Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

4.10 Transitorios (oscilaciones momentáneas) en los generadores síncronos 189
Una vez que termina, la corriente sigue disminuyendo a una tasa menor, hasta que por fin alcanza su
estado estacionario. El periodo en el que disminuye a una tasa menor se llama periodo transitorio
y el momento después de que alcanza su estado estacionario se conoce como periodo en estado
estacionario.
Si se hace una gráfica de la magnitud rms del componente de ca de la corriente en función del
tiempo en una escala semilogarítmica, es posible observar los tres periodos de la corriente durante la
falla. Esta gráfica se muestra en la figura 4-46. Con base en ella es posible determinar las constantes
de tiempo de las caídas en cada periodo.
I, A
(escala
logarítmica)
Periodo subtransitorio
Periodo transitorio
Periodo
en estado
estacionario
t (lineal)
FIGURA 4-46 Gráfica semilogarítmica de la magnitud del componente de
ca de la corriente de falla en función del tiempo. Con esta gráfica se pueden
determinar las constantes de tiempo subtransitorias y transitorias del generador.
La corriente rms de ca que fluye en el generador durante el periodo subtransitorio se llama
corriente subtransitoria y se denota con el símbolo I0. Los devanados de amortiguamiento (en el
capítulo 5 se estudian los devanados de amortiguamiento) en un generador síncrono causan esta corriente.
La constante de tiempo de la corriente subtransitoria tiene el símbolo T0 y se puede calcular
con base en la pendiente de la corriente subtransitoria de la figura 4-46. A menudo, esta corriente es
10 veces el valor de la corriente de falla en estado estacionario.
La corriente rms de ca que fluye dentro del generador durante el periodo transitorio se llama
corriente transitoria y se denota con el símbolo I9. Esta corriente la causa un componente de cd de
la corriente inducida en el circuito de campo en el momento del corto. Esta corriente de campo incrementa
el voltaje interno generado y causa un incremento en la corriente de falla. Debido a que la
constante de tiempo del circuito de campo de cd es mucho más grande que la constante de tiempo de
los devanados de amortización, el periodo transitorio dura mucho más que el periodo subtransitorio.
Esta constante de tiempo tiene el símbolo T9. La corriente rms promedio durante el periodo transitorio
a menudo es mucho mayor que 5 veces la corriente de falla en estado estacionario.
Después del periodo transitorio, la corriente de falla alcanza la condición de estado estacionario.
La corriente en estado estacionario durante una falla se denota con el símbolo I ss . Está dada
aproximadamente por el componente de frecuencia fundamental del voltaje interno generado E A
dentro de la máquina dividido entre su reactancia síncrona:
I ss
E A
X S
estado estacionario (4-31)
La magnitud rms de la corriente de falla de ca en un generador síncrono varía continuamente en
función del tiempo. Si I0 es el componente subtransitorio de la corriente en el momento de la falla,
I9 es el componente transitorio de la corriente en el momento de la falla e I ss es la corriente de falla
en estado estacionario, entonces la magnitud rms de la corriente en cualquier momento después de
la falla en las terminales del generador es
I(t) (I – I )e –t/ T (I – I ss )e –t/ T I ss (4-32)