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Eccentricity in salient poles synchronous generators (SPSG) is a failure mode that requires particular attention due to its possible catastrophic consequence. To diagnose it, specialists have focused on the frequency spectrum of the stator current, obtained from the Fast Fourier Transform (FFT). Other techniques, such as transient current analysis, flux and vibration have proven to be valuable sources of information. The paper aims to illustrate the state of the art on the diagnosis of eccentricity in SPSG and proposes a new state variable for the diagnosis of this failure mode with the asset in service. As a result of the work on the technology and the theoretical research carried out, it is concluded that it is possible to diagnose the eccentricity of the electric generator from the behavior of the neutral current of the machine in operation. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

La excentricidad en los generadores sincrónicos de polos salientes (GSPS) es un modo de fallo que requiere de una atención particular producto a su posible consecuencia catastrófica. Para diagnosticarla, los especialistas se han centrado en el espectro de frecuencia de la corriente del estator, obtenido por la Transformada Rápida de Fourier (FFT). Otras técnicas como el análisis de la corriente en transitorios, el flujo y las vibraciones, han probado ser fuentes de información valiosa. La publicación persigue ilustrar el estado del arte sobre el diagnóstico de la excentricidad en los GSPS y propone una nueva variable de estado para el diagnóstico de este modo de fallo con el activo en servicio. Como resultado del trabajo sobre la tecnología y la investigación teórica realizada, se concluye que es posible diagnosticar la excentricidad del generador eléctrico a partir del comportamiento de la corriente por el neutro de la máquina en operación.

Dado que la máquina sincrónica en su funcionamiento como generador constituye un elemento vital en los sistemas eléctricos de potencia, el desarrollo de programas y técnicas de mantenimiento predictivo, a fin de identificar y solucionar problemas en la máquina antes de que se produzcan daños irreversibles en la misma es prioridad. A continuación se establece una metodología para detectar fallas incipientes en rodamientos de un generador sincrónico de prueba a través de máquinas de vectores de soporte (SVM por sus siglas en inglés). Se presenta el análisis de las corrientes de fase, utilizando métodos variados para la reducción de los datos y algoritmos de aprendizaje automático basados en las máquinas de vectores de soporte como elemento clasificador de datos; a fin de obtener un modelo que sea capaz de discriminar la condición de una máquina, en cuanto a fallas mecánicas se refiere. El entrenamiento de las máquinas de vectores de soporte para obtener los criterios de clasificación se ejecutó utilizando los comandos para SVM de MatLab, las funciones que brinda este software permitieron: el entrenamiento, la optimización y la posterior validación de los clasificadores. Los resultados obtenidos demostraron que el método aplicado basado en la SVM posee una buena capacidad de reconocimiento de fallas presentadas en los diferentes componentes del rodamiento, para distintas condiciones de operación.

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That the electromagnetic torque is who mainly brakes the mechanical power applied by the primary motor it is professionally of total knowledge, but anything practical it is made to reduce its negative effect, because this is accepted for more than one century like something inherent to the electric generator, it is certain that this you cannot avoid, but it is practical and theoretically possible to minimize its noxious effect. Modifying the main magnetic circuit of the synchronous generator is possible to minimize the antagonistic torque electromagnetic, main cause of the enormous consumption mechanic energy of the generator synchronous commercial necessary today; in the present its validity is demonstrated like potential way to saving of primary energy by means of parameters in the physically measured practice, as well as mathematically using equations, theorems and laws of the electric engineering; we continue developing new variants in our University. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Contexto: Las funciones de protección de un grupo generador-transformador deben garantizar su vida útil cuando se presenta una condición de operación anormal, de esta manera se mejora la confiabilidad del servicio de energía eléctrica en el sistema eléctrico de potencia. Cuando la relación V/Hz del grupo se incrementa puede presentarse saturación en el núcleo magnético, induciendo un flujo de dispersión en los componentes no laminados que no están diseñados para conducirlo y puede ocurrir un daño en segundos; razón por la cual, estas máquinas se protegen con la función de protección (FDP) ANSI 24. Metodología: Este artículo presenta la teoría que justifica la implementación de la FDP ANSI 24 en un grupo generador-transformador y la metodología para calcular cada uno de sus parámetros de ajuste en un relé multifuncional Siemens 7UM62. La originalidad del artículo radica en que se explica su diagrama lógico de decisión de una manera clara y detallada, identificando las señales de entrada: ajustes, analógicas y binarias, y sus señales de salida. Este diagrama lógico se organizó en 3 subdiagramas para facilitar su comprensión e identificar las causas que originan sus salidas de alarmas, arranque, disparos o bloqueo. Resultados: Se obtuvo el diagrama de decisión detallado de la FDP ANSI 24, se describieron los criterios de ajuste de entrada de cada uno de los parámetros de ajustes y un procedimiento detallado para calcular cada uno. También, se obtuvieron los resultados numéricos de todos los ajustes para el grupo generador-transformador de la Unidad 1 de la Central Hidroeléctrica de Salvajina. Conclusiones: Se recomienda para una mayor precisión en los parámetros de ajuste obtener la característica de calentamiento V/Hz real o entregada por el fabricante de los equipos a proteger.

