre/2013
Fecha de entrega: 17/Octubre/2013
Semestre: 2014-1
Objetivos:
Mostrar cómo puede un condensador síncrono regular el voltaje del receptor.
Estudiar la capacitancia distribuida y la línea de alto voltaje larga.
Introducción:
La compensación de energía reactiva se lleva aplicando años en las instalaciones consumidoras de energía, porque aporta beneficios económicos directos amortizables a muy cor to plazo. Estos beneficios son de dos tipos: 1. Directos: Producidos por la eliminación de la penalización por consumo de energía reactiva en la factura eléctrica. 2. Indirectos: Producidos por un mejor funcionamiento y optimización de las instalaciones.
BENEFICIOS DIRECTOS Cuando en una empresa o fábrica existen sistemas que requieran de un mayor consumo de potencia reactiva, es posible que la empresa suministradora la penalice, dicha penalización es cada vez mayor con crecimientos muy altos de la misma. Es lógico; un sistema con una potencia reactiva menor es un sistema más optimizado, como ve rán cuando se expliquen los beneficios indirectos. Las penalizaciones tienen como objetivo dar un argumento claro para que los consumidores potencien este aspecto la calidad de red y la eficiencia energética ya que son ellos los causantes de que haya mucha diferencia entre la potencia activa y la aparente. BENEFICIOS INDIRECTOS Si se disminuye la energía reactiva solicitada por una instalación a la red de distribución aparecen varios beneficios:
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Disminución de la Potencia Aparente (S). Si se r educe la reactiva (Q) y se mantiene la activa (P) debe reducir la aparente.
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Disminución de la corriente solicitada por la instalación. Si la tensión en la instalación es constante (veremos que no del todo) y la potencia aparente disminuye, lo ha de hacer la corriente ya que S = V.I
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Al disminuir la corriente disminuirá la carga a la que están sometidos los transformadores de cabecera de las instalaciones. En caso de haber.
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Como disminuye la carga de los transformadores se podrán introducir nuevas cargas aumentando la Potencia útil de la instalación.
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Si disminuye la corriente disminuirán las pérdidas en calor por el Efecto Joule. Teniendo en cuenta que las pérdidas dependen del cuadrado de la corriente por lo que una reducción de la misma tendrá un efecto muy be neficioso en cuanto a las pérdidas.
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Al haber menor corriente la caída de tensión será menor pues depende directamente de ésta.
Material y equipo:
Módulo de suministro de energía.
Módulo de medición de CA.
Módulo de medición de CD.
Módulo de resistencias.
Módulo de capacitores.
Módulo de línea de transmisión trifásica.
Módulo de Watt-Vatímetro trifásico.
Modulo del motor/generador síncrono.
Conductores.
Multímetro Simpson.
Desarrollo:
1. Conecte la maquina síncrona al extremo de una línea de transmisión trifásica de 120V, como se muestra en la figura 1. Y sin excitación de CD en la máquina, aplique potencia al extremo transmisor, usando la fuente trifásica fija. Una vez que el condensador síncrono adquiera su velocidad con la fuente de CD. Haga variar el voltaje de CD y observe el efecto sobre el voltaje de la línea de transmisión.
2. Tome las lecturas de W1, VAR1, E1 y W2, VAR2, E2, a medida que varía la IF de excitación, desde cero hasta 0.8ª. anote los re sultados en la tabla 1. Trace una gráfica de E2 como una función de VAR2. If 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
E1 213 213 213 213 213 213 213 213 213
W1 33 23 20 20 20 21 24 25 26
VAR1 179 111 74 46 12 0 -28 -34 -46
E2 111 148 169 186 199 212 226 230 237
W2 22 18 18 19 20 21 23 24 25
VAR2 92 77 58 39 11 0 -14 -36 -51
Serie 1 100 80 60 40 20
Serie 1
0 111
148
169
186
199
212
226
-20 -40 -60
¿Cuál es el efecto sobre VAR1 al hacer variar la excitación? Va excrementándose considerablemente.
