8/18/2019 PrácticaMaqSincrónica

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GUÍA PARA LA ACTIVIDAD PRÁCTICA

Ejercicio 1: Características de operación !ariación de par"#etros

El propósito de este ejercicio es simular en el ambiente MATLAB/SIMULINK una máuina

sincrónica tri!ásica se"#n es mostrado en la $i"ura %&''( ) usar la simulación para determinar las caracter*sticas operacionales del "enerador con los parámetros dados más adelante&

Además se e+aminarán el e!ecto ue tiene sobre el amorti"uamiento de las oscilaciones

electromecánicas un cambio en la resistencia del arrollamiento amorti"uador( ) tambi,n se

e+aminará cómo un cambio en la inercia del rotor a!ecta a la duración de la primera

oscilación

-uesto ue el modelo .dq   tiene )a arrollamientos amorti"uadores incluidos( el coe!iciente de

amorti"uamiento  Dω   puede ser usado para representar el amorti"uamiento por entilación

0resistencia aerodinámica1 ) por !ricción sobre el rotor& -uesto ue la constante de tiempo

mecánica del rotor ) la constante de tiempo del campo de una máuina sincrónica sonusualmente "randes( para minimi2ar el transitorio de arranue los !lujos en el eje d

3

 f  ψ   ) d ψ 

  () el desli2amiento de elocidad del rotor ( ) /r e bω ω ω −  deben ser iniciali2ados con alores

ue est,n cercanos a la condición de arranue& Los mejores alores a usar son los alores de

estado estacionario correspondientes a la condición de arranue& -ero una asi"nación de uno

en por unidad a3

 f  ψ   ) a d ψ   ) de la elocidad sincrónica a r ω   puede lo"rar ue la simulación

de la máuina sincronice en un tiempo ra2onable si la condición de operación es

relatiamente estable&

-ara este ejercicio( pueden ser usados el arc4io m1 de MATLAB para determinar la resistencia )

la reactancia del modelo de circuito a partir de los datos dados( ) el arc4io S1 para establecer ladeseada condición inicial de operación para la simulación de la máuina conectada a una !uente

de tensión constante en el ambiente SIMULINK& 5omo está implementado en S1( la ma"nitud de

la tensión de la barra( mV  ( la tensión de e+citación aplicada3

ex E    ) el momento mecánico

e+ternamente aplicado( mechT  son representados por se6ales ue pueden ser pro"ramadas para

 producir los alores deseados en el tiempo durante la simulación

0a17eri!iue el arc4io m1_gc.m  0modelo  s1.mdl 1 de MATLAB para estar se"uro de ue se

establece la condición de arranue del "enerador suministrando potencia uno en por unidad a

!actor de potencia unidad a la barra e+terna de ma"nitud de tensión uno en por unidad& Note ue

la tensión de e+citación aplicada3

ex E   en por unidad re!erida al estator es i"ual a  f   E  & Estable2ca

las se6ales mV  (3

ex E    ) mechT   para una corrida en la ue la ma"nitud de la tensión de barra ) el

momento mecánico e+ternamente aplicado son mantenidas constantes en sus alores iniciales(

 pero ue3

ex E   toma un incremento de '. por ciento en 8t s= ( esto es

E+9time:;. 8 8 tstop<

E+9alue:;' ' '&' '&'

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0b1>epita la parte 0a1( use un decremento escalón de un '. por ciento en3

ex E  en t:8 se"undos( esto

es

E+9time:;. 8 8 tstop<

E+9alue:;' ' .& .&

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Ejercicio $: %a&&a en &os ter#ina&es de 'na #"('ina sincrónica

El propósito de este Ejercicio es e+aminar la respuesta de un "enerador sincrónico operando a

alores !ijados de elocidad del rotor ) de tensión de e+citación ante di!erentes clases de !allas

el,ctricas en los terminales del estator&

Ha"a una copia del arc4io S1  de SIMULINK ) modi!iue esa copia para poder simular lossi"uientes tipos de !alla en terminales del estator

'& $alla tri!ásica metálica 0sin impedancia de !alla1

& $alla de !ase a !ase entre las !ases b ) c con contacto a tierra

& $alla mono!ásica a tierra en la !ase a

7eri!iue su simulación utili2ando el conjunto 0Set 1 de parámetros del "enerador sincrónico

dado en la Tabla %& con la a)uda del arc4io m1_gc.m $modelo s1_gc.mdl% de MATLAB&

La simulación as* modi!icada le debe permitir a Ud& simular la condición de aplicar cualuier tipo

de !alla directamente a los terminales del estator de la máuina los ue están inicialmente a

circuito abierto 0máuina en ac*o1& $ije la inercia en un alor "rande( di"amos ( paramantener la elocidad del rotor constante sobre un bree per*odo antes ) durante el cortocircuito&

Edite las condiciones iniciales especi!icadas en el arc4io m1 &ara arrancar su simulación con la

máuina !uncionando a elocidad sincrónica( a circuito abierto ) con tensión nominal en sus

terminales&

0a15uando los transitorios iniciales se 4an atenuado( apliue un cortocircuito tri!ásico en el

instante del alor de pico de av & >e"istre las respuestas de3( ( (

a b c f emi i i i ' T  & 5ompare las !ormas

de onda de las corrientes de !alla con au,llas dadas en los te+tos estándar sobre máuinas

el,ctricas& >epita la corrida con el cortocircuito aplicado en el instante en ue .av   = & 5omente

sobre las di!erencias en las componentes unidireccionales de la corriente de cortocircuito en losdos casos simulados&

0b15uando los transitorios iniciales se 4an atenuado( apliue un cortocircuito de !ase a !ase entre

las !ases b ) c en el instante correspondiente al alor de pico de av & >e"istre las respuestas de3( ( (a b c f emi i i i ' T  &

0c15uando los transitorios iniciales se 4an atenuado( apliue un cortocircuito de !ase a trierra en la

!ase a en el instante correspondiente al alor de pico de av & >e"istre las respuestas de3

( ( (a b c f emi i i i ' T  &

Ejercicio ): An"&isis &inea&i*ado de 'n +enerador sincrónico

Este Ejercicio se reali2ará en el marco de la -ráctica sobre Estabilidad de -eue6a Se6al&