practica-1-grupo-1-nota-4

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lOMoAR cPSD|3707762 
Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; agosto de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. 
 
 
 
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA 
INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE MÁQUINAS I 
 
PRÁCTICA 1 
OPERACIÓN EN PARALELO DE GENERADORES SÍNCRONOS. 
PARTE1 
 
Autor 1: Oscar Andrés Bedoya Perea, Autor 2: Vanessa Londoño Marín, Autor 3: Juan Manuel Flórez Betancourt, 
Autor 4: Erika Yuliana García Restrepo 
 
Grupo 1 
 
Pereira, Agosto 24 de 2016 
 
Risaralda, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia 
 
OBJETIVOS 
 
• Obtener qué relación existe entre la frecuencia de 
operación de un generador síncrono y la potencia 
activa. 
 
• Obtener qué relación existe entre la tensión de 
operación de un generador síncrono y la potencia 
reactiva. 
 
Resumen— El desarrollo de esta práctica consiste 
en el manejo del módulo de Lavolt y se divide en dos 
partes; en la primera parte, para el generador 1 
(descripción en la imagen 1), se determinan las 
relaciones frecuencia vs potencia activa y tensión vs 
potencia reactiva; para la segunda parte de este 
informe se procedió a realizar los mismos cálculos 
para el segundo generador. 
 
Palabras clave— Lavolt, generador, sincronismo, 
velocidad, carga, rampa, frecuencia, primomotor. 
 
 
Abstract— The development of this practice is 
management module Lavolt and is divided into 
two parts; in the first half for the generator 1 
(description image 1), relationships are 
determined; vs frequency vs active power and 
reactive power voltage; for the second part of this 
report we proceeded to perform the same 
calculations for the second generator. 
 
Keywords— Lavolt, generator, synchronism, 
speed, load, ramp, frequency, primomotor. 
I. INTRODUCCION 
Durante la realización de esta práctica se dará a 
conocer valores de tensión, velocidad, corriente, 
potencia activa y reactiva, mediante el debido uso 
del módulo de Lavolt, el cual nos facilitará datos 
a través de la conexión de un circuito, además 
obtendremos la relación que existe entre la 
frecuencia de operación de un generador síncrono 
y la potencia activa, así como también se hallará 
la relación que existe entre un generador síncrono 
y la potencia reactiva. 
 
II. CONTENIDO 
Se inició la práctica de operación de generadores 
en paralelo reconociendo el sistema de LabVolt, 
siguiendo las instrucciones dadas por el profesor y 
al mismo tiempo verificando que la tarjeta de 
adquisición y los medidores estuvieran 
funcionando de manera correcta para así realizar la 
práctica y la toma de datos de forma adecuada. 
Seguidamente se procedió a montar el circuito de 
las guías con el generador síncrono 1 (referenciado 
en la imagen 1), el cual es accionado por el motor 
de impulsión de cuatro cuadrantes y se encuentra 
conectado con cargas resistivas en estrella con 
neutro como se muestra en la figura1. 
 
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Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; agosto de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. 
 
 
 
 
 
 
Imagen 1. Datos del generador 1 
 
 
 
 
Figura 1. Circuito de la práctica 
 
Una vez el circuito estaba conectado 
correctamente pero con el interruptor abierto (en 
vacío), se procedió a tomar la lectura valores de 
la imagen 2 en el programa LabVolt para su 
posterior análisis. 
 
Imagen 2. Datos del generador 1 en vacío 
 
Luego se conectó la carga resistiva y se cerró el 
interruptor para proceder a registrar los datos 
requeridos. En las imágenes 3, 4 y 5 se muestran 
los datos recogidos cuando se conectaban las 
resistencias de 600 Ω, 400 Ω y 300 Ω 
respectivamente después de estar el generador en 
condiciones nominales de 208 V de línea y 
frecuencia de 60 Hz. 
 
