Implementación y análisis de la curva de capabilidad del generador síncrono de polos salientes utilizando software de ingeniería

Abstract

Hoy en día la calidad en el suministro de la energía eléctrica sin crear perturbaciones en el sistema eléctrico de potencia es un indicativo tanto de la buena gestión de mantenimiento, como de la operación adecuada de los Grupos de Generación, que efectúa el personal de las empresas generadoras de energía. Estas empresas se han trazado la meta de llegar a ese objetivo, es por eso que están implementando nuevos equipos de protección, medición, equipos de seguridad, etc. Con la única finalidad de mejorar la confiabilidad, la seguridad, la eficiencia de sus instalaciones y en consecuencia la satisfacción total del cliente. El Ministerio de Energía y Minas (en lo sucesivo, MEM) a través de sus agentes, verifica el cumplimiento de las normas, por parte de la empresa generadora; con respecto a la calidad sobre el control de la tensión y sobre el control del flujo de potencia reactiva. La responsabilidad de estos agentes es el siguiente. Recoger información de la Curva de Capabilidad actualizada, con indicación de las zonas seguras de operación en estado estable de cada uno de los Grupos de Generación. Las empresas generadoras de energía, informan al MEM el estado de operación de los generadores síncronos; es decir, si operan como condensadores (absorben potencia reactiva del sistema) o como inductoras (entregan potencia reactiva al sistema). O sino brindando la potencia activa mínima con la que puede operar en forma continua, con la finalidad exclusiva de suministrar reactivos al sistema eléctrico. A continuación se describirá la metodología empleada en la tesis: En el capítulo dos: “Principio de funcionamiento del generador síncrono”, se detallarán las condiciones de funcionamiento que presenta el generador síncrono de polos salientes. En el capítulo tres: “Límites de operación del generador síncrono”, se explicarán los límites de operación del generador síncrono que originan la curva de capabilidad y determinan la región de operación segura del generador. En el capítulo cuatro: “Ecuaciones matemáticas para la implementación de la curva de capabilidad”, se va a detallar las operaciones matemáticas y la construcción de los lugares geométricos que limitan la operación del generador síncrono y al final de este capítulo se mostrará la curva de capabilidad. Para esta construcción se va a desarrollar detalladamente un programa diseñado con el software MATLAB. En el capítulo cinco: “Pruebas de campo para obtener las reactancias del generador síncrono”, se explicarán las pruebas de campo y cálculos matemáticos a realizar con la finalidad de obtener los parámetros propios del generador síncrono, con los cuales se determinan los valores límites de operación de dicha máquina síncrona. En el capítulo seis: “Determinación de las reactancias de un generador síncrono real”, se describirán las principales características de la Central Hidroeléctrica Yaupi, además se presentarán los datos experimentales obtenidos de las pruebas de campo realizadas a un generador síncrono que pertenece al Grupo de Generación Nº 5 de dicha central hidroeléctrica, así como también los cálculos para obtener los parámetros propios de dicho generador. En el capítulo siete: “Implementación de la curva de capabilidad del generador síncrono real”, utilizando los valores de las reactancias síncronas obtenidas en el capítulo quinto y un programa construido en MATLAB. Además se analizarán los límites de operación que se presentan en esta curva para su correcta utilización. En el capítulo ocho: “Análisis de la curva de capabilidad del generador síncrono real”, se detallarán las zonas de operación del generador síncrono para varios escenarios tanto favorables como desfavorables. Además las causas y las consecuencias cuando el generador síncrono opera cerca de los límites de dicha curva.