Acoplamiento en paralelo de alternadores
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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