Funcionamiento Del Regulador de Velocidad

Funcionamiento del regulador de velocidad Existe una relación entre la potencia y la velocidad de la turbina. Esta relación lleva el nombre de estatismo y se ha representado en la Figura 5.35a. La curva de estatismo de un alternador nos da la variación de su velocidad, en definitiva de su frecuencia, cuando pasa de la marcha en vacío a la plena carga, definida por su potencia asignada Pn. Esta línea es sensiblemente recta. El punto A corresponde a la marcha en vacío y la frecuencia del generador es f1. El punto B corresponde a la potencia máxima (asignada) del generador y la frecuencia es f2. La frecuencia asignada se toma como la frecuencia media: y con ello se define el estatismo por el cociente:

El valor anterior suele expresarse en tanto por ciento y rara vez excede el 4%. (Desde el punto de vista del generador δr debe ser lo mas grande posible y desde el punto de vista de la demanda lo mas pequeño posible). En la situación del ejemplo tratado antes, inicialmente la máquina desarrollaba una potencia Pa correspondiente a un frecuencia fa; al aumentar la potencia demandada a un valor Pb > Pa, el generador reduce ligeramente su velocidad, dando lugar a una frecuencia fb < fa. De la Figura 5.35b se obtienen las siguientes relaciones:

donde K se denomina constante del regulador o también potencia regulante y se mide en MW/Hz. Esta constante está relacionada con el estatismo por la relación: Esta expresión permite calcular la frecuencia de trabajo en función de la potencia suministrada por la máquina. Un regulador de velocidad con estatismo nulo se denomina regulador astático, y la respuesta frecuencia-potencia correspondiente es una recta horizontal (véase Fig. 5.36). Esta característica astática representaría un regulador que mantendría la velocidad (frecuencia) del generador constante para cualquier potencia suministrada por la máquina. Indudablemente, esta característica sería ideal para un generador que actuara aisladamente; sin embargo, esta característica crea una indeterminación en el reparto de potencias cuando se tienen alternadores acoplados en paralelo, lo que resulta indeseable. Prácticamente ocurriría que una de las máquinas se haría cargo de toda la potencia mientras que la otra quedaría descargada. El regulador de velocidad efectúa un control primario, que debe ser corregido por un dispositivo especial (motor de control) que devolverá la frecuencia a su valor asignado o nominal; es, en definitiva, una corrección que constituye la regulación secundaria. Si trazamos en la Figura 5.37 la curva de estatismo del alternador, antes de la acción del motor de control y otra después, notaremos que la curva de estatismo está desplazada paralelamente a ella para trasladarse de la primera posición a la segunda. Inicialmente la máquina trabajaba con la curva de estatismo AB, el régimen de funcionamiento estaba representado por el punto C suministrando la potencia P a la frecuencia asignada fn. Al aumentar la potencia eléctrica demandada a un nuevo valor P' > P, el nuevo punto de funcionamiento (sin actuar el dispositivo de regulación secundaria) sería el D, que correspondería a la frecuencia f’. Al actuar sobre el motor de control se consigue obtener una nueva curva de estatismo A'B' paralela a la original, de tal modo que el nuevo punto de equilibrio es el C’ suministrando la máquina la nueva potencia P’ a la frecuencia asignada fn. En definitiva, la acción del motor de control permite mantener la frecuencia asignada de consigna para cualquier potencia suministrada por el alternador.