 
 
 
Imagen 3. Datos del generador 1 con una carga resistiva de 
600 Ω 
 
Imagen 4. Datos del generador 1 con una carga resistiva de 
400 Ω 
 
 
Imagen 5. Datos del generador 1con una carga resistiva de 
300 Ω 
 
A continuación, se muestran los datos tomados 
después de que se estableciera el generador a 
condiciones nominales mientras tiene conectadas 
las cargas, en las imágenes 6, 7, y 8 se observan 
los datos mencionados dependiendo del valor del 
banco de resistencias. 
 
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Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; agosto de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. 
 
 
 
 
 
 
Imagen 6. Datos del generador 1 con carga de 600 Ω en 
condiciones nominales 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagen 7. Datos del generador 1 con 400 Ω en condiciones 
nominales 
 
Tabla 1. Datos generador uno para banco de resistencias 
 
Con los datos anteriores organizados 
pertinentemente en las tablas se puede obtener la 
gráfica (grafico 1) que relaciona potencia activa 
con la frecuencia, cabe resaltar que el ultimo 
valor de frecuencia de vacío no se utilizó en las 
gráficas porque corresponde a una curva 
diferente debido a que en ella se cambia la 
frecuencia de vacío y así estabilizar el sistema. 
60.5 
60 
59.5 
59 
58.5 
58 
 
 
0 5 10 15 20 25 30 
Potencia activa [W] 
 
 
 
Imagen 8. Datos del generador 1 con 300 Ω en condiciones 
nominales. 
 
Ya tomados los datos a condiciones nominales 
con la carga conectada se abrió el interruptor 
para determinar las frecuencias de vacío 
dependiendo del valor de cada carga, lo cual se 
encuentra en la tabla 1. 
 
Gráfico 1. Generador uno para banco de resistencias 
 
En esta tabla y en las que vienen a continuación, 
se tomaron los valores promedio de tensión, 
corriente y potencia mostrados en el programa, 
esta decisión se debe a que el sistema es en 
principio equilibrado, lo cual significa que lo que 
pasa en una fase debería ser igual para las otras 
dos. 
Como se trata de un generador, la potencia es 
entregada al sistema, las potencias que aparecen 
negativas son causadas por la conexión del 
amperímetro en los terminales incorrectos, pero 
esto solo afecta al signo de la potencia, por ello 
Fr
ec
u
en
ci
a 
[H
z]
 
Generador 1 
 
E
le
m
en
to
 
 [r
p
m
]V
el
o
ci
d
ad
 
 [H
z]
F
re
cu
en
ci
a 
 P
. 
ac
ti
v
a 
[W
] 
 T
en
si
ó
n
 [
V
] 
 C
o
rr
ie
n
te
 [
A
] 
Vacío 1800 60,000 -1,967 100,196 0,022 
 
300 Ω 
1800 60,000 35,250 103,867 0,336 
1767 58,900 27,453 91,593 0,300 
1850 61,667 0,000 - - 
 
400 Ω 
1800 60,000 28,100 108,633 0,259 
1776 59,200 21,183 94,406 0,225 
1841 61,367 0,000 - - 
 
600 Ω 
1800 60,000 19,620 111,700 0,176 
1783 59,433 14,700 96,840 0,152 
1822 60,733 0,000 - - 
 
 
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Laboratorio De Maquinas 1; grupo 1; subgrupo 1; agosto de 2016. Universidad Tecnológica De Pereira. 
 
 
 
tomamos el valor absoluto de la potencia 
arrojada en el medidor. De esta manera se 
observa que la relación de la frecuencia con la 
potencia activa es una línea recta de pendiente 
negativa, a medida que aumenta la potencia del 
sistema, disminuye la velocidad y la frecuencia 
del mismo. 
Terminado el análisis con el banco resistivo, se 
pasó a conectar un banco de capacitores en la 
misma disposición, en esta ocasión se registraron 
los mismos datos tomados anteriormente 
(imagen 9 y 10) con la diferencia de que no 
había caída de frecuencia en el sistema cuando 
se usaban los condensadores de 4,4 µF y era 
poco perceptible en los condensadores de 8,8 µF, 
adicionalmente se tomaron los datos de potencia 
reactiva (imagen 11 y 12) para análisis. 
 