230
237
3. Repita los puntos 1 y 2 con la línea de 60 anote los resultados en la tabla 2 y trace una gráfica de E2 como función de VAR2 . Observar que no se puede regular el voltaje sobre un intervalo tan amplio, cuando la impedancia de la línea de transmisión es más baja. If 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
E1 213 213 213 213 213 213 213 213 213
W1 42 24 21 20 20 21 23 24 26
VAR1 240 119 75 38 11 -12 -39 -55 -70
E2 143 178 191 201 209 217 223 227 231
W2 30 20 19 20 20 21 22 23 25
VAR2 164 99 66 35 10 -13 -40 -57 -74
4. Conecte una carga resistiva balanceada en el extremo receptor de la línea de 120V, mantenga el voltaje del extremo receptor a 210V, mientras se hace variar la resistencia. Tome las lecturas de W1, VAR1, E1 y W2, VAR2, E2 anote los resultados en la tabla 3. R 0 1’200 600 400 300
If 0.4 0.43 0.48 0.53 0.55
E1 213 213 213 213 213
W1 20 57 93 132 176
VAR1 0 0 0 11 25
E2 210 210 210 210 210
W2 20 55 90 126 164
VAR2 0 0 -18 -36 -58
¿Existe algún límite para regular el voltaje? Si, el valor de la corriente nominal, no puede exceder de esa corriente.
Los puntos restantes de esta práctica no se realizaron, debido a falta de material de equipo de laboratorio.
Cuestionario.
1. ¿Cuáles son las ventajas de un condensador síncrono, sobre los condensadores estáticos, para regular el voltaje de la línea de transmisión? Las ventajas de los condensadores síncronos sobre los condensadores estát icos son que regula la tensión de forma continua, sin los tr ansitorios electromagnéticos asociados a los cambios de tomas de otros tipos de dispositivos.No introduce armónicos en la red, ni se ve afectado por ellos y no causa problemas por resonancia eléctrica.
2. Una maquina síncrona sobrecargada entrega su potencia reactiva a una línea de transmisión. Explique esta afirmación y que significa el término “sobrecargada”. La potencia reactiva entregada a la línea a partir de una máquina síncrona se presenta por que los campos tanto magnéticos como eléctricos e stán en sincronía, el término sobrecarga se denomina así porque la línea esta sobrecargada y existe un F.P Fuera de norma. 3. Una maquina síncrona sobrecargada absorbe potencia reactiva de una línea de transmisión. Explique esta afirmación y que significa el término “subcargada”. La potencia absorbida se da por que la máquina está trabajando de manera sincronizada y no existe un desfasamiento entre campos el término se denomina así pues no está totalmente cargada. 4. Una línea de transmisión de 160km, 300kV, 6 0Hz tiene una reactancia capacitiva distribuida de 200kΩ por 16km. Trace un c ircuito equivalente de la línea, por fase, en el extremo transmisor, cuando se abra el receptor, ¿Cuál es la potencia reactiva que el transmisor suministra? 5. Un alternador de 150MW que tiene un voltaje nominal de 12kV (XL=0.8Ω/m) y una reactancia síncrona de 4Ω se conecta a la línea de transmisión del problema anterior, a través de un transformador elevador que tiene una razón de 12kV/300kV. Si se ajusta el voltaje de carga E0 a 12kV (línea a línea). Calcule los voltajes Et y Er, en las terminales del alternador y en el extremo de la línea de transmisión. Conclusiones.
Esta práctica fue muy importante, ya que su realización aunado con el desarrollo de la investigación previa, nos permitió darnos cuenta en forma análoga de que te ner un sistema compensado es bueno para su instalación y la para la de la empresa distribuidora. Para ello hicimos uso de las características que presenta e l motor síncrono. Bibliografía:
Algunas páginas de internet.
