IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - November/December 2022 - 86

Las características térmicas de las subpartes de un generador
pueden obtenerse sumando las masas materiales multiplicadas por
capacidades de calor específicas.
La figura 4 muestra cómo cambian los límites de sentido
descendente a ascendente del transformador elevador. La
RPC positiva se reduce de 0.6 por unidad (p.u.) a ligeramente
sobre 0.4 p.u., mientras que la capacidad de tensión máxima
se reduce de 1.05 a aproximadamente 1 p.u. Este ejemplo
demuestra el hecho de que un generador específico en el lado
de baja tensión posiblemente necesite volver a especificarse
o diseñarse para hacer frente a los estrictos requerimientos
de la red en el futuro cercano.
Regímenes operativos y servicios
de energía hidroeléctrica futuros
La explotación de inercias térmicas
Esta sección explora los regímenes operativos y servicios de
los generadores hidroeléctricos proporcionados en un futuro
SE frágil de baja inercia. El generador hidroeléctrico tiene
posibilidades de expansión térmica disponibles que podrían
utilizarse para mejores servicios de los sistemas. De hecho,
su construcción incluye una enorme cantidad de cobre tanto
en el rotor como en el estator, lo que muestra posibilidades
de sobrecarga antes de alcanzar temperaturas críticas. Así,
un generador puede rendir siempre mucho más en el corto
que en el largo plazo. Por ejemplo, una pérdida de líneas de
transmisión o unidades generadoras demandaría una afluencia
inmediatamente excesiva de potencia reactiva en áreas
de demanda de alta carga para rescatar el SE. El generador
está, en la mayoría de los casos, muy lejos de su capacidad
máxima y, por lo tanto, puede ampliar sus límites mucho
más que en la actualidad para enfrentar tales desafíos.
Para establecer los límites de aumento de las capacidades
de potencia a corto plazo del generador, se deben estimar
algunas constantes de tiempo térmicas. Estas constantes
describen cuánto tiempo tardará que la temperatura llegue a
un nuevo balance después de que se haya aplicado una condición
de sobrecarga.
Las características térmicas de las subpartes de un generador
pueden obtenerse sumando las masas materiales multiplicadas
por capacidades de calor específicas. En general,
se puede combinar la capacidad de calor (Cp) del rotor y
estator de la máquina con sus pérdidas de julios locales y
gradientes de temperatura para establecer la constante de
tiempo térmica, como se ilustra en la figura 5. Las fuentes
de calor son la corriente de campo multiplicada por la
resistencia del rotor (Ifn
tiplicada por su resistencia (Is
2Rr) y la corriente del estator mul2Rs).
Además, la diferencia
Rotor
9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
00 100 200 300 400
Momento de inercia, GD2 (tm2)
500
1,000
Sn (MVA)
figura 7. Estimación aproximada de la inercia térmica del rotor y estator de 130
generadores hidroeléctricos (estudio de población).
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9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
entre la temperatura de enfriamiento con espacio de aire
(Tcair) y la temperatura del rotor (Tr) modela la disipación de
calor. En el caso del estator, la diferencia de temperatura entre
el hierro (TFe) y el cobre del estator (Ts) modela los gradientes
de temperatura y la disipación
de calor entre los dos materiales.
De este modo, las constantes de
tiempo pueden finalmente identificarse
dividiendo la capacidad de
calor por la disipación de calor por
gradiente de temperatura.
Se da una descripción breve
Estator
de las posibilidades de retraso
en los generadores hidroeléctricos
con algunos ejemplos ilustrados
a continuación. En primer
lugar, se considera un generador
hidroeléctrico enfriado por aire
de 103 MVA. De acuerdo con el
método presentado en la figura 5
y los datos de una prueba de
funcionamiento de calor de la
máquina, se estiman las constantes
tiempo térmicas y se muestran
en la tabla 4. Es evidente que la
constante de tiempo térmica del
noviembre/diciembre 2022
Inercia térmica, Cp (Cu) (kWs/K)
Inercia térmica, Cp (Cu) (kWs/K)
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