Característica de cortocircuito - Rosalina Alvarado Tirado

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Característica de cortocircuito
Una característica de lación
cortocircuito trifásico (fig. 11-3) da la re-
= /(<«)
en / = constante y U — 0.
La característica de cortocircuito, conjuntamente con la de vacío,
permite determinar el triángulo reactivo (fig. 9-17). Como el flujo
resultante 4a de una máquina produce en
cortocircuito sólo una pequeña f.e.m. E»
que origina la caída de tensión rj -j- jx„j
(figura 9-7), el sistema magnético de la
máquina no está saturado y, por consi-
guiente, la característica de cortocircuito
es lineal, pero presenta un codo cuando
las corrientes exceden considerablemente
de la nominal I„.
Las relaciones
“71
o
,1 i irír.u..
hc<ln hict *
Fig. 11-3. — Característica de
cortocircuito del generador sin-
crónico.
¡Mi 	
obtenidas para cortocircuitos bifásicos y
monofásicos también son lineales, pero,
debido a que la reacción del inducido es
menor, la característica Z,cS = /(í«) pasa
por encima de la característica Zlc8 = /(i«) y la ZK1 = /(i») está encima de la Z,^ = /(/«) (fig. 11-3).
Si obtenemos la característica de cortocircuito en función de la velocidad, la corriente de cortocircuito será prácticamente independiente de la velocidad debido a que la reactancia y la f.e.m. inducida por el devanado de excitación varían con la frecuencia y, por consiguiente, son proporcionales a la velocidad de rotación; por tanto,
RELACIÓN DE CORTOCIRCUITO
237
Eo .
<%:	= constante.
Solamente en frecuencias bajas, cuando la influencia de la resis-
tencia activa rt sobre el valor de zg llega a ser apreciable, tiene un
codo la característica 1„ = /(«) cuando i, es constante y disminuye
hasta un valor de = 0 en n = 0 (figu-
ra 11-4).
11-4. Relación de cortocircuito
	
	
	z í
	1 "
n, —
Fig. 11-4. — Curva de la corriente de cortocircuito en función de la velocidad de un generador «incrónico.
Para la deducción de las propiedades de una máquina sincrónica tiene gran importancia la “relación” o razón aritmética de la corriente de excitación it = i«o correspondiente al valor nominal Eo = (/« en las características de vacío a la corriente de excitación i„e correspondiente a la corriente nominal /„ = /, en la característica
de cortocircuito trifásico (fig. 11-3). Esta razón **° se denomina re-
to»
lación de cortocircuito (r.c.c.) y caracteriza principalmente la influencia
de la reacción del inducido sobre el sistema de excitación de una má-
quina sincrónica.
Designemos por En la f.e.m. obtenida con una corriente de exci-
tación i, = ¡,0 en la prolongación de la parte recta de las caracterís-
ticas sin carga. Entonces (fig. 11-3),
En
r.c.c.
Pero E0,c
Eo.«
= lnXt = /. (x<r. 4- X.g), luego
Eoto
x<
= xt.
En Un En 1
l«o 1
En el crónica.
t«o
r.C.C. — ;— ——	" — T	
Eo«o Un Un Xd I»o Xa
caso de sistema magnético no saturado en la máquina sin-
(11-8)
Un ~ Un ~ Zn
0
y
1;
y en este caso
238	CARACTERÍSTICAS DEL GENERADOR SINCRÓNICO
1
r.c.c. =	- •
xd
Así, en una máquina no saturada, la r.c.c. es igual a la inversa del valor unitario de la reactancia de eje directo xg. En el caso de circuito magnético saturado, cuando se determina la r.c.c. debe ser multiplicado este valor por la razón de los valores de la corriente magnetizante obtenida por la característica sin carga con la tensión nominal en las partes saturada y rectilínea.
En máquinas del tipo de turbogenerador de polos no salientes, la r.c.c. está comprendida entre 0,5 y 0,7. En hidrogeneradores sincrónicos de polos salientes el valor de la r.c.c. está comprendido entre 1.0 y 1,4.
Las máquinas sincrónicas con bajos valores de la r.c.c. tienen mayores variaciones de tensión con las fluctuaciones de la carga, son menos estables cuando trabajan en paralelo y tienen un valor más bajo de corriente de carga cuando un generador trabaja con la capacidad de una línea de transmisión desconectada. Sin embargo, este generador es mucho más barato.
La utilización del material activo de una máquina con baja r.c.c. es mejor que en una máquina con alta r.c.c. Un aumento del entrehierro da lugar al aumento de la r.c.c. y una disminución de las reactancias sincrónicas. Esto mejora el funcionamiento en paralelo del generador con otras centrales o estaciones (especialmente si se emplea una larga línea de transmisión) y hace que el funcionamiento del generador sea más estable ante las variaciones de carga.
Pero la anterior modificación en el entrehierro del generador conduce simultáneamente al aumento del peso del generador y a la disminución de su utilización. Esto se explica por el hecho de que la modificación del entrehierro varía la reluctancia de la máquina y conduce a una variación casi proporcional de la potencia de excitación. Sin embargo, la corriente de excitación en cortocircuito varía sólo ligeramente, porque la f.m.m. de excitación que contrarresta a la reluctancia del entrehierro constituye una parte relativamente pequeña de la f.m.m. total del devanado de excitación en el que la parte más importante compensa la f.m.m. de reacción del inducido en condiciones de cortocircuito.