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viernes, 18 de mayo de 2018

Acoplamiento de alternadores en paralelo



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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