I. INTRODUCCION
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 de información, sólo nos referiremos al acoplamiento en paralelo.
El acoplamiento de los alternadores resulta más complejo que el de las 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.
II. FUNDAMENTOS
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 el siguiente esquema:
En el momento de entrar en paralelo el alternador no debe entregar ni recibir carga, para lo cual deben satisfacerse las siguientes condiciones:
Ø Igual tensión a la red
Ø Igual frecuencia
Ø Concordancia de fases o de los valores instantáneos de las tensiones
Ø Igualdad de secuencia, los diagramas vectoriales deben girar en el mismo sentido
Para cumplir con las condiciones indicadas se pueden usar, entre otros, uno de los siguientes métodos:
1) Método de las "lámparas de fase apagadas"
UU': diferencia de potencial entre lámparas (líneas dobles), cuando las lámparas están apagadas se verifican las condiciones.
2) Método de las "luces rotantes"
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.
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 esta no recibe ni entrega energía. Para esto vamos a ver los siguientes casos que se dan:
Ø Caso 1:
Máquina en vacío: será I = 0, d = 0, E0 = U porque el estar en vacío es su fuerza electromotriz coincide con la tensión de barras.
Ø Caso 2:
Se le aumenta solamente el combustible a la máquina que acciona al alternador. Como d es una medida de la potencia desarrollada, el incremento de combustible resultará en un avance de E0 sobre u en un ángulo d. Fluirá una I perpendicular a j.Xd. I. Esto quiere decir que entrega corriente a la red
Ø Caso 3:
Se varía solamente la excitación.
Sobreexcitado: corriente en retraso de p /2
Subexcitado: corriente en adelanto de p/2
Produce corriente reactiva pura.
Ø Caso 4:
Se aumenta combustible y excitación.
Como la diferencia E01 – U es mayor,
La I será mayor:
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 fem de bornes sea igual a la de línea
Se entra en sincronismo
Se conecta al interruptor
Se aumenta la admisión de combustible
Se aumenta la excitación
DIAGRAMA A POTENCIA CONSTANTE Y EXCITACIÓN VARIABLE
Considerando el diagrama vectorial simplificado de una máquina síncrona de rotor cilíndrico no saturada.
La potencia cedida por el generador a la red es: P = m.U.I.cos?
Considerando mU = cte. = C1 y el segmento OA = I.cos? resulta P = C1 . OA
La corriente variará según la recta perpendicular a la tensión U que pasa por A Multiplicando y dividiendo por Xs y suponiendo Xs = Kte.
La potencia es proporcional al segmento BC. Si se establece la condición de potencia constante deberá ser BC = cte. , y excitación variable E0 = variable, el punto extremo de E0 se desplazará sobre una perpendicular a BC en B. Al establecer una nueva condición de excitación E0 , este vector se desplaza a B1 , donde concurre Xs .I1 , y la corriente perpendicular a este último vale I1 con cos?1 .
Conclusión: generador sobreexcitado, corriente atrasada y viceversa. Cambia el módulo de I y su fase.
DIAGRAMA A EXCITACIÓN CONSTANTE Y POTENCIA VARIABLE
Es el caso en que se aumenta el combustible, sin alterar la excitación, por tanto la potencia entregada pasa de P1 a P2
Considerando el mismo diagrama vectorial simplificado anterior. Al ser excitación = constante, será E0 = cte., por lo tanto describe una circunferencia. Como U = cte., varía XS. I
Las I son perpendiculares a las XS.I
La potencia máxima será en el punto 3 y la corriente correspondiente será la límite cuyo valor es:
Los extremos de las I describen un círculo con centro en C por ser proporcionales y perpendiculares a XS.I en todo momento, y porque los extremos de XS.I describen un círculo de diámetro S X D E0 = 2 o sea el diámetro de la circunferencia de tensiones dividido Xs .-
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