Acoplamiento en paralelo de alternadores

| Electricidad básica
ENTREGA 1
Acoplamiento en paralelo
de alternadores
Elaborado por Fernando Guerrero, Andrés Valdez y Martín Urgiles
Introducción
Como hemos visto en los alternadores
no se usan el acoplamiento en serie por
no presentar interés práctico. También
se logró conocer que el funcionamiento
de un acoplamiento de alternadores en
serie es inestable.
En este tema, sólo nos referiremos al
acoplamiento en paralelo.
El acoplamiento de los alternadores resulta más complejo que el de los dínamos, debido a la presencia de una nueva característica, la frecuencia, cuyo valor debe ser severamente igual para todos los alternadores ya que si no se da
esto producirá un daño en la máquina.
PM1
G1
PM2
G2
S2
Figura 1. Operación en paralelo de dos generadores
u
Fundamentos
u´
vv´
Condiciones para el acoplamiento
Consideremos un sistema elemental
formado por dos generadores trifásicos
idénticos G1 y G2 con sus respectivos
motores primarios PM1 y PM2, suministrando potencia a una carga L tal como
se muestra en la figura 1.
L
Eje
v
vv
u v w
u´ v´ w´
v´
Figura 2. Conexión de lámparas
Figura 3. Diagrama vectorial de la conexión
En el momento de entrar en paralelo el
alternador no debe entregar ni recibir
carga, para lo cual deben satisfacerse
las siguientes condiciones:
das se pueden usar, entre otros, uno de
los siguientes métodos:
• Igual tensión a la red
• Igual frecuencia
• Concordancia de fases o de los valores
UU’: diferencia de potencial entre lámparas (líneas dobles), cuando las lámparas están apagadas se verifican las
condiciones.
Las diferencias de potencial entre lámparas varían en módulo si las velocidades de rotación son diferentes. Cuando
están en sincronismo la lámpara UU’ está apagada y las otras dos brillan igualmente, de no ocurrir esto se ve el encendido alternativamente en un sentido
u otro como si girasen, indicando que
la máquina va más lenta o más rápida.
Una vez cumplida las condiciones se
puede conectar la llave.
instantáneos de las tensiones
1) Método de las “lámparas de fase
apagadas” (figura 2 y 3)
• Igualdad de secuencia, los diagramas vec-
toriales deben girar en el mismo sentido
Para cumplir con las condiciones indica14 |
2) Método de las “luces rotantes” (figura 4 y 5)
Electricidad basica |
| 15
| Electricidad básica
u
u´
Eo
v
vv´
u v w
u´ v´ w´
Figura 4. Conexión de lámparas
vv
v´
Figura 5. Diagrama vectorial de la conexión
Eo
XI
U
Xl
Eo
U
I
U
Figura 6. Caso 1
XI
XI
U
O
Eo
Eo
I
ϕ
δ
Figura 7. Caso 2
I
Figura 8. Caso 3
3) Instrumentos para sincronización
En un mismo tablero se ubican un voltímetro doble, un frecuencímetro doble que
son dos instrumentos sobre una misma
escala y un sincronoscopio el cual determina diferencias de frecuencia y fase
y velocidad relativa.
Análisis en paralelo sobre barras
infinitas
Proceso para tomar carga
Se considera el caso de una máquina,
conectada a barras sobre las cuales existen ya trabajando otras máquinas, tales
que sus potencias son muy superiores a
la primera, de manera que ésta no puede alterar la tensión de barras, por esto se considera u = Kte y se dice sobre
barras infinitas.
Conectada la máquina, ésta no recibe
ni entrega energía. Para esto vamos a
ver los siguientes casos:
Caso 1:
Máquina en vacío: será I = 0, δ = 0,
E0 = U porque el estar en vacío es su
16 |
Eo
I
U
δ
Figura 9. Caso 4
fuerza electromotriz coincide con la
tensión de barras.
=
−
Caso 2:
Se le aumenta solamente el combustible
a la máquina que acciona al alternador.
Como δ es una medida de la potencia
desarrollada, el incremento de combustible resultará en un avance de E0 sobre
u en un ángulo δ. Fluirá una I perpendicular a j.Xd. I. Esto quiere decir que entrega corriente a la red
cos ϕ es mejor.
Caso 3:
• Se entra en sincronismo
• Se conecta al interruptor
• Se aumenta la admisión de combustible
• Se aumenta la excitación
La forma de operar la puesta en paralelo es la siguiente:
• Se acelera la máquina al número de
r.p.m. nominales
• Se regula la excitación hasta que la
f.e.m. de bornes sea igual a la de línea
• Se varía solamente la excitación.
• Sobreexcitado: corriente en retraso
de π, /2
• Subexcitado: corriente en adelan-
to de π/2
Produce corriente reactiva pura.
Caso 4:
• Se aumenta combustible y excitación.
• Como la diferencia E01 - U es mayor,
• La I será mayor:
Continuará...
Electricidad basica |
| 17