-114 Forma típica das curvas de perdas suplementares e de curto-circuito. As perdas ativas que podem ser determinada pelo ensaio de curto-circuito ...

-114 Forma típica das curvas de perdas suplementares e de curto-circuito. As perdas ativas que podem ser determinada pelo ensaio de curto-circuito consistem: 1- de perdas ôhmicas no enrolamento de armadura; 2- perdas locais no núcleo, causadas pelo fluxo de dispersão de armadura; 3- e perdas muito baixas no núcleo causadas pelo fluxo resultante. A frequência de operação e das condições de fluxo. Características de Ângulo de Carga em Regime Permanente. A potência máxima que uma MS pode fornecer é determinada pelo conjugado máximo que pode ser aplicado sem que ocorra a perda de sincronismo com o sistema ao qual ela está conectada. Tanto a M.S. quanto o sistema externo no qual ela está conectado podem ser modelados como uma impedância em série com uma fonte de tensão constante. Sistema Externo (SEP) Ex: LTs, Transformadores, outras M.S. Desta forma, pode-se analisar o fluxo de potência entre a M.S. e o Sistema Elétrico como um caso especial do problema mais geral de limitar o fluxo de potência em uma impedância em série. Considerando o circuito abaixo, consistindo em duas tensões CA Ê1 e Ê2 conectadas por uma impedância Z=R+jX na qual a corrente é Î. Se as tensões fasoriais e a impedância forem expressas na forma polar tem-se. Onde  é o ângulo de fase pelo qual Ê1 está adiantada em relação a Ê2 , para o caso analisado. z=arctg(X/R) é o ângulo de fase da impedância Z. Se a resistência for considerada desprezível em relação a reatância, podemos chegar a seguinte equação para potência ativa (Parte real da potência complexa). Esta equação é referida como característica do ângulo de potência da M.S. sendo  o ângulo de potência. Então a transferência máxima de potência ocorre quando sen = 1, ou seja, no ângulo de 90°. Se  positivo a potência flui de Ê1 para Ê2. Se  negativo a potência flui de Ê2 para Ê1. Se  positivo funcionamento como GERADOR. Se  negativo funcionamento como MOTOR. Extrapolando para o caso de um MS com uma tensão gerada Êaf e uma reatância síncrona Xs conectada a um sistema elétrico cujo equivalente Thévenin é uma fonte de tensão Veq em série com uma impedância jXeq, temos. A equação característica do ângulo pode ser escrita como. Onde P é a potência transferida da MS para o sistema e  é o ângulo de fase de Êaf em relação à Veq. Da equação abaixo, vemos que a transferência máxima de potência, associada com o funcionamento da MS, é proporcional à magnitude da tensão do sistema, correspondendo a Veq, e também à tensão interna Eaf do gerador síncrono. Sendo que a tensão Eaf pode ser incrementada através da variação da corrente de campo If , isso deve ser feito respeitando os limites térmicos da máquina e sua capacidade de refrigeração. De modo geral, considerações de estabilidade ditam que o ponto de operação em regime permanente de um MS é alcançado com um ângulo de potência consideravelmente inferior a 90° (em geral 20° a 30°). Isso garante a estabilidade em grandes sistemas elétricos de potência. Exercícios: pg. 261 a 266. Ex. – Um gerador síncrono de 75MVA e 13,8kV, com uma reatância síncrona saturada de Xs=1,35pu e uma não saturada de Xs=1,56pu, é ligado a um sistema externo cuja reatância equivalente é XEQ=0,23pu e cuja tensão é VEQ=1,0pu, ambas nas bases do gerador. Ele atinge tensão nominal de circuito aberto para uma corrente de campo de 297 A. a) Encontre a potência máxima Pmax que pode ser fornecida ao sistema externo se a tensão interna do gerador for mantida igual a 1,0pu. Como a máquina está operando com uma tensão próxima de seu valor nominal, devemos expressar Pmax em termos da reatância síncrona saturada: max EQ EQ EafV P Xs X   1 max 0,633 47,5 1,35_ 0,23 P pu MW   . b) Usando MatLab plote a tensão de terminal do gerador quando a saída do gerador é variada desde zero até Pmax com as condições da parte a. Então a tensão de terminal do gerador é dada por. 1,0 ( ) ( ) 1,58 j j EQ EQ EQ EQ Eaf V Eaf e V e Ia j Xs X j Xs X j          0,23 1,0 ( 1,0) 1,58 j EQ EQVa V jX Ia e     . c) Agora suponha que o gerador esteja equipado com RAT que controla a corrente If mantendo Va constante. Se a carga submetida ao gerador for a nominal, calcule o correspondente ângulo de potência, a tensão interna em pu e a corrente de campo necessária. Plote Eaf pu em função da potência pu. Sendo Va mantida constante em 1,0pu, a potência pode ser expressa como: Onde é o ângulo de Va em relação a Se P=1,0 pu, e assim I é igual a. 1 4,35 0,23 EQ t t EQ VaV P sen sen sen X      EQV t 013,3t . 0 0 6,65 62,7 1,007 ( ) 1,78 tj EQ j EQ j EQ Q Vae V Ia e jX e Eaf V j X Xs Ia e        . Ou seja, Eaf = 1,78pu , correspondendo a uma corrente If = 1,78 x 297 = 529 A. O ângulo de potência correspondente é de 62,7°.