Imagen 9. Datos del generador 1 con carga capacitiva de 
4,4µF 
 
Imagen 10. Datos del generador 1 con carga capacitiva de 
4,4µF 
 
 
Imagen 11. Datos del generador 1 con carga capacitiva de 
8,8µF 
 
Imagen 12. Datos del generador 1 con carga capacitiva de 
8,8µF 
 
Con los datos mostrados en las imágenes de la 9 
a la 12, se procedió a organizarlos datos en la 
tabla 2 para desarrollar el análisis mediante una 
gráfica, en la cual se comparó la tensión y las 
potencias reactiva obtenidas para los dos bancos 
de condensadores. En la gráfica 2 se puede 
apreciar que el comportamiento es muy 
aproximado a lo esperado ya que a medida que 
aumenta la tensión la potencia reactiva aumenta. 
Al igual que en el caso anterior, se tomó el valor 
de las potencias con el signo cambiado debido a 
lo mencionado en las gráficas de potencia activa. 
Para este circuito, la pendiente de la gráfica es 
ascendente ya que el generador absorbe potencia 
reactiva del banco de condensadores. 
 
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Generador 1 
 
E
le
m
en
to
 
 [r
p
m
]V
el
o
ci
d
ad
 
 [H
z]
F
re
cu
en
ci
a 
 
P
. 
ac
ti
v
a 
[W
] 
 [V
ar
]P
. r
ea
ct
iv
a 
 
T
en
si
ó
n
 [
V
] 
 
C
o
rr
ie
n
te
 [
A
] 
Vacío 1800 60,000 -1,967 0,000 100,196 0,022 
4,4 µF 1800 60,000 0,094 26,393 126,467 0,214 
8,8 µF 1796 59,867 0,179 63,216 138,100 0,462 
Tabla 2. Datos generador 1 para banco de capacitores 
 
150 
 
100 
 
50 
 
 
 
Imagen 14. Datos del generador 2 en vacío 
 
0 
0 10 20 30 40 50 60 70 
Potencia reactiva [Var] 
 
 
Gráfico 2. Generador 1 para banco de capacitores 
 
Por ultimo se conecto el generador 2 y se siguio 
el mismo procedimiento ya explicado para el 
generador 1. Los datos del generador dos se 
muestran en la imagen 13. 
 
Imagen 13. Datos del generador 2 
 
Los datos obtenidos para el generador 2 se 
muestran en las siguientes imágenes: 
 
 
 
 
 
 
 
Imagen 15. Datos del generador 2 con una carga resistiva 
de 600Ω 
 
Imagen 16. Datos del generador 2 con una carga resistiva 
de 400Ω 
Te
n
si
ó
n
 [
V
] 
 
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Imagen 17. Datos del generador 2 con una carga resistiva 
de 300Ω 
 
 
Imagen 18. Datos del generador 2 con carga de 600Ω en 
condiciones nominales 
 
Imagen 19. Datos del generador 2 con carga de 400Ω en 
condiciones nominales 
Imagen 20. Datos del generador 2 con carga de 300Ω en 
condiciones nominales 
 
Los datos obtenidos del banco de resistencias 
para el generador dos se organizaron en la tabla 
3 y después se procedió hacer el análisis 
mediante el grafico 3. Se observa el mismo 
comportamiento obtenido para el generador uno 
pues la relación de la frecuencia con la potencia 
activa es una línea recta de pendiente negativa 
con la única diferencia en los valores de 
frecuencia de vacío y potencias pero sin ser muy 
significativos. 
 
