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GENERADORES SINCRONOSEN PARALELO

José Israel Quindejquindec@est.ups.edu.ec

Patricio Buelepbuele@est.ups.edu.ec

Abstract—El presente documento trata en detalle los aspectos

relacionados al procedimiento empleado al momento de realizar

la puesta en paralelo de generadores síncronos y las considera-

ciones necesarias a considerarse para el acople. En la generación

de energía eléctrica el uso de generadores es la parte principal

de todo el proceso, hasta cierto punto se podría decir que es

el corazón del proceso de generación. Se conocen diferentes

conexiones prácticas muy usadas en la actualidad pero la más

confiable y recomendada es el paralelo de generadores para tener

un control más preciso de la energía generada así mismo como

para mejorar su confiabilidad en caso de falla.

I. INTRODUCCION

Las grandes cantidades de energía que se requieren paraabastecer la demanda de las ciudades y la nuestra en especial,de la población en general han llevado a generar alternativaspara lograr abastecer dicho consumo En la actualidad esraro encontrar la existencia de un alternador único que demanera aislada alimente su propia carga. Esto sólo se lopuede encontrar en aplicaciones tales como los generadoresde emergencia. Con objeto de aumentar el rendimiento yfiabilidad del sistema, las diferentes centrales están conectadasentre sí en paralelo, por medio de líneas de transporte ydistribución. La red así constituida representa un generadorgigantesco en el que prácticamente la tensión y la frecuencia semantienen constantes. Esto se debe a que sobre esta gran red,la introducción de un nuevo generador no altera los parámetrosbásicos anteriores, por representar una potencia muy reducidafrente al conjunto total.

II. CARACTERÍSTICAS

Si el interruptor se cierra de manera arbitraria en cualquiermomento, es posible que los generadores se dañen sever-amente y que la carga pierda potencia. Si los voltajes noson exactamente iguales en cada uno de los generadores quese conectan juntos, habrá un flujo de corriente muy grandecuando se cierre el interruptor. Para evitar este problema,cada una de las tres fases debe tener exactamente la mismamagnitud de voltaje y ángulo de fase que el conductor alque se conectara. En otras palabras, el voltaje de fase adebe ser exactamente igual al voltaje en la fase a" y asíen forma sucesiva para las fases b-b‘ y c-c‘. Para lograresto se deben cumplir las siguientes condiciones de puestaen paralelo: Deben de ser iguales los voltajes de línea rms.Los dos generadores deben tener la misma secuencia de fase.

Los ángulos de fase de las dos fases deben de ser iguales.Igualdad de secuencia, los diagramas vectoriales deben giraren el mismo sentido.

Figure 1. Acople en paralelo de generadores

III. CONDICIONES PARA LA PUESTA EN PARALELO

Primero utilizando 3 o más voltímetros se debe ajustar lacorriente de campo del generador en aproximación (generadora acoplar) hasta que su voltaje en los terminales sea igualal voltaje en línea del sistema en operación. Segundo, lasecuencia de fase del generador en aproximación se debecomparar con la secuencia de fase del sistema en operación.Una forma de comprobar esto es conectando un motor deinducción a cada generador y si giran en el mismo sentidoentonces la secuencia de fases es igual. Otra opción es elmétodo de las tres lámparas que se muestra en la fig.2.Para esta comprobación primero se arranca la máquina pormedio del motor primario (turbina de vapor, motor diesel,etc.) teniendo en cuenta que se deben prender y apagar almismo tiempo las tres lámparas, esto indica que existe lamisma secuencia de fase, si se prenden y apagan muy rápidoes que las frecuencias son diferentes, lo cual se solucionasubiendo la velocidad del motor primario aumentando el flujocon el reóstato de campo. Si prenden y apagan en desordenes indicador de que no tienen la misma frecuencia de fases,lo cual se soluciona intercambiando la secuencia de fases delalternador hacia la red.

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Figure 2. Secuencia de fases

IV. ANÁLISIS EN PARALELO SOBRE BARRAS INFINITAS

Se considera el caso de una máquina, conectada a barrassobre las cuales ya se encuentran conectadas otras máquinas,con potencias superiores a esta de tal forma que altera latensión de barras, por esto se considera u = Cte. y se dicesobre barras infinitas. Conectada la máquina esta no recibe nientrega energía y se presentan los siguientes casos:

A. Máquina en vacio

Tendrá I = 0, d = 0, E0 = U.

B. Aumento del combustible de la máquina motriz

Se aumenta el combustible a la máquina que mueve el ejedel generador. Al ser d medida de la potencia desarrollada, elincremento de combustible resultará en un avance de E0 sobreu en un ángulo d. Fluirá una I perpendicular a la reactanciajXd. entregando corriente a la red.

Figure 3. Aumento del combustible de la máquina motriz.

C. Variación de la excitación

Se varía solamente la excitación teniendo en cuenta si se so-breexcita (corriente en retraso de p /2) o se subexcita(corrienteen adelanto de p/2). Esto produce corriente reactiva pura.

Figure 4. Variación de la excitación.

D. Aumento de la excitación y el combustible

Al aumentar combustible y excitación se tiene que ladiferencia E01 - U es mayor por lo que I será mayor mejorandoel cos ?, descrito por la siguiente fórmula:

Figure 5. Aumento del combustible y la excitación

Para realizar la puesta en paralelo se sigue los siguientespasos:

• Acelerar la máquina al velocidad nominal.• Regular la excitación hasta que la fem de salida sea igual

a la de línea.• Sincronizar los generadores.• Accionar el interruptor del segundo generador.• Aumentar la cantidad de combustible.• Aumentar la excitación.

V. SINCRONOSCOPIO

Un sincronoscopio como es de suponer es un instrumentoque nos indica la sincronía de los generadores, mide ladiferencia en los ángulos de fase de cualquier fase entre losdos sistemas. Entre los principales están los de aguja y loselectrónicos

Figure 6. Sincronoscopio

VI. CONSIDERACIONES A TOMAR CON LOSALTERNADORES EN CONEXION PARALELO

• Antes de conectar el o los generador en paralelo recordarsiempre y asegurarse de los siguientes puntos:

• Se acelera la máquina al número de r.p.m. nominalesigualando f1 con f2

• Se regula la excitación hasta que la fem de bornes seaigual a la de línea

• Se entra en sincronismo• Se conecta al interruptor según las necesidades de potencia

se aumenta la velocidad o se aumenta la excitación• Se debe tener mucha cuidado con los valores de corriente

y voltaje para no dañar la máquina ya que es posible que

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la línea a la que nos deseamos acoplar supero el voltaje quepuede producir nuestro alternador. En ese caso no se debe deacoplar ya que la máquina resentiría y reduciríamos su vidaútil.

VII. CONCLUSIONES

Se ha descrito las principales características de la puestaen paralelo de generadores asi como las consideraciones quese debe tener al momento de iniciar la puesta para evitar eldaño de los equipos involucrados. Este procedimiento debeser realizado tomando en cuenta todas las condiciones defallo posible y ser realizado sin errores ya que significaríaun alto costo dependiendo de la potencia de los generadoresinvolucrados junto con las pérdidas que estos generen si ocurrealguna falla.

VIII. REFERENCIAS

[1] http://www.monografias.com/trabajos87/paralelo-alternadores

[2]. http://www.monografias.com[3] Corriente alterna, Dawes, pag 312[4]www.fing.uncu.edu.ar/catedras/electrotecnia/paralelo_gen_sincr.pdf[5] www.electrosector.com/wp-

content/ftp/descargas/operacion.pdf