PROBLEMAS -CURVAS DE CAPACIDAD DEL GS.

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
“c”, y este sería el límite de
estabilidad
 Hallamos
la
Potencia
Reactiva
práctica
Q pract  36.23 MVAR ,
tenemos
Ppract  88.21 MW , S pract  PN  95.36 MVA ,  pract  22.33
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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
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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

  22.33
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Anexo N° 2: Calculo en conexión Delta
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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
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

  22.33
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