SINCRONIZACIÓN DE ALTERNADORES TRIFÁSICOS. 1) NECESIDADES PARA LA CONEXIÓN EN PARALELO DE GENERADORES SÍNCRONOS TRIFÁSICOS.
Varios generadores pueden alimentar mas carga que uno solo. Con varios generadores, se aumenta la confiabilidad del sistema, puesto que si alguno de ellos falla, no se suspende totalmente el suministro de potencia a la carga. Cuando hay varios generadores funcionando en paralelo, se puede desconectar uno o más de ellos, para mantenimiento preventivo o simplemente por que no se requiere que esté funcionando. Si se usan varias máquinas, es posible utilizar alguna o algunas de ellas, trabajando muy cerca de su potencia nominal y de esta manera su trabajo será más eficiente.
2) CONDICIONES PARA LA CONEXIÓN EN PARALELO. En la figura figura se muestra un diagrama, en el que un generador (G2) llamado generador entrante, se va a conectar en paralelo con un generador (G1), mismo que se encuentra suministrando potencia a un sistema eléctrico.
G1
M
S 1 G2
M
V
Hz
Hz
V
2 3 A
+120 V cd Carga
Las condiciones para la conexión son las siguientes: siguientes : 1. Los voltajes de línea de los dos generadores deben ser iguales. 2. Los dos generadores deben deb en tener la misma secuencia de fases. 3. La frecuencia del generador entrante debe ser ligeramente más alta que la frecuencia del sistema en funcionamiento. Una vez cumplidas estas condiciones, el interruptor trifásico de conexión en paralelo (s) puede cerrarse. 3) PROCEDIMIENTO PARA LA CONEXIÓN EN PARALELO. Considerando el diagrama de conexión anterior, se procederá a realizar la sincronización del generador (G2) con el generador (G1), por el método llamado “lámparas apagadas”.
1. La corriente de excitación del (G2), debe ajustarse hasta que su voltaje de línea (V2), sea igual al voltaje del sistema (V1). 2. Verificar que la secuencia de fases del (G2) sea igual a la secuencia del sistema. Una manera de verificarla, es observando las lámparas. Si las lámparas encienden y apagan en al mismo tiempo, indica que la secuencia de fases es la misma en los dos generadores. Si las lámparas encienden y apagan en forma alternativa, indica que la secuencia de fase del generador entrante es diferente. Cuando existe diferencia en la secuencia de fase, se debe de invertir dos cualesquiera de las terminales de T1, T2 o T3 del generador entrante conectadas al interruptor de conexión en paralelo (s). De esta manera, la secuencia de fases será igual. 3. Se ajusta la frecuencia de (G2), a un valor ligeramente mayor que la del sistema, con la finalidad de que cuando se conecte, entregue potencia en lugar de tomarla de la línea como lo haría un motor. Cuando casi se igualan las frecuencias, los voltajes de (G2) y del sistema, cambiaran de fase entre sí muy lentamente y se podrán observar los cambios de fase en las lámparas; cuando hay igualdad de fase, las lámparas se apagan, en ese momento la diferencia de voltaje entre ellas es cero, de manera que en ese instante puede cerrarse el interruptor de sincronización. 4. Para que el generador entrante suministre potencia al sistema, es necesario aumentar la potencia potencia del motor primario, pudiéndose dividir la carga entre ellos en proporción a sus capacidades. Se hace la división correcta de carga entre los generadores, aumentando la potencia en uno y disminuyéndola en el otro. De esta forma se mantiene constante la frecuencia del sistema mientras que la carga se desplaza de un generador a otro. En los sistemas grandes de potencia el procedimiento de sincronización se realiza automáticamente.
4) FUNCIONAMIENTO DE GENERADORES EN PARALELO CON GRANDES SISTEMAS DE POTENCIA. En la figura se muestran un generador en paralelo con un sistema eléctrico (CFE). Sistema (Bus infinito)
Carga
Generador
Un bus infinito es un sistema de potencia tan grande que ni su voltaje ni su frecuencia varían, es decir permanecen constantes. De tal manera que nada de lo que haga el operario tendrá mucho efecto en todo el sistema. En conclusión: 1. La frecuencia y el voltaje son controlados por el sistema. 2. La velocidad del generador controla la potencia real que qu e entrega al sistema. 3. La corriente de excitación controla la potencia reactiva qu e entrega al sistema. 5) FUNCIONAMIENTO DE GENERADORES EN PARALELO CON OTROS GENERADORES DE IGUAL CAPACIDAD. En la figura se muestran dos generadores en paralelo alimentando a una carga. Generador 1
Generador 2
Carga
La limitación básica consiste en que la suma de las potencias real y reactiva entregadas por los generadores deben ser igual a la potencia real y reactiva que exige la carga. Ni la frecuencia del sistema ni la potencia de alguno de los generadores se obligan a permanecer constantes. En conclusión: 1. La frecuencia del sistema se controla, sin afectar a la potencia real, aumentando o disminuyendo al mismo tiempo la velocidad de los dos generadores. 2. El voltaje del sistema se controla, sin afectar a la potencia reactiva, aumentando o disminuyendo al mismo tiempo la corriente de excitación de los dos generadores. 3. Para controlar la distribución de potencia real entregada por los dos generadores, sin afectar la frecuencia del sistema, se aumenta la velocidad del generador entrante y al mismo tiempo se disminuye la velocidad del otro generador. 4. Para controlar la distribución de potencia reactiva entregada por los dos generadores, sin afectar la el voltaje del sistema, se aumenta la corriente de excitación del generador entrante y al mismo tiempo se disminuye la corriente de excitación del otro generador. 6) PROBLEMAS DE ESTABILIDAD EN LOS GENERADORES SÍNCRONOS.
estabilidad del generador síncrono son las oscilaciones . El problema de estabilidad Los generadores generadores síncronos que trabajan en paralelo tienen a veces tendencia a oscilar . Si el par motor que se aplica es pulsatorio , tal como el producido producido por un motor diesel , el rotor del generador puede ser impulsado periódicamente periódicamente hacia adelante y hacia atrás de su posición posición normal según según está girando girando . Estas oscilaciones oscilaciones hacen que la carga se desplace desplace de un generador generador a otro . En algunos algunos casos , esta oscilación de potencia se hace suficientemente acumulativa y violenta para hacer que el generador pierda el sincronismo. La tendencia tendencia a oscilar que tienen los generadores movidos por motores diesel, se puede reducir mediante un pesado volante que disminuye las variaciones de par. En algunos arrollamiento amortiguador amortiguador que consiste en conductores en generadores se coloca un arrollamiento corto circuito introducidos introducidos sobre la superficie superficie de los polos. Cuando se produce la oscilación, hay un desplazamiento del flujo del inducido a lo largo de la superficie de los polos, induciendo por lo tanto corrientes en el devanado amortiguador. Como toda corriente inducida se opone a la acción que la produce, el flujo de corrientes inducidas se opone a la oscilación (Ley de Lenz). Los generadores generadores movidos por turbinas de vapor, no tienen generalmente generalmente tendencia a oscilar, debido debido a que el par motor no no es pulsatorio. pulsatorio.
