Operación en Paralelo de Generadores Andrés Vladimir Luna Muñoz Facultad de ingenierías Ingeniería eléctrica Pereira, Colombia [email protected] Jhonatan Andrés Gómez López Facultad de ingenierías Ingeniería eléctrica Pereira, Colombia [email protected] Resumen—En esta práctica se realizó el funcionamiento de operación de generadores, haciendo el montaje del circuito conformado por un generador síncrono acoplado a un motor, este diseño tiene una carga la cual varía tanto en magnitud como en su naturaleza, para así realizar el análisis correspondiente y los cambios que se lograban visualizar en las condiciones de frecuencia y tensión de la maquina con cada una de las cargas. Carlos Adrián Ortiz Facultad de ingenierías Ingeniería eléctrica Pereira, Colombia [email protected] requeridos se procede a conectar cargas resistivas de diferentes valores por medio del interruptor mostrado en la figura. Palabras clave— Generador síncrono. Frecuencia. I. INTRODUCTION La operación en paralelo de generadores, nos permite verificar la relación existente entre potencia activa con frecuencia y el voltaje en terminales con potencia reactiva evidenciando el comportamiento y los cambios que produce cuando se conectan diferentes tipos de cargas como resistivas y capacitivas, igualmente el comportamiento cuando están cargas empiezan a incrementar. El objetivo de este informe es analizar los datos obtenidos comprobando y verificando los comportamientos dados, como también el análisis de ejecutar el mismo procedimiento pero con equipos o elementos similares que al realizar su conexión adecuada deberían operar igual, (para esto se utilizan dos generadores de la misma referencia para realizar las mismas mediciones. II. CONTENIDO A. Materiales y equipos a utilizar. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Generador síncrono Dinamómetro Banco capacitivo (8.8uF y 4uF) Banco resistivo (300Ω, 400 Ω, 600 Ω) Correa Multímetro Cables software para visualizar las mediciones. B. Desarrollo de la práctica. Se realiza el montaje del circuito de la figura 1 el cual contiene un generador síncrono que se encuentra a una velocidad de 1800 rpm, acoplado a un dinamómetro, el cual lo impulsa hasta llegar a sus valores nominales, 208 V de tensión y 60 Hz de frecuencia, después de tener los valores Fig.1 Circuito implementado en la práctica. Inicialmente se conecta una carga resistiva, la cual varía en tres valores diferentes (300 Ω, 400 Ω y 600 Ω) obteniendo los siguientes datos para los dos generadores: Generador 1 Resistencia 300 Ω 400 Ω 600 Ω Tensión en vacío 208.2 209.3 207.5 Frecuencia en vacío 60.1 60.2 60.4 Tension con carga 190.5 195.6 197.6 Frecuencia con carga 58.05 58.68 59.47 Potencia activa 59.4 45.64 30.71 Tabla 1. Datos del generador 1 conectado al dinamómetro bajo carga resistiva. Generador 2 Resistencia 300 Ω 400 Ω 600 Ω Tensión en vacio 208.5 208.6 208.3 Frecuencia en vacio 60 60.13 60.17 Tension con carga 189.7 207.4 207.1 Frecuencia con carga 59.19 59.37 59.71 Potencia activa 0.114 0.271 0.201 Tabla 2. Datos del generador 2 conectado al dinamómetro bajo carga resistiva. Con los datos obtenidos de potencia y frecuencia se construye las gráficas de comportamiento para su respectivo análisis. Generador 2 Capacitancia 4 uF 8,8 uF Tensión en vacio 208.1 208 Frecuencia en vacio 60.08 59.93 Tensión con carga 226.6 247 Frecuencia con carga 60.06 59.76 Potencia reactiva -8.939 -9.36 Tabla 4. Datos del generador 2 conectado al dinamómetro bajo carga capacitiva. Fig.2 Gráfica de potencia activa vs frecuencia en el generador 1. Con los datos obtenidos de tensión y potencia reactiva se construye las gráficas de comportamiento para su respectivo análisis. Figura 4. Gráfica de tensión en terminales vs potencia reactiva en el generador 1. Fig.3 Gráfica de potencia activa vs frecuencia en el generador 2. En las figuras 2 y 3 se puede observar que a medida que la carga aumenta (por lo tanto, la demanda de potencia activa aumenta), la frecuencia tiende a caer esto es debido a que la velocidad también disminuye. Podemos notar que al conectar la carga resistiva al sistema tanto la tensión y frecuencia nominal a la cual se encontraban disminuye Posteriormente se procedió a cambiar la carga resistiva por una de naturaleza capacitiva de 4uF y 8.8uF, se realizaron las mismas mediciones pero esta vez para la potencia reactiva, se obtuvieron los siguientes resultados para los dos generadores. Generador 1 Figura 4. Gráfica de tensión en terminales vs potencia reactiva en el generador 2. La tensión en la carga se incrementa y la frecuencia no sufre variaciones de importancia. Cuando se conecta una carga capacitiva, como esta inyecta reactivos al sistema, la tensión en terminales tiende a subir. Capacitancia 4 uF 8,8 uF Tensión en vacio 207.2 207.6 Frecuencia en vacio 60.02 60.01 Tension con carga 223.2 242.9 GSR= (nsc-npc)/npc Frecuencia con carga 59.94 59.85 Potencia activa 1.315 2.094 A continuación, se muestran las velocidades que se tomaron para los dos generadores. Tabla 3. Datos del generador 1 conectado al dinamómetro bajo carga capacitiva. Cálculo de GSR, FDR y GD, para cada generador. Para el cálculo del GSR se utiliza la ecuación 1. (1) CARGA VELOCIDAD CON CARGA (RPM) 300 Ω 1742 400 Ω 1762 600 Ω 1785 4,4 uF 1798 8,8 uF 1795 Tabla 5. Velocidad del generador 1. VELOCIDAD SIN CARGA (RPM) 1870 1847 1838 1805 1802 GD 600 GD 4,4 GD 8,8 GD para el generador 2. CARGA VELOCIDAD CON CARGA (RPM) 300 Ω 1749 400 Ω 1781 600 Ω 1792 4,4 uF 1802 8,8 uF 1793 Tabla 5. Velocidades del generador 2 VELOCIDAD SIN CARGA (RPM) 1877 1828 1819 1807 1808 GSR para el generador 1. GSR 300 GSR 400 0,04824 GSR 600 0,02969 GSR 4,4 0,00389 GSR 8,8 0,00390 GD 300 GD 400 GD 600 GD 4,4 GD 8,8 0,07348 III. CONCLUSIONES - - GSR para el generador 2. GSR 300 0,0731 GSR 400 0,0263 GSR 600 0,0150 GSR 4,4 0,0027 GSR 8,8 0,0083 Para el cálculo del GD se utiliza la ecuación 2. (2) GD para el generador 1. GD 300 0,07181 GD 400 0,0620 Al conectar la carga resistiva en el generador, podemos notar mediante los datos obtenidos que la tensión disminuye de su valor nominal, pero aumenta a medida que esta incrementa Para el caso de la carga capacitiva pasa lo contrario con lo de la carga resistiva, ya que se obtiene un incremento de tensión
