Máquinas Eléctricas Rotativas

1. Máquinas Eléctricas Rotativas

2. La energía eléctrica GENERACIÓN • Centros de distribución: subestaciones • Líneas de baja tensión (trafos) • Centrales hidraúlicas • Centrales termoeléctricas • Centrales de Energías alternativas • Generación de tensión (12 kV) aprox. TRANSPORTE • Elevación (trafos) tensión 380 kV, 220 Kv • Líneas de alta tensión • Subestaciones DISTRIBUCIÓN CONSUMO Las máquinas eléctricas están presentes en todas las etapas del proceso (rotativas en la generación y consumo. Transformadores en transporte y distribución) • Pequeños consumidores: baja tensión • Industria: alta tensión

3. La red eléctrica Consumo doméstico Centro de transformación Estación transformadora primaria Parque de transformación de La central Fuente primaria Turbina Grandes consumidores Subestación Muy grandes consumidores Generador

4. La red eléctrica  Tecnología eléctrica – J. Roger et. Al Esquema simplificado de una parte de la red nacional de 400 kV Se puede observar la existencia de caminos alternativos para el suministro

5. Avería Centros de transformación SUBESTACIÓN SUBESTACIÓN Red radial de distribución La red eléctrica SUBESTACIÓN Red de distribución en anillo

6. Las centrales eléctricas HIDRAÚLICAS • Transformación de la energía potencial acumulada por una masa de agua. • Utilización turbina hidráulica. • Gran rapidez de respuesta. • Utilización de carbón, fuel, o combus-tible nuclear para producir vapor. • Utilización de turbinas de vapor. • Elevada inercia, especialmente en las nucleares. Producción constante. TERMOELÉCTRICAS • Eólicas • Solares • Mareomotrices • Con turbinas de gas • De ciclo combinado NO CONVENCIONALES • Utilizan agua previamente bombeada • Son idénticas a las hidraúlicas DE BOMBEO

7. Otras Hidraúlicas Carbón y fósiles Nucleares Las centrales eléctricas Curva de demanda de energía eléctrica  Tecnología eléctrica – J. Roger et. Al 8 16 24 Hora 0

8. SISTEMA ELÉCTRICO SISTEMA ELÉCTRICO MEDIO DE ACOPLAMIENTO SISTEMA MECÁNICO SISTEMA ELÉCTRICO MEDIO DE ACOPLAMIENTO Las máquinas eléctricas • Transformadores • Estáticas • Rotativas MÁQUINAS ELÉCTRICAS • Motores • Generadores Transformador Transformador Motor Generador

9. Los Transformadores Monofásicos o trifásicos De potencia Monofásicos o trifásicos Transformadores De medida Monofásicos o trifásicos Especiales Existen distintos tipos de transformadores de potencia Los de medida pueden medir tensiones o corrientes

10. Las Máquinas Eléctricas Rotativas Monofásicos Corriente Continua Monofásicos o trifásicos Asíncronos Monofásicos o trifásicos Motores Síncronos Especiales Imanes permanentes Monofásicos o trifásicos

11. Las Máquinas Eléctricas Rotativas Gran potencia: velocidad cte. Turboalternadores (térmicas) y alterna-dores de centrales hidraúlicas Síncronos Potencia media y baja: velocidad variable Asíncronos Generadores Generadores eólicos. Alternadores micentrales hidraúlicas Corriente continua Máquinas muy poco frecuentes: aplicaciones especiales

12. El Principio de Reversibilidad Pueden funcionar como motor o como generador Todas las máquinas eléctricas rotativas son reversibles Conversión de Energía Eléctrica en Energía Mecánica Motor Conversión de Energía Mecánica en Energía Eléctrica Generador

13. Pérdidas rotacionales Pérdidas en el cobre del rotor Pérdidas en el hierro Pérdidas en el cobre del estator Balance Energético de una Máquina Rotativa ROTOR ESTATOR Potencia mecánica útil del motor (Pu) Potencia eléctrica consumida (Pe)

14. Clase de Aislamiento Temperatura máxima que el material del que está construido el aislamiento puede soportar sin perder sus propiedades. Se obtiene “ensayando el material y comparando los resultados con los de materiales patrón de efica- cia conocida” (Norma UNE-CEI)

