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
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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
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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