Este artículo presenta los resultados de la implementación de una metodología para la estimación de los parámetros eléctricos de un generador sincrónico basada en mediciones de laboratorio y utilizando métodos de optimización no lineal, con la finalidad de mejorar la representación de la máquina sincrónica que podría ser utilizada en estudios de sistemas eléctricos de potencia. Para ello se realizaron pruebas bajo la Norma IEEE 115 en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas de la Escuela Politécnica Nacional. Estos parámetros obtenidos constituyen el punto de partida para la herramienta de estimación de parámetros que ayudará a sintonizar la respuesta de la máquina. Luego, se aplica una perturbación eléctrica a la máquina para obtener una respuesta experimental en forma de oscilograma. La perturbación se replica en MATLAB-Simulink para obtener la respuesta simulada de la máquina en la forma de un oscilograma. La etapa final utiliza como recurso la herramienta de identificación de parámetros de MATLAB-Simulink para sintonizar los parámetros eléctricos al modelo de la máquina sincrónica. Con la aplicación de esta metodología se encuentra que la respuesta simulada del generador sincrónico mejora y reproduce adecuadamente los valores medidos.

This paper presents the theory and methodology for the adjustment of the negative sequence current protection function (PF) ANSI 46 of a synchronous generator with poles and poles, for a multifunctional relay SIEMENS 7UM62 that uses for its logic of decision the curve of time of heating allowed of the machine before the increase of the magnitude of negative sequence Also the consequences and the damages that can be caused by the excess of current of negative sequence circulating by the stator of the generator are explained. In addition, its functional diagram is illustrated by identifying its input signals: data (settings), analog and binary signals; It also describes in detail its decision process and exit signals. This logical diagram was divided into 3 sub-diagrams to identify the causes that originate their outputs: alarms, startup, firing or blocking, this way of illustrating the process by stages allows greater clarity, since the explanation process is more didactic than the one presented by the manufacturer in the manual. As an example of an illustration, the calculations of the adjustment criteria of the ANSI 46 PF applied to a salient pole generator from Unit 1 of the Salvajina Hydroelectric Plant are presented in detail. This protection function protects the machine by heating load imbalance and asymmetric faults. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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El control por pendiente garantiza la regulación de frecuencia y el reparto de potencia activa entre los inversores de una microrred aislada, sin embargo, introduce desviaciones respecto a la frecuencia de referencia. Cuando un generador adicional basado en inversores se conecta a la microrred se reduce la desviación en frecuencia y se aumenta la capacidad de potencia de todo el sistema; lo mismo ocurre cuando se interconectan microrredes en modo isla. El control por pendiente ha mostrado ser efectivo en microrredes basadas en inversores, sin embargo, cuando uno o más generadores sincrónicos se conectan directamente a la microrred, cambian las condiciones de dicho control. Para analizar que ocurre cuando se interconectan microrredes en modo isla se analizan los casos cuando ambas microrredes constan únicamente de inversores, y cuando una microrred o ambas tienen al menos un generador sincrónico. De esta manera, los resultados de simulación presentados demuestran las mejoras de la regulación de frecuencia utilizando el aumento de inercia de microrredes Interconectadas.

