Control de factor de potencia y curva V del generador

<p style=”text-align: justify;”>La curva V y el control del factor de potencia del generador est谩n estrechamente relacionados entre s铆. La curva en V del generador es b谩sicamente un gr谩fico de variaci贸n de la corriente de armadura con el cambio en la corriente de campo. Para una potencia constante, la curva V solo se puede obtener para un generador conectado a una barra/red infinita. No existe tal curva para un generador aislado.

Para un generador s铆ncrono con resistencia de devanado de armadura cero, la ecuaci贸n de voltaje se da como

Ef = Vt + jIaXs

De la ecuaci贸n anterior, podemos dibujar la relaci贸n fasorial entre el voltaje de excitaci贸n Ef y el voltaje terminal Vt como se muestra en la figura a continuaci贸n.

Control del factor de potencia del generador

Del fasor anterior, podemos tener tres casos.

Caso 1: cuando el voltaje de excitaci贸n es Ef1.

Como se desprende claramente del fasor, cuando el voltaje de excitaci贸n es Ef1, el generador est谩 subexcitado y la corriente de carga Ia1 est谩 adelantando al Vt = Vb = voltaje de bus infinito. Por lo tanto, podemos decir que un generador subexcitado conectado a un bus infinito opera con un factor de potencia l铆der y absorbe la potencia reactiva de la red.

Caso 2: cuando el voltaje de excitaci贸n es Ef2.

Con el aumento de la corriente de campo, la fem de excitaci贸n aumenta. Para la fem de excitaci贸n Ef2, la corriente de carga Ia2 est谩 en fase con el voltaje terminal Vt = Vb = Voltaje de bus infinito. Por lo tanto, el generador est谩 operando con un factor de potencia unitario y, como se desprende del fasor, el generador normalmente est谩 excitado. Esto significa que el Generador no absorber谩 ni entregar谩 potencia reactiva de/a la Red.

Caso 3: cuando el voltaje de excitaci贸n es Ef3.

Para Ef3 m谩s que Ef2, la corriente de carga Ia3 va a la zaga de la tensi贸n terminal Vt. En este caso, el generador est谩 sobreexcitado y, por lo tanto, entrega la potencia reactiva a la Red/Bus Infinito.

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Curva V del generador

Despu茅s de haber discutido el concepto detr谩s de los tres casos, es mejor trazar una curva entre la corriente de campo y la corriente de armadura. Esta curva se conoce popularmente como la curva en V del generador conectado al bus infinito.

鈥淟a curva en V del generador es un gr谩fico de variaci贸n de la corriente de armadura con el cambio en la corriente de campo. 鈥 Esta curva para el generador conectado al bus infinito se muestra a continuaci贸n.

Curva V del generador

Diferencia en los comportamientos del Generador Aislado del Conectado a la Red

La diferencia entre los comportamientos del generador aislado y el del generador conectado a un bus infinito se puede resumir a continuaci贸n.

Velocidad

Cuando aumenta la velocidad de un generador aislado, su voltaje de excitaci贸n y voltaje terminal aumentan como Ef = 1.414蟺fNph脴. Su frecuencia de salida f = PN/120 tambi茅n aumenta y por lo tanto aumenta su reactancia s铆ncrona.

Pero la velocidad del generador conectado a la red o bus infinito no se puede alterar como su frecuencia de operaci贸n y, por lo tanto, la velocidad se rige por la frecuencia de la red o bus infinito. Adem谩s, el voltaje del terminal est谩 fijado por el voltaje de la red.

Excitaci贸n de campo

El aumento de la corriente de campo para el generador aislado aumenta el voltaje de excitaci贸n y, por lo tanto, el voltaje terminal. Por lo tanto, el factor de potencia operativo no depende de la excitaci贸n, sino que solo depende de la naturaleza de la carga conectada al generador.

Pero para el generador sincronizado con la red, el aumento de la excitaci贸n cambiar谩 el factor de potencia operativo del generador de l铆der a retardado como se desprende de la curva en V.

Entrada del motor principal

El aumento de la entrada de Prime Mover aumenta la velocidad de un generador aislado. Debido al aumento de la velocidad, aumenta la fem de excitaci贸n y, por lo tanto, el voltaje terminal. Por lo tanto, la potencia de salida P = EfVtSin未 / Xs aumenta.

Pero para el generador conectado a la red, el aumento en la entrada de movimiento principal no altera la velocidad del generador y, por lo tanto, la fem de excitaci贸n y el voltaje terminal. La potencia m谩s bien activa entregada a la red aumenta a medida que aumenta el 谩ngulo de carga debido al desplazamiento Ef del voltaje de la red Vt = Vb.

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