Sincronizar un alternador a la red

“Sincronización del Alternador a la Red”

OBJETIVOS:
* Aprender como se sincroniza un alternador.
* Trazar la curva en V de Mordey a potencia constante I = f(Iexc.).
INSTRUMENTOS Y ÉQUIPO A UTILIZAR:
* 1 Modulo de fuente de energía (120Vca, 0-120 Vcd ).
* 1 Máquina de CD.
* 1 Máquina síncrona.
* 2 Módulos de medición de corriente directa(220V, 2.5A).
* 1 Módulo de medición de voltaje de ca. (250V).
* 1 Módulo de medición de corriente de ca. (2.5A).
* 1 Tacómetro.
* 1 Medidor de W y VARS trifásico.
* 1 Módulo de sincronización.
* 1 Resistencia variable.
* 1 Multímetro digital.
* 5 Juegos de puntas.
* 1 Banda de acoplamiento.

MÉTODOEMPLEADO:
Un generador debe suministrar energía a la red eléctrica, pero antes deben ser sincronizados, para esto se ocupa el módulo de sincronización, que indica cuando el generador tiene todos los parámetros adecuadamente sincronizados para conectarse a la red.
INTRODUCCIÓN TEORICA.
La frecuencia de un gran sistema de energía eléctrica está determinada por la velocidad de rotación de variosalternadores muy potentes, todos ellos conectados mediante diversas líneas de unión a la red general. La inercia colectiva y la potencia de estos alternadores es tan enorme que ninguna carga o perturbación puede cambiar su velocidad de rotación. Por lo tanto, la frecuencia de un sistema eléctrico es notablemente estable.
Si un alternador ha de producir potencia para un sistema eléctrico existente,debe operar a la misma frecuencia de dicho sistema. Tanto uno como otro deben operar exactamente a la misma frecuencia. Esto no es tan fácil de lograr como parece a primera vista, pues cuando un alternador se conecta a un sistema existente, automáticamente entran en juego fuerzas que mantienen constante su frecuencia. Para efectuar la sincronización a la red, hay que cumplir tres condiciones:a) Las pulsaciones y ´ o frecuencias f y f´ deben se idénticas es decir = ´ ó f = f´.
b) Los valores eficaces de las fems del alternador y de la red deben ser iguales E = E´.
c) El desfasamiento entre y ´ es igual a cero ( y ´ en fase).

El alternador da una fem e(t) tal que:

La red tiene una tensión:

Si el orden de las fases es idéntico y sucesivo entonces se tiene:

Si elorden de las fases es diferente las pulsaciones se desfasan una duración de T/3 lo que significa que si se tiene:

El acoplamiento será entonces imposible.
Por lo general se dispone de algunos elementos auxiliares para efectuar las conexiones en paralelo de alternadores, entre los cuales se tiene el sincronoscópio, y el método de lámparas incandescentes el cual se presenta en tres formasdiferentes de conexión.
a) Lámparas de conexión abiertas.
b) Método de Siemens Halske.
c) Lámparas en conexión cruzada.

Método de lámparas apagadas .
Se cierra el interruptor cuando los voltajes están en fase y tienen la misma magnitud, frecuencia y secuencia.
GENERADOR

2
1

A
B
C
A
C
B

S

Método de lámparas encendidas.
El interruptor S se cierra si se cumplen lascuatro las condiciones acoplamiento. Las lámparas 1 y 2 tienen aplicada una diferencia de potencial igual √3 Vfase.
GENERADOR

2
1

A
B
C
A
B
C
S
Bus infinito

Método Siemens Halske.
El interruptor S cuando se cumplen las cuatro las condiciones acoplamiento. Las lámparas 1 y 2 tienen aplicada una diferencia de potencial igual √3 Vfase y la 3 cero potencial.
GENERADOR

2
1

AB
C
A
B
C
S
3

Bus infinito

Con frecuencia es necesario conectar dos o más generadores en paralelo para abastecer una carga común. Por ejemplo, como los requerimientos de potencia de un gran sistema de suministro eléctrico aumentan durante el día, los generadores se conectan en sucesión al sistema para proporcionar la potencia adicional. Más tarde cuando disminuye la demanda de...