Generadores síncronos en paralelo Enviado por José por José Sarango
1.
Resumen
2.
Introducción
3.
Generadores síncronos en paralelo
4.
Condiciones requeridas
5.
Procedimiento Procedimien to para conectar los generadores
6.
Puesta a carga
7.
Esquema alternador síncrono real
8.
Conclusiones
9.
Referencias
Resumen En el presente ensayo ensayo se se trata de dar a conocer con detalle todo lo relacionado sobre los generadores síncronos. Como la parte más importante !e se abordara en el presente doc!mento será de e"plicar de #orma clara la importancia !e tiene la p!esta en paralelo de los alternadores$ s!s %enta&as$ y des%enta&as de los mismos$ c!idados !e se debe tener$ además s!s aplicaciones en la ind!stria ind!stria$$ !e protecciones se deben tomar$ s! principio de #!ncionamiento$ dise'o dise'o y y es!emas. PAA!RAS CA" C A"E E( alternador$ paralelo$ sincronia.
Introducción )as grandes cantidades de energía !e se re!ieren para abastecer la demanda de las ci!dades y de la poblaci*n poblaci*n en en general +an lle%ado a generar alternati%as para lograr satis#acer el gran incremento an!al de cons!mo cons!mo.. ,ebemos tener presente !e los generadores síncronos no se !tili-an en acoplamientos en serie por presentar poco inters inters práctico práctico por!e no se los podría acoplar #ácilmente sin tener !e apagar todos el sistema y además por!e el #!ncionamiento es inestable. En este tema de in#ormaci*n in#ormaci*n$$ s*lo nos re#eriremos al acoplamiento en paralelo. El acoplamiento de los alternadores res!lta más comple&o !e el de las dínamos$ debido a la presencia de !na n!e%a característica$ la #rec!encia$ c!yo %alor %alor debe debe ser se%eramente ig!al para todos los alternadores ya !e si no se da esto prod!cirá !n da'o da'o en en la má!ina. En la act!alidad es raro encontrar la e"istencia de !n alternador /nico !e de manera aislada alimente s! propia carga. Esto s*lo se lo p!ede encontrar en aplicaciones tales como los generadores de emergencia. Con ob&eto de me&orar el parámetro de r endimiento y #iabilidad del sistema$ las di#erentes centrales están conectadas entre sí en paralelo$ por medio de líneas de transporte y distrib!ci*n distrib!ci*n.. )a red red así así constit!ida representa !n generador gigantesco en el !e prácticamente la tensi*n y la #rec!encia se mantienen
constantes. Esto se debe a !e sobre esta gran red 0barras in#initas$ la introd!cci*n de !n n!e%o generador no altera los parámetros básicos anteriores$ por representar !na potencia m!y red!cida #rente al con&!nto total.
Generadores síncronos en paralelo )a principal di#erencia entre los di#erentes tipos de generadores síncronos$ se enc!entra en s! sistema de alimentaci*n en contin!a para la #!ente de e"citaci*n sit!ada en el rotor. eg!ramente todos nos planteamos la preg!nta or ! la !tili-aci*n de los alternadores en paralelo !es la resp!esta seria !e %arios alternadores o generadores p!eden alimentar !na carga más grande !e !na sola má!ina. Como se menciono bre%emente en la introd!cci*n el tener %arios generadores incrementa la con#iabilidad del sistema de potencia$ debido a !e la #alla de c!al!iera de ellos no ca!sa la prdida total de potencia en la carga. ener %arios generadores !e operan en paralelo permite separar !no o más de ellos para cortes de potencia y mantenimientos pre%enti%os. i +acemos !n análisis simple %emos !e al !sar !n solo generador y este operar cerca de plena carga$ entonces será relati%amente ine#iciente. Con %arios generadores más pe!e'os traba&ando en paralelo$ es posible operar s*lo !na #racci*n de ellas. )as !e están operando lo +acen casi a plena carga y por lo tanto de manera más e#iciente
Condiciones requeridas
•
ara conectar generadores en paralelo es necesario tener m!y en c!enta alg!nos aspectos para el correcto #!ncionamiento y de esta manera e%itar c!al!ier tipo de problemas tales como !e los generadores se da'en se%eramente y !e la carga pierda potencia dic+os aspectos se e"plican a contin!aci*n "olta#es iguales i los %olta&es de los generadores no son e"actamente ig!ales$ +abrá !n #l!&o de corriente m!y grande c!ando se cierre el interr!ptor. ara e%itar este problema$ cada !na de las tres #ases debe tener e"actamente la misma magnit!d de %olta&e y áng!lo de #ase !e el cond!ctor al !e se conectara. En otras palabras$ el %olta&e de #ase a debe ser e"actamente ig!al al %olta&e en la #ase a y así en #orma s!cesi%a para las #ases bb y cc. : tambin +ay !e aseg!rarse de ser ig!ales los %olta&es de línea rms.
Frecuencias iguales Las frecuencias de los 2 o más generadores al igual que los voltajes deben ser las mismas ya que se ocasionarían graves problemas, esto lo podemos visualizar en las siguientes gracas: La primera graca tiene 6 !" y un voltaje fase de #2v
$ig% # &raca del voltaje #2', 6!z La siguiente graca tiene () !" apenas 2 !" menor que la anterior y el mismo voltaje de fase
$ig% 2 &raca del voltaje #2', ()!z
* en la síguete graca podemos ver la el resultado de que sucedería si ponemos a funcionar el generador a frecuencias diferentes +6!" y () !"
