Informe Práctica Nº3 Caracteristicas Con Carga

7/18/2019 Informe Práctica Nº3 Caracteristicas Con Carga

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Universidad del Valle. Escobar Julián, Cuadros Dixon, García Juan Camilo, Whitiman Daniel. Características del Generador 1

Resumen — En esta práctica observa el comportamiento

de la tensión en bornes en la salida del generador, cuando

este se encuentra expuesto a diferentes tipos de carga.

I.

INTRODUCCIÓN

El estudio del alternador con cargas de diferente factor de potencia, tiene el beneficio de permitir evaluar algunasalternativas para reducir el efecto que tienen estas cargasen el alternador en la industria.

Para el desarrollo de la práctica el generador suministraenergía eléctrica a diferentes tipos de carga con distintofactor de potencia: capacitivo, inductivo y resistivo, loscuales nos permitirán verificar el comportamiento de latensión en bornes para cada caso.

En nuestro caso para la práctica tenemos un generador deAC o alternador sincrónico, este tipo de generadorcuando funciona con carga realiza una reducción oelevación de tensión y corriente en bornes según sea eltipo de carga.

En la teoría las cargas capacitivas hacen que el alternadoraumente la tensión en bornes debido a que la maquina seencuentra subexcitada necesita más corriente deexcitación para llegar a los valores de tensión necesario para alimentar esta carga, en el caso cuando la carga esinductiva el alternador hace que se reduzca la tensión en bornes debido a que la maquina se encuentrasobreexcitada, esto hace que necesite menos corriente deexcitación para alimentar esta carga, en el caso de la carga

resistiva sucede que la tensión en bornes se reduzca perocomo el factor de potencia, con esta carga es 1, no quieredecir que la maquina se encuentre sobreexcitada sino queestá trabajando en régimen nominal.

II.

TRABAJO EN EL LABORATORIO

1.

Característica con carga del generador de

corriente alterna.

Para realizar el estudio del generador de corriente alternacon carga de diferente factor de potencia se trabajó en laMG2 del grupo Westinghouse

Posteriormente se alimenta el campo del primo-motor y del generador para verificar el sentido de lacorriente de campo y de esta manera conectarcorrectamente los dispositivos con los quemediremos las variables eléctricas. Seguido a esto se pone a funcionar el generador de DC que alimentarael primo-motor, dicho generador es el llamado MG1del grupo de las maquinas Westinghouse dellaboratorio.

Se verifica de esta manera el sentido de giro de la

máquina. Luego se empieza a elevar el voltaje deentrada hasta llegar a 230VDC y análogo a esto seacomoda la corriente de excitación para obtener lavelocidad nominal de la máquina: 1200 R.P.M.Finalmente se cuadra el voltaje de placa = 220 VAC por medio de variación de la fuente de campo delgenerador (variación de la corriente de excitación) ydejando la reóstato en su máximo valor.Posteriormente se conecta la carga, primero laresistiva, después la inductiva y por último lacapacitiva (todas estas conectadas en Y). Así se

registran los valores tanto de corriente como devoltaje de armadura para cada una de las cargaseléctricas conectadas.

Practica No. 3 Características con CargaEscobar, Julián. Cuadros Dixon, García Juan Camilo, Whitiman, Daniel

Universidad Del Valle




Para las conexiones de la carga inductiva (ver Figura 1) se conectan 3 bancos de inductancias en Y.

Figura 1. Carga Inductiva.

Donde un punto común de la carga es conectado a la tierradel laboratorio (ver Figura 2) que se encuentra bajo el

cárcamo.

Figura 2. Conexión a tierra del laboratorio.

En el momento de cerrar el contactor para colocar la cargainductiva a la máquina, se verifica la velocidad de lamaquina en todo el momento de la práctica, ya que estavaria conforme más inductiva se vuelve la carga.La carga se va aumentando en forma gradual paraobservar el comportamiento de la maquina al aumento dedicha carga.Se toman los datos de corriente y voltaje en los bornes delgenerador para realizar la curva de la característicaexterna de la máquina.

