Fundamentos de Máquinas Síncronas y Sistemas Eléctricos de Potencia

1. Fundamentos de Máquinas Síncronas

• E_i vs I: E_i = jX_iI, E_σ = jX_σI → ambas ADELANTAN 90° a I (⇄ I atrasa 90° a ellas).
• Carga vs U_f:
  • Inductiva: I atrasa U, desmagnetiza, E_r < E₀, U ↓↓.
  • Resistiva: I en fase con U, E_r < E₀ (caída pequeña), U ↓ poco.
  • Capacitiva: I adelanta U, magnetiza, E_r > E₀, U ↑.
• Vacío y Cortocircuito:
  • Vacío (I=0): Sin ángulo de I; U_f = E₀ = E_r.
  • Cortocircuito (U_f=0): I_cc atrasa 90° a E₀.

2. Excitación y Ángulos

• Sobre/subexcitado puro (P=0):
  • Sobreexcitado: φ = +90°, E₀ > U, Q_gen > 0 máx, δ = 0.
  • Subexcitado: φ = −90°, E₀ < U, Q_gen < 0 máx, δ = 0.
• Definición de ángulos:
  • φ = φ_U − φ_I → φ > 0 (I atrasa/inductivo) / φ < 0 (I adelanta/capacitivo).
  • δ = φ_E0 − φ_U → δ > 0 si P > 0 (E₀ siempre adelanta a U si hay P).

3. Líneas Eléctricas y Efectos

• Ferranti (línea en vacío): I final adelanta a U final.
• Carga inductiva al final: I atrasa U → ΔU > 0.
• Carga capacitiva al final (aérea): I adelanta U → ΔU < 0.

4. Construcción y Funcionamiento

• Rotor (inductor, CC) vs Estátor (inducido, CA):
  • Rotor cilíndrico/polos lisos: v ↑ (turboalternador, gas).
  • Polos salientes: v ↓ (hidráulica).
• Ferraris: 3 devanados a 120º + corrientes a 120º → B de módulo cte que gira a n_s = 60f/p.
• Devanado amortiguador: Auxiliar, solo transitorio → amortigua oscilaciones, estabiliza, permite arranque asíncrono en motor síncrono.

5. Ecuaciones y Parámetros

• E₀ = 4.44 · N · f · Φ_max → E₀ = f(I_exc, Ω): ↑I_exc → ↑E₀, ↑Ω → ↑E₀.
• Reacción de inducido: E_i = jX_i·I, E_σ = jX_σ·I, caída resistiva = R·I.
• E₀ = U_f + (R + jX_s)·I (donde X_s = dispersión + reacción inducido).

6. Regulación y Mercado Eléctrico

• Mercados: Diario e intradiario (SPOT) gestionados por OMIE.
• Operación (REE): Adapta programas a necesidades reales (restricciones, secundaria, terciaria, desvíos).
• Regulación:
  • Primaria (FCR): Automática, obligatoria, sin remunerar.
  • Secundaria: Automática, voluntaria, remunerada.
  • Terciaria: Manual, obligatoria, remunerada por uso.

7. Facturación y Tarifas

• Componentes: Energía activa, término de potencia, excesos de potencia y reactiva.
• Excesos: Medidos en cuartos de hora (Pd).
• Tarifas: 2.0 y 3.0 (baja tensión).