Droop control guarantee frequency regulation and power sharing among the inverters in an islanded microgrid, however, frequency deviations are introduced respect to reference values. When an aditional distributed generator base on inverters is connected to the microgrid, such deviations are reduced and the power capacity of the system is improved; same way happens when islanded microgrids are interconnected. Droop control has shown to be effective in inverter based microgrids, however, when one or more synchronous generators are directly connected to the microgrid the conditions of the controller change. To analaize what happen when islanded microgrids are interconected different cases are considered: first when both microgrid are based only in inverters and other case in which one microgrid has at least one synchronous generator. In this way, the simulation results show the regulation frequency improvements using the inertia increase of networked microgrids. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

This paper presents the state of the art on system identification applied to excitation systems. First, general overviews about system identification and excitation systems for synchronous generators are presented, highlighting the unique characteristics imposed by the excitation systems in an identification process. Then, a bibliographic classification method based on the excitation system characteristics was designed, which provides a results matrix condensing the topics addressed by more than 40 reviewed publications. From the results analysis the state of the art in excitation system identification was established, and open research areas in the topic were recognized.Este artículo presenta el estado del tema en identificación de sistemas aplicada a sistemas de excitación. Primero se presenta una visión general de identificación de sistemas y de los sistemas de excitación de generadores sincrónicos, resaltando las características impuestas por los sistemas de excitación en un proceso de identificación. Luego se presenta el diseño de un método de clasificación basado en las características de los sistemas de excitación. El resultado del método es una matriz que condensa los asuntos discutidos en más de 40 publicaciones. El estado se establece desde el análisis de los resultados y adicionalmente se reconocen áreas abiertas de investigación en la identificación de sistemas de excitación.Este artigo apresenta o estado do tema em identificação de sistemas aplicada a sistemas de excitação. Primeiro apresenta-se uma visão geral de identificação de sistemas e dos sistemas de excitação de geradores sincrónicos, realçando as características impostas pelos sistemas de excitação em um processo de identificação. Depois se apresenta o desenho de um método de classificação baseado nas características dos sistemas de excitação. O resultado do método é uma matriz que condensa os assuntos discutidos em mais de 40 publicações. O estado estabelece-se desde a análise dos resultados e adicionalmente reconhecem-se áreas abertas de investigação na identificação de sistemas de excitação.

Esta investigación propone una solución al problema del control de la potencia reactiva en sistemas eléctricos de potencia, en donde los generadores sincrónicos pueden operar como compensadores de potencia reactiva durante, máxima y mínima demanda. La operación de los generadores sincrónicos estará limitada por su curva de cargabilidad dada por el fabricante del equipo. El despacho de potencia reactiva tomará en cuenta las líneas de transmisión, según la hora del día.

This paper presents the state of the art on system identification applied to excitation systems. First, general overviews about system identification and excitation systems for synchronous generators are presented, highlighting the unique characteristics imposed by the excitation systems in an identification process. Then, a bibliographic classification method based on the excitation system characteristics was designed, which provides a results matrix condensing the topics addressed by more than 40 reviewed publications. From the results analysis the state of the art in excitation system identification was established, and open research areas in the topic were recognized. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

In this work, a black-box model for the estimation of the rotor angle of a synchronous generator is developed by using voltage and current measurements at the terminals. The model is based on neural networks of the multilayer perceptron (MLP) type. From time-domain simulations for a basic power system, which consists of a generator connected to an infinite bus bar, voltage and current records are collected, which are used as a database to train and validate the neural network that is proposed for the estimation of the rotor angle. It is found that the neural-network based model adapts itself very well to the classic model of the generator, exhibiting a mean square error of 1x10-10. The results show the validity of the estimation method and foster its potential use for stability studies of the synchronous generator. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

In this paper, we make an evaluation of the complete ground-fault protection of the stator of synchronous generators by use of the subharmonic injection method. Firstly, we describe two approaches for the complete protection of the stator: the third harmonic method and the method of subharmonic injection. Secondly, we analyze the error in the determination of the ground-fault resistance for an 11.4 kV synchronous generator from the consideration of various operating conditions. This error is related to the type of voltage transformers being used, the occurrence of signal noise, the digitalization process, and variations in the numerical values of the required parameters. Lastly, we show that the subharmonic injection method is very useful for the determination of the ground-fault resistance and performs well for the complete protection of the stator. [ABSTRACT FROM AUTHOR]