El proceso para la carga resistiva (ver Figura 3) fue elmismo que se le practicó a la carga inductiva. Se realizóla misma conexión y el mismo aumento gradual de carga.

Figura 3. Carga resistiva.

La conexión de la carga capacitiva (ver figura 4), serealizó de igual forma que en las otras pruebas anteriores,en Y, presentando el inconveniente en la tensión, ya que

se eleva considerablemente a baja corriente, y se llega almáximo de carga del banco de condensadores con unmáximo de corriente de 5.33 A, como se muestra en latabla 3.

Figura 4. Carga Capacitiva

Al realizar cada uno de los montajes registramos lascorrientes y voltajes de armadura U=f(I a ) entregados porel Analizador de red marca DRANETZ como lo muestra

la tabla I, II y III ilustran claramente los resultados. Caberesaltar que los valores que se muestran a continuaciónson con carga balanceada en cada toma de datos..




Tabla I. Carga Resistiva

Tabla II. Carga Inductiva

Tabla III. Carga Capacitiva

A continuación se muestran las corrientes y tensionesobtenidas cuando se tienen cargas resistivasdesbalanceadas.

III. INFORME

Con las características de vacío y cortocircuito

obtenidos en la práctica #1 calcular la regulación de

tensión para diferentes factores de potencia y un

mismo valor de corrientes de carga (en condiciones

nominales de la máquina estudiada).

Se tomara la regulación de cada tipo de carga para unmismo valor de corriente de armadura = 5 , con unacorriente de excitación constante = 2,4 .

= −

× 100 (1)

Regulación de tensión para carga resistiva.

=243,52 − 225,68

225,68 × 100 = 7,9%

Regulación de tensión para carga inductiva.

=218.8 − 172,7

172,7 × 100 = 26,7%

Regulación de tensión para carga capacitiva.

=221,5 − 258,7

258,7 × 100 = −14,37%

Trazar en una misma gráfica las características

externas para diferentes factores de potencia.

En la figura anterior se observa que en la carga resistiva einductiva al aumentar la carga se aumenta la corriente delínea y se disminuye la tensión en bornes del alternador,esto quiere decir que la maquina se encuentrasobreexcitada, y en la carga capacitiva si se aumenta lacorriente de línea se aumenta la tensión en bornes delalternador lo que quiere decir que la maquina estasubexcitada. En el análisis de la carga capacitiva se

observa que el aumento de tensión en bornes es limitadodebido a la conexión en Y del banco de capacitancia.

v (rpm) Iex (A) Ul1 (V) Ul2 (V) Ul3 (V) Ia1 (A) Ia2 (A) Ia3 (A)

1205 2 190,52 192,25 192,25 8,2 8,2 8

1204 2,4 220,05 222,22 222,22 7,67 7,63 7,83

1200 2,4 225,68 225,16 225,34 4,81 4,93 4,89

1202 2,4 231,23 231,92 231,92 3,72 3,91 3,93

1201 2,4 232,96 233,13 234 2,94 2,9 2,92

1208 2,4 237,63 237,11 236,77 1,91 1,91 1,9

1204 2,4 243,52 243,87 242,5 0 0 0

Caracteristica carga resistiva


1200 2,1 117,7 111 111,8 10,05 10,41 10,19

1200 2,1 116,9 116 116,4 9,63 9,95 9,75

1200 2,1 138,6 137,9 137,8 7,66 8,2 8,06

1200 2,1 172,7 172,2 172,2 4,88 5 4,9

1200 2,1 218,8 218,2 218 0 0 0

Caracteristica carga inductiva


1200 2,1 258,7 258,1 257,4 5,33 5,37 5,23

1200 2,1 248,8 148,2 247,7 3,86 3,88 3,8

1200 2,1 232,3 230,1 231,4 1,62 1,64 1,63

1200 2,1 223,3 224,9 222,5 0,66 0,49 0,68

1200 2,1 221,5 219,3 220,6 0 0 0

Caracteristica carga capacitiva

v (rpm) Iex (A) Ul1 (V) Ul2 (V) Ul3 (V) Ia1 (A) Ia2 (A) Ia3 (A) In (A) I0(A) I1(A) I2(A)

1203 2,4 216,33 222,56 222,74 4,98 9,2 9,4 0,017 1,5 7,9 1,4

Caracteristica carga resistiva desbalanceada




Trazar El Diagrama De f.e.m. Simplificado Para Cada

Carga En Corriente Nominal.

