Alternadores en
paralelo
En numerosas aplicaciones se precisa conectar en paralelo
varios generadores con el fin de atender una carga variable según las horas o
circunstancias. La gran versatilidad de los generadores síncronos resuelven
estas necesidades al poderse interconectar uno, dos o más alternadores en
paralelo.
Figura 1
Requisitos para
la conexión en paralelo
¿Qué condiciones deben cumplirse antes de que pueda
cerrarse el interruptor que conecta los dos alternadores en paralelo?
Si el interruptor se cierra en cualquier momento, los
generadores se expondrían a graves daños y la carga podría perder potencia. Es
necesario que se cumpla lo siguiente:
· Las tensiones de línea
de los dos generadores deben ser iguales. Si los voltajes no son exactamente
los mismos en cada una de las fases que se conectan entre sí, se generará un
flujo de corriente muy grande cuando el interruptor se cierre.
· Los dos generadores
deben tener la misma secuencia de fases. Si el orden de la secuencia de fase es
diferente, entonces aunque un par de tensiones (de las fases a en la figura) estén en fase, los
otros dos pares de tensiones están desfasados 120º. Si los generadores se
conectaran en esta forma, no habría problema con la fase a, pero aparecerían
altas intensidades por las fases b y
c, dañando ambos alternadores. Este
problema se solucionaría intercambiando las conexiones en dos de las tres fases
de cualquiera de los alternadores.
Figura 2
· La frecuencia del
alternador nuevo (generador entrante), debe ser ligeramente más alta que la
frecuencia del sistema que funcionaba. Si cuando se conecten los alternadores,
las frecuencias no son aproximadamente iguales, se presentaran grandes
oscilaciones de potencia hasta que los generadores se estabilicen en una
frecuencia común. Las frecuencias de los dos alternadores deben ser
aproximadamente iguales, pero no exactamente iguales. Deben diferenciarse en
una pequeña cantidad, de tal forma que los ángulos de fase del generador
entrante cambien lentamente con relación a los ángulos de fase del sistema.
Esto permitirá observar los ángulos entre tensiones, y podrá cerrarse el
interruptor cuando estén exactamente en fase.
· Igual secuencia de
fase..
Condiciones
para la conexión de un alternador a la red
Ver post: “Acoplamiento de un alternador a la RED
eléctrica” en el siguiente link:
Suponiendo el G1
conectado a barras, con lo cual el INT1
estará cerrado (figura 1).
Las condiciones que debe cumplir G2 para poder cerrar INT2
son:
·
Igual secuencia de
fases.
·
Igual frecuencia.
·
Igual tensión
eficaz.
·
Igual fase.
Estos requisitos coinciden con los de conexión de dos
alternadores en paralelo.
Procedimiento general para conectar
generadores en paralelo o a la red
Seguir los siguientes pasos:
· La corriente de
excitación del generador entrante se deberá graduar, utilizando voltímetros,
hasta lograr que la tensión de los bornes se iguale a la tensión de línea del
sistema que está funcionando.
· La secuencia de fase
del generador entrante se debe comparar con la secuencia de fase del sistema
que está funcionando. Hay varios sistemas:
Uso de un pequeño motor de inducción:
Se conecta un pequeño motor de inducción a los terminales
de ambos alternadores (primero a uno y luego a otro). Si gira en el mismo
sentido en ambos casos es que la secuencia de fases es correcta. Si gira en
sentido contrario la secuencia de fases es errónea y deberemos invertir dos
fases.
Método de las tres bombillas (Figuras 3):
Se disponen tres bombillas entre los terminales abiertos
del interruptor de conexión. A medida que cambian las fases entre los dos
sistemas, las bombillas brillan al comienzo (diferencia grande de fase) y luego
se apagan (diferencia pequeña de fase). Si las tres bombillas se iluminan y
apagan al mismo tiempo, entonces el sistema tiene la misma secuencia de fase.
Si las bombillas se encienden sucesivamente, entonces los sistemas tienen la
secuencia de fase contraria y deberá invertirse una de ellas.
Figura 3
Uso de un sincronoscopio (Figura 4):
Instrumento que sirve para medir la diferencia de ángulo
de fase entre las fases a de dos sistemas.
·
Se gradúa la
frecuencia del generador entrante para que su frecuencia sea ligeramente
superior que la frecuencia del sistema en funcionamiento. Esto se hace mirando
un frecuencímetro, hasta que se acerquen, y luego observando los cambios de
fase entre los sistemas.
El
generador entrante se gradúa con una frecuencia ligeramente superior, de tal
modo que cuando se conecte al
sistema lo haga entregando potencia como generador, en lugar de absorberla como lo haría un motor.
· Finalmente, una vez
que casi se igualen las frecuencias, los voltajes en los dos sistemas cambiarán
de fase entre sí muy lentamente, y se podrán observar los cambios de fase.
Cuando
ambos ángulos estén en fase (caso de las bombillas apagadas) el interruptor que conecta los dos sistemas se podrá cerrar.
Figura 4: Sincronoscopio analógico
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