$ig% - .iferencia de frecuencias 2!z% /omo se puede ver en la graca resultante de la suma de las ondas a distintas frecuencias y al mismo voltaje se obtiene a la s alida un voltaje totalmente distorsionado y con una frecuencia igual a la diferencia entre el valor de las frecuencias de las dos primeras ondas lo cual nos ocasionaría grandes problemas en la carga $%$ Secuencias de fase )os dos generadores deben tener la misma sec!encia de #ase.
;ig.4 ec!encia de #ases
. i se conectan los generadores de esta manera$ no +abrá problema con la #ase a$ pero #l!irá enormes corrientes en las #ases b y c$ lo !e da'ara ambas má!inas. $%& Similares características constructivas
Procedimiento para conectar los generadores En este p!nto com/n mente llamo p!esta en paralelo de generadores se deben seg!ir alg!nos pasos y preca!ciones para el optimo #!ncionamiento de estas ma!inas síncronas. &%' Poner en funcionamiento el generador a conectar En este p!nto se pone en #!ncionamiento el generador !e se desea colocar en paralelo esto conlle%a a lle%arlo a s! %elocidad síncrona 0ig!alando de esta manera #1?#2 e ig!alando el %alor de s!s %olta&es$ otra condici*n es la sec!encia de #ase del generador en apro"imaci*n se debe comparar con la sec!encia de #ase del sistema en operaci*n. ara aseg!rarnos de c!mplir estas condiciones y de las e"p!estas en p!ntos anteriores se indican alg!nos mtodos a contin!aci*n &%( Secuencia de fases
@tra condici*n es la sec!encia de #ase del generador en apro"imaci*n se debe comparar con la sec!encia de #ase del sistema en operaci*n. ara aseg!rarnos de c!mplir esta condici*n y de las e"p!estas en p!ntos anteriores se indican alg!nos mtodos a contin!aci*n E"isten m!c+as #ormas de comprobar esto !na de ellas es conectar alternati%amente !n pe!e'o motor de ind!cci*n a los terminales de cada !no de los dos generadores. i el motor gira en la misma direcci*n en ambas ocasiones$ entonces la sec!encia de #ase es la misma en ambos generadores. i el motor gira en direcciones op!estas$ entonces las sec!encias de #ase son di#erentes y se deben in%ertir dos de los cond!ctores del generador en apro"imaci*n. @tro mtodo más simple !n$ para medir la sec!encia es el !so de !n sec!encimetro$ el mismo !e p!ede ser electr*nico o !n electromecánico$ pero ambos sig!en el mismo principio de el motor de ind!cci*n e"p!esto anteriormente &%$ Sincroni)ación de los generadores Este p!nto es el de mayor importancia c!anto se trata de generadores en paralelo$ es por eso !e se antes de poner en #!ncionamiento los dos o más generadores debemos +acer alg!nas pr!ebas para aseg!rarnos de s! correcta sincronía &%$%' El método de las *l+mparas de fase apagadas*
;ig. 5 incroni-aci*n( )ámparas apagadas Este mtodo consiste en conectar las lámparas entre <
;ig.6 ,i#erencia de potencial en las lámparas. &%$%( El método de las *luces rotantes o encendidas*
;ig. 7 incroni-aci*n( )ámparas encendidas )as di#erencias de potencial entre lámparas %arían en m*d!lo si las %elocidades de rotaci*n son di#erentes. C!ando están en sincronismo la lámpara <
;ig. 8 ,i#erencia de potencial D contin!aci*n se indica !n es!ema con todas estas características &!ntas En la gra#ica se p!ede %er !n %oltímetro llamado %oltímetro cero$ se lo coloca como se indica en el es!ema entre la misma #ase y recibe s! nombre debido a !e c!ando indica !n %alor de cero %oltios el generador esta en sincronía
;ig.9 nstrimentos para la p!esta en paralelo del generador. &%$%$ ,so de un Sincronoscopio
;ig.1= incronoscopio de l!ces encendidad. Entre los principales están los de ag!&a y los electr*nicos
;ig.11 incronoscopio de ag!&a.
Puesta a carga En !n alternador !na %e- !e tiene las rpm deseadas lo !e conlle%a a la #rec!encia de red y la tensi*n a&!stada a la de ser%icio$ al aplicársele carga e"istirá !na caída de tensi*n !e deberá ser compensada con !na mayor e"citaci*n y mantener la tensi*n de operaci*n de #orma a!tomática o de #orma man!al$ de la misma #orma al as!mir carga 0FG la ma!ina motri- necesitara compensar la caída de %elocidad del mismo modo de la tensi*n ,e la misma #orma !n alternador !e pierde carga tendrá !e +acer a&!stes de %elocidad y de %olta&e$ de no +aces esto podríamos pro%ocar grandes da'os a la ma!ina$ como !n embalamiento y todos los problemas !e acarrea dic+a sit!aci*n. )a carga en !n alternador implica a&!ste de %olta&e y a&!ste de %elocidad. En caso de alternadores en paralelo$ !na %e- traba&ando sincroni-adamente el a&!ste de tensi*n será controlada por !n compensador en c!adrat!ra$ !e irá a mantener el ; 0#actor de potencia lo c!al implica !n c!idado especial del mismo modo las cargas entre los alternadores será controlada por el tor!e de la ma!ina al ser a&!stado el control de %elocidad D contin!aci*n se e"plican más detalladamente alg!nos casos !e p!eden s!ceder en la p!esta a carga de los generadores( e considera el caso de !na má!ina$ conectada a barras sobre las c!ales e"isten ya traba&ando otras má!inas$ tales !e s!s potencias son m!y s!periores a la primera$ de manera !e sta no p!ede alterar la tensi*n de barras$ por esto se considera ! ? cte. y se dice sobre barras in
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