FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA Y APLICADAS INGENIERIA ELÉCTRICA DINÁMICA DE MAQUINAS OCTAVO “B” INTEGRANTES: En generadores Para un sistema de potencia interconectado cada generador posee: • Regulador automático de velocidad (LFC o RAV)como lazo de control de potencia activa – Frecuencia • Regulador automático de tensión (AVR o RAT), como lazo de control de potencia reactiva – tensión (QV) Introducción La excitación de los generadores trifásicos se produce mediante corriente continua que recorre el circuito de las bobinas inductoras del rotor, es decir poseen una gran velocidad de respuesta. En resumen es el mantenimiento de la tensión en el entrehierro y mantenimiento de la tensión en los bornes del alternador SISTEMA DE EXCITACIÓN DE LA MÁQUINA SINCRÓNICA Función básica: Funciones de control : Funciones de protección: Provee corriente continua al arrollamiento de campo (Ifd) de la máquina sincrónica (generador). • Control de tensión en terminales del generador. • Control de flujo de potencia reactiva. • Mejorar la estabilidad del sistema de potencia. Control de límites de capacidad de la máquina sincrónica, del sistema de excitación y de otros equipamientos. Requerimientos al sistema de excitación Los requerimientos del desempeño al sistema de excitación están determinados por: Consideraciones del generador: El sistema de excitación debe responder a perturbaciones transitorias Consideraciones del sistema de potencia: Requisitos para satisfacer este requerimiento: El sistema de excitación debe contribuir al efectivo control de la tensión y a mejorar la estabilidad transitoria del sistema. • Satisfacer el criterio de velocidad de respuesta • Proveer límites y protección para prevenir daños propios • Satisfacer requerimientos de una operación flexible. • Satisfacer una deseable disponibilidad y confiabilidad, con la incorporación de funciones de detección y aislación de fallas internas. Elementos de un sistema de excitación Tipos de sistemas de excitación • Sistema de excitación rotativo de corriente continua. • Sistema de corriente rotativo de excitación alterna. • Sistema de excitación estático. Potencia de excitación: del orden de 2. a 3.5 kW / MVA de potencia nominal. Sistema de excitación rotativo de corriente continua (DC) • Utiliza generadores de continua (excitatriz) como fuente de la potencia de excitación. • Provee la corriente del rotor 𝐼𝑓𝑑 a través de anillos rozantes. • La excitatriz es impulsada por un motor o por el eje del generador. • La excitatriz puede ser autoexcitada o con excitación separada. • Con excitatriz autoexcitada la salida de la excitatriz provee su propia tensión de campo. • Los reguladores de tensión de esta tecnología utilizan desde reóstatos hasta varias etapas de amplificación magnética o rotativa. Sistema de excitación rotativo de corriente alterna AC La excitación de esta categoría utiliza alternadores (maquinas AC) como fuentes para la excitación del generador de poder. • Generalmente, el excitador esta montado sobre el mismo eje de la turbina del generador. • La salida AC del excitador es rectificada por rectificadores controlados o no controlados, la que produce la corriente continua necesaria para el campo del generador. • Los rectificadores pueden ser estacionarios o rotacionales. • Los primeros sistemas de excitación AC usaron una combinación de amplificadores magnéticos y rotacionales como reguladores. Sistemas de excitación AC con rectificación estacionaria. • Cuando se usa rectificadores controlados, el regulador controla directamente el voltaje de salida DC del excitador. • Cuando se utiliza un rectificador no controlado, el regulador controla el campo de la excitatriz, con lo cual se controla la tensión de excitación. • La excitatriz AC es impulsada por el eje del generador. • La excitatriz AC es autoexcitada y utiliza un regulador de tensión independiente para mantener su tensión de salida. • El regulador de tensión controla el ángulo de disparo de tiristores. Tiene dos modos independientes de regulación: • El regulador AC para mantener automáticamente la tensión en terminales del generador en el valor deseado. • El regulador DC o control manual para mantener constante la tensión de campo del generador, en situaciones de falla o deshabilitación del regulador AC. Sistemas de excitación AC con rectificación rotativa. Con este tipo de rectificación los anillos rozantes y escobillas son eliminados, y la salida DC alimenta directamente al campo del generador • la armadura del excitador AC y el rectificador de diodos rotan con el campo del generador • Un pequeño excitador piloto AC, con un rotor de imán permanente, rota con la armadura y el rectificador de diodos. • La salida del rectificador del estator del excitador piloto energiza el campo estacionario del excitador AC • El regulador de voltaje controla el campo del excitador AC, el cual controla el giro del campo del campo del generador principal. • Se evitan los problemas que se presentan en las escobillas cuando se proveen altas corrientes de campo al generador. Sistemas de excitación estáticos. • Todos los componentes son estáticos o estacionarios (no rotan). • Los rectificadores estáticos proveen la corriente de excitación directamente al campo del generador con anillos rozantes, actualmente con mayores posibilidades de mantenimiento. • La fuente de potencia de los rectificadores es el generador (o la barra de servicios auxiliares) a través de un transformador de rebaje que lleva la tensión al nivel adecuado, en algunos casos toma la tensión de arrollamientos auxiliares del generador Sistema de fuente de potencial y rectificador controlado En este sistema, la excitación del generador es abastecida a través de un transformador (exciter transformer) desde los terminales del generador o la estación auxiliar, y esta regulada por un control del rectificador • La máxima tensión de excitación depende de la tensión de entrada, en condiciones de falla con disminución de tensión en bornes, la tensión de techo se reduce (➠ limitación). Que se compensa con su muy rápida respuesta y capacidad para forzar el campo • Mantenimiento sencillo y poco costoso. • En generadores conectados a sistemas de potencia funcionan satisfactoriamente. Sistemas de excitación estáticos a rectificador con fuente compuesta. La potencia para el SCE en este caso esta formada por la utilización de la corriente y el voltaje del generador principal. • Este puede ser ejecutada por medio de un transformador de potencial (TP) y un transformador de corriente con núcleo saturable (TC) • El regulador controla la salida del excitador a través del control de saturación del transformador en la excitación. • El regulador controla la salida del excitador a través del control de saturación del transformador en la excitación. • Cuando el generador esta en vacío, la corriente por la armadura es cero y la fuente de potencial abastece completamente a la excitación del generador. • En condiciones de carga parte de la potencia de excitación se obtiene de la corriente de carga del generador. GRACIAS POR SU ATENCIÓN