Generador 2 
 
E
le
m
en
to
 
 [r
p
m
]V
el
o
ci
d
ad
 
 [H
z]
F
re
cu
en
ci
a 
 P
. 
ac
ti
v
a 
[W
] 
 
T
en
si
ó
n
 [
V
] 
 C
o
rr
ie
n
te
 [
A
] 
Vacío 1800 60,000 -1,967 119,833 0,025 
 
300 Ω 
1800 60,000 44,416 116,500 0,381 
1744 58,133 39,973 110,567 0,362 
1867 62,233 0,000 - - 
 
400 Ω 
1800 60,000 33,800 118,967 0,284 
1758 58,600 30,387 112,900 0,269 
1847 61,567 0,000 - - 
 
600 Ω 
1800 60,000 22,697 119,933 0,190 
1772 59,067 20,847 115,100 0,181 
1832 61,067 0,000 - - 
Tabla 3. Datos generador 2 para banco de resistencias 
 
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61 
60 
59 
58 
57 
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 
Potencia activa [W] 
 
 
Gráfico 3. Generador 2 para banco de resistencias 
 
 
 
 
Imagen 21. Datos del generador 2 con carga capacitiva de 
4,4µF 
 
 
 
Imagen 22. Datos del generador 2 con carga capacitiva de 
4,4µF 
 
 
 
 
Imagen 23. Datos del generador 2 con carga capacitiva de 
8,8µF 
 
 
Imagen 24. Datos del generador 2 con carga capacitiva de 
8,8µF 
 
Finalmente se organizaron los datos para el 
banco de capacitores en la tabla 4 y 
seguidamente se comparó el comportamiento de 
la tensión con respecto a la potencia reactiva. En 
el grafico 4 se puede observar valores 
ligeramente dispersos, lo cual puede ser efecto 
de algún error, por ejemplo del cable coaxial que 
no estaba en el mejor estado o de algún otro 
elemento del circuito con desgaste. 
 
Generador 2 
 
E
le
m
en
to
 
 [r
p
m
]V
el
o
ci
d
ad
 
 [H
z]
F
re
cu
en
ci
a 
 
P
. 
ac
ti
v
a 
[W
] 
 [v
ar
]P
. 
re
ac
ti
v
a 
 
T
en
si
ó
n
 [
V
] 
 
C
o
rr
ie
n
te
 [
A
] 
Vacío 1800 60,000 -2,785 0,000 119,833 0,025 
4,4 
µF 1800 60,000 0,082 24,193 
121,26 
7 0,205 
8,8 
µF 
1795 59,833 0,130 57,616 
132,00 
0 
0,442 
Tabla 3. Datos generador 2 para banco de capacitores 
Fr
ec
u
en
ci
a 
[H
z]
 
 
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135 
130 
125 
 
FDR=
 Δf 
= 
f 0 −f nom 
120 
115 
110 
 
 
 
0 10 20 30 40 50 60 70 
ΔP Pnom 
Potencia reactiva [Var] FDR = 
60−58,9 
=0,04
 Hz 
G 1300 27,453 MW 
 
Gráfico 4. Generador 2 para banco de capacitores 
 
Las cuatro graficas mostradas a lo largo del 
 
FDR 
 
 
G 1400 
= 
60−59,2
=0,0377
 Hz 
21,183 MW 
informe corresponden a la curva característica de FDR = 
60−59,433 
=0,0386
 Hz 
cada uno de los generadores, estas son eficientes 
a la hora de predecir el comportamiento del 
mismo generador cuando se le conectan las 
diferentes cargas y administra las respectivas 
potencias. Conociendo estas curvas, se pueden 
FDR 
FDR 
G 1600 
 
 
 
promG 1 
14,7 
=0,0387
 Hz 
 
MW 
60−58,133 
MW 
 
 
 
