Sistemas de excitación. Excitatriz rotante versus estática

Abstract

La rapidez de respuesta de un Sistema de Excitación de un generador está relacionada con la estabilidad angular del sistema eléctrico ante cortocircuitos que producen reducción significativa de la tensión en bornes de generadores cercanos a la falla. Esto es, si ante un cortocircuito un generador no recupera rápidamente su tensión, entonces deberá aumentar su ángulo para transmitir la misma potencia eléctrica, disminuyendo así su margen de estabilidad angular. En este trabajo se realiza una comparación del comportamiento dinámico de dos tipos de Sistemas de Excitación, uno Estático y otro con Excitatriz Rotante. Para el Sistema de Excitación Estático analizado la tensión de campo del generador es provista por un rectificador controlado el cual es alimentado por la tensión de bornes de máquina a través de un transformador de excitación. Para el Sistema de Excitación con Excitatriz Rotante analizado la tensión de campo del generador es provista por un rectificador alimentado por una excitatriz rotante, cuya tensión de excitación es provista por una fuente independiente que no es afectada por los transitorios en el sistema. Para ambos tipos de Sistemas de Excitación se presentan simulaciones del comportamiento dinámico frente a cambios en la referencia de tensión, estando el generador en vacío y en carga. Se presentan los parámetros de desempeño típicos de un Sistema de Excitación recomendados por IEEE y los requeridos en Argentina en el Procedimiento Técnico Nº 4 de CAMMESA tanto para el generador en vacío y como en carga como así también los requeridos en Chile en su Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio Técnico. Para ambos tipos de Sistemas de Excitación se presentan simulaciones del comportamiento temporal ante cortocircuitos que producen una reducción significativa de la tensión en bornes del generador, estando el mismo conectado a un sistema con alta o baja potencia de cortocircuito y con distintas combinaciones de carga local. Se presenta un análisis comparativo del desempeño de ambos tipos de Sistemas de Excitación. Se obtienen conclusiones respecto de la mejor aptitud de uno u otro Sistema de Excitación, en determinadas configuraciones y ante determinadas fallas.