Que Métodos Existen Para Regular Tensión Y

Frecuencia De Un Generador Sincrónico Que Opere

En Forma Aislada.

Debemos considerar principalmente los métodossiguientes:

La tensión de salida depende de la velocidad degiro, la corriente de excitación, la corriente deinducido y el factor de potencia de la carga.

Los mecanismos para la regulación de tensión yfrecuencia debe ser los iguales, debido a que lasmáquinas están sincronizadas con la red.

El factor de potencia del generador es igual queel de la carga.

La frecuencia de la máquina depende

enteramente de la velocidad con la que se mueveel primo motor que permite el giro de la maquinasincrónica.

El regulador de tensión es un reóstato que se incorpora enla excitatriz y al variar la corriente de campo delgenerador permite controlar la tensión de salida, permitiendo así mantener la tensión suministradaconstante aunque se modifique la carga.

La regulación de la frecuencia se obtiene directamentecon la regulación de la velocidad del grupo generador. Lavelocidad de giro del generador depende de la potenciademandada por la carga, al aumentar la demanda lavelocidad disminuirá y proporcionalmente la frecuenciase verá afectada de la misma forma, caso contrario ocurreal disminuir la demanda de potencia.

Como Debe Ser La De Un Generador Sincrónico

Que Opere De Forma Aislada (alta o baja) Explique

Por Qué?

En generador sincrónico de altas dimensiones en elentrehierro hace que su Rcc también sea alta, de estamanera se alcanza una gran ventaja en el funcionamiento

con carga, esto debido a que se hace estable y además laresistencia sincrónica maneja una tendencia a reducirse.Cuando la resistencia sincrónica es baja, mejora elfuncionamiento en paralelo del alternador. Si la Rcc es baja su funcionamiento será inestable y se producirá unavariación de tensión, cuya única ventaja será su bajocosto.

IV. CONCLUSIONES

Un bajo factor de potencia limita la capacidad de losequipos con el riesgo de incurrir en sobrecargas peligrosas, pérdidas excesivas con un dispendio deenergía y aumento de la intensidad de corriente

La naturaleza de la carga influye directamente en laregulación de tensión de la máquina.

Durante la práctica se evidencio que las cargas puramenteresistivas presentan mejor regulación.

El generador presenta las clásicas curvas de carga

resistiva, inductiva y capacitiva, las caídas de tensión alaumentar la corriente con cargas inductivas y resistivasson debidas a las perdidas en el cobre y a la reacción deinducido entre otros factores, por otro lado el aumento detensión con las cargas capacitas es el erecto que tienenestas de funcionar como “fuentes” que aumentan elvoltaje

Por las razones mencionadas anteriormente en la industriaexiste la compensación de reactivos con capacitanciasdado que las cargas industriales son predominantementeresistivas inductivas y esta compensación disminuye lacaída de tensión mejorando la regulación del generador.

Los sistemas de potencia modernos exigen alto nivel deestabilidad, mínima interrupción de servicio y calidad deenergía, para lo cual se mejoran continuamente lossistemas de control de velocidad y tensión de losgeneradores implementando técnicas electrónicassistematizadas.




V. BIBLIOGRAFÍA

[1] Conceptos de factor de potencia en un sistemaeléctrico. [6 marzo 2014]. Fuente: [Interne]http://factorpotenciadesistelectrico.blogspot.com/2012/08/conclusiones.html

[2] Maquinas Eléctricas. Jesús Fraile mora. Sexta edición.

[3] KOSTENKO – PIOTROVSKI – Máquinas Eléctricas – Tomo II – Editorial Mir.

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