15. Grados de Protección En la norma UNE 20-324 se establece un sistema de especificación general en función del grado de protección que se consigue en cualquier material eléctrico. El grado de protección se designa con las letras IP seguidas de tres cifras, de las cuales en las máquinas eléctricas sólo se utilizan dos. • 1ª cifra: indica la protección de las personas frente a contactos bajo tensión y/o piezas en movimiento en el interior, así como la protección de la máquina frente a la penetración de cuerpos sólidos extraños. • 2ª cifra: indica la protección contra la penetración de agua. • 3ª cifra: indicaría la protección contra daños mecánicos.

16. Protección frente a la penetración de cuerpos extraños: Primera cifra

17. Protección frente a entrada de agua

18. Placa de características • 3 Clase de corriente (alterna o continua). • 4 Forma de trabajo (motor o generador). • 5 Número de serie de la máquina. • 6 Conexión del devanado estatórico ( o ). • 7 Tensión nominal. • 8 Corriente nominal. • 9 Potencia nominal. • 10 Abreviatura de unidad de potencia (kW). • 11 Clase de servicio. • 12 Factor de potencia nominal. • 13 Velocidad nominal. • 14 Frecuencia nominal. • 15 Excitación en motores CC, Rotor en motores inducción de rotor bobinado. • 16 Tensión de Exc. en máquinas de CC. Tensión rotorica en motores de rotor bobinado. • 17 Corriente de excitación máquina CC. Corriente rotórica en motores de rotor bobinado. • 18 Clase de aislamiento. • 19 Grado de protección. • 20 Peso. • 21 Fabricante. Todas las magnitudes son NOMINALES: aquéllas para las que la máquina ha sido diseñada

19. Códigos refrigeración transformadores Según que la circulación del fluido refrigerante se deba a convección natural o forzada (impulsado por una bomba) se habla de refrigeración natural (N) o forzada (F) Las normas clasifican los sistemas de refrigeración de los transformadores según el refrigerante primario (en contacto con partes activas) y secundario ( el utilizado para enfriar al primario). Se utilizan aire, aceite natural, aceite sintético y agua.

20. X X X X Códigos refrigeración transformadores SE UTILIZAN 4 DÍGITOS COMO CÓDIGO Tipo de circulación del refrigerante secundario (N) o (F). Tipo de refrigerante secundario (A) aire, (W) agua. Ejem OFAF Tipo de circulación del refrigerante primario (N) o (F). Tipo de refrigerante primario (A) aire, (O) aceite mineral, (L) aceite sintético.

21. Códigos Refrigeración Motores IC X X X X X SE UTILIZAN 5 DÍGITOS Tipo de circulación del refrigerante secundario: 0 Convección libre, 1 Autocirculación, 6 Com-ponente independiente, 8 Desplazamiento relativo Tipo de refrigerante secundario: A aire, W agua Tipo de circulación del refrigerante primario: 0 Convección libre, 1 Autocirculación, 6 Componente independiente Ejem IC4A11 Ejem IC0A1 Tipo de refrigerante primario: A aire Tipo de circuito de refrigeración: 0 circulación libre circuito abierto, 4 carcasa enfriada exterior

22. Clase de Servicio en Maquinas Rotativas S1 -Servicio continuo:la máquina trabaja a carga constante, de modo que alcanza la temperatura de régimen permanente. S2 -Servicio temporal o de corta duración:la máquina trabaja en régimen de carga constante un tiempo breve, no se llega a alcanzar una temperatura estable. Permanece entonces para-da hasta alcanzar de nuevo la temperatura ambiente. S3, S4 y S5 -Servicios intermitentes:consisten en una serie continua de ciclos iguales, compuestos por periodos de carga constante (S3), incluyendo el tiempo de arranque (S4) o arran-ques y frenados (S5), seguidos de periodos de reposo sin que se alcance nunca una temperatura constante. S6, S7 y S8 -Servicios ininterrumpidos:similares respectiva-mente a S3, S4 y S5 pero sin periodos de reposo.