 Hz 
variar principalmente la frecuencia de vacío o la 
tensión de vacío para que el punto de operación 
G 2300= 
39,973 
=0,0467 
MW 
de la máquina sea a condiciones nominales de 
tensión y frecuencia, que es lo ideal cuando se 
conecta al sistema, en nuestro caso 60 Hz y 208 
FDR 
 
 
G 2400 
= 
60−58,6 
=0,046
 Hz 
30,387 MW 
V de tensión de línea. FDR = 
60−59,067 
=0,0447
 Hz 
Para cada generador el valor de GSR, FDR, y 
GD, se determinan según los valores mostrados 
en las tablas 1 y 3; así: 
GSR= 
f 0 −f sis 
 
 
FDR 
G 2600 
 
 
 
promG 2 
20,847 MW 
=0,0458
 Hz 
 
MW 
f sis Velocidad −Velocidad 
 
 
GSR 
 
= 
60−58,9 
=1,87 %
 
GD= vacio carga Velocidadvacio 
 
 
GSR 
G 1300 
 
 
 
G 1400 
58,9 
=
60−59,2 
=1,35 %
 
59,2 
 
GDG 1300 
 
GD 
= 
1800−1767 
=1,83 %
 
1800 
 
= 
1800−1776 
=1,33 %
 
GSR = 
60−59,433 
=0,954 %
 G 1400 1800 
G 1600 59,433 
GD = 
1800−1783 
=0,944 % 
GSR = 
60−58,133 
=3,21 %
 G 1600 1800 
 
 
GSR 
G 2300 
 
 
 
G 2400 
58,133 
=
60−58,6 
=2,34 %
 
58,6 
 
GDG 2300 
 
GD 
= 
1800−1744 
=3,11 %
 
1800 
 
= 
1800−1758 
=2,33 %
 
GSR = 
60−59,067 
=3,27 %
 G 2400 1800 
G 2600 59,067 
Te
n
si
ó
n
 [
V
] 
 
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GDG 2600 = 
1800−1772 
=1,55 %
 
1800 
• Comprobar el estado de algunos cables 
importantes para la toma de datos como el 
coaxial que en ocasiones presenta fallos. 
 
 
 
 
III. CONCLUSIONES 
 
• La velocidad de un generador síncrono tiene 
una relación lineal con la potencia activa 
suministrada por el mismo, lo que facilita el 
control cuando se acopla redes que requieren 
valores de operación determinados 
 
• Igualmente la potencia reactiva de un 
generador síncrono es dependiente de la 
tensión que genera este, de esta forma, se 
controla el flujo de potencia reactiva cuando 
se conecta a un sistema eléctrico. 
 
• Un generador síncrono necesita de un 
elemento externo que haga girar su rotor, en 
este caso un motor de impulsión, para generar 
energía eléctrica. 
 
• Al variar la frecuencia de vacío o la tensión 
de vacío, se modifican los valores de 
operación al conectar la carga,lo que produce 
un funcionamiento más óptimo. 
 
 
IV. RECOMENDACIONES 
 
• Es importante comprobar que las conexiones 
estén en los terminales correctos para que la 
medición de los parámetros sea adecuada. 
 
• Es conveniente obtener guías más detalladas 
y especificas a la hora de describir el 
procedimiento a realizar, ya que no todo lo 
mencionado es conocido por el estudiante 
 
• Revisar constantemente la excitación del 
circuito de campo, ya que en algunos casos 
variaba con las diferentes conexiones 
• Verificar el estado de los equipos al inicio de 
cada clase para que no se presente ningún 
inconveniente durante la realización de la 
práctica. 
 
V. REFERENCIAS 
 
• Guías del laboratorio de Máquinas I. 
• Cuaderno de Máquinas I. 
 
• S.J Chapman, Maquinas Eléctricas, 4ta ed, 
Mc GrawHill, 2005. 
 
• D.V. Richardson, Maquinas Eléctricas 
Rotativas y Transformadores, 4ta ed, 
Prentice- Hall Hispanoamericana.