Valor nominal del generador síncrono o alternador

<p dir=”ltr” style=”text-align: justify;”>La clasificación de las máquinas de CA, como transformadores, alternadores, etc., está determinada por el calentamiento y, por lo tanto, las pérdidas en ellas. Estas pérdidas se componen de óhmica (pérdida I2R) y pérdida de núcleo y una pequeña cantidad de pérdida por fricción y viento. La pérdida óhmica depende de la corriente y la pérdida del núcleo depende del voltaje, por lo tanto, las pérdidas en una máquina eléctrica de CA no se ven afectadas por el factor de potencia de la carga. En vista de esto, la clasificación de la maquinaria de CA está determinada por los voltios-amperios de la carga, no solo por la potencia de la carga. Por lo tanto, los alternadores o generadores síncronos se clasifican en kVA o MVA.

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Cabe señalar aquí que el tamaño de la caldera o el requisito de combustible está determinado únicamente por la potencia de salida y no por los voltios-amperios. Por ejemplo, para una carga de 700 MW con un factor de potencia de 0,85, la clasificación del alternador o generador síncrono será de 823 MVA (700/0,85 = 823), mientras que el requisito de combustible y el tamaño de la caldera se decidirán en 700 MW. Para ser más precisos, dado que la eficiencia del ciclo de Carnot es de alrededor del 33%, si asumimos el ciclo de vapor de Carnot por simplicidad, entonces el requisito de combustible o el tamaño de la caldera para generar una potencia de 700 MW será alrededor de 3 veces la potencia de salida, es decir, 3 × 700 = 2100 megavatios. Es muy sorprendente que solo 1/3 de la potencia total de entrada (2100 MW) se convierta en potencia eléctrica de salida, pero es cierto. La energía restante se pierde en NDCT (torre de enfriamiento de tiro natural y pérdidas durante todo el ciclo de vapor).

Debe tenerse en cuenta aquí que para establecer la capacidad nominal de un alternador, debemos incluir el factor de potencia de operación en estado estable junto con la capacidad nominal de MVA/kVA. La necesidad de mencionar el factor de potencia surge porque el alternador diseñado para funcionar con un factor de potencia de 0,85 requerirá más corriente de campo si funciona con un factor de potencia de 0,8 para mantener un voltaje terminal constante. Más corriente archivada con un factor de potencia más bajo significa más pérdidas en el devanado de campo, lo que no es deseable. Si en la placa de identificación de un alternador, no se menciona si el factor de potencia está retrasado o adelantado, entonces se debe asumir que está retrasado porque para un voltaje terminal constante, el factor de potencia retrasado requerirá más corriente de campo que el factor de potencia adelantado. Por lo tanto, el factor de potencia retrasado pone un límite a la salida del excitador y la corriente en la bobina de campo.

En condiciones de potencia y tensión nominales, el flujo de potencia reactiva manejado por un alternador está limitado por el calentamiento del inducido para un factor de potencia operativo cercano al valor nominal. Si el factor de potencia de operación está lejos del valor nominal, entonces el flujo de potencia reactiva está limitado tanto por la armadura como por el calentamiento del campo. La siguiente figura muestra una placa de identificación típica de un generador de 120 MW. Tenga en cuenta la clasificación de kVA y el factor de potencia.

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Normalmente, el fabricante proporciona la Curva de capacidad del generador, de la cual podemos obtener el punto de funcionamiento y los diversos límites, como el calentamiento del inducido, el calentamiento del campo y el calentamiento de la parte final. Discutiremos la curva de capacidad del generador en la próxima publicación.

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