Sincronización de Generadores

Un generador estacionario nunca debe conectarse a barras colectoras en vivo. Cuando un generador está parado, la fuerza electromotriz (FEM) inducida es cero, lo que llevaría a un cortocircuito si se conecta a barras colectoras en vivo. El proceso de sincronización y el equipo asociado para la verificación permanecen consistentes, ya sea al conectar un alternador en paralelo con otro o vincular un alternador a una barra infinita.

Contenido

• Sincronización por Lámparas de Sincronización

• Ventajas del Método de la Lámpara Oscura

• Desventajas del Método de la Lámpara Oscura

• Método de las Tres Lámparas Brillantes

• Método de Dos Lámparas Brillantes y Una Oscura

Los siguientes métodos son comúnmente utilizados para la sincronización de máquinas eléctricas:

Sincronización por Lámparas de Sincronización

Un conjunto de tres lámparas de sincronización puede ser utilizado para evaluar las condiciones necesarias para conectar en paralelo una máquina entrante con otra máquina o para lograr la sincronización. El método de la lámpara oscura, a menudo utilizado junto con un voltímetro, se ilustra a continuación. Este enfoque particular se aplica típicamente a máquinas eléctricas de baja potencia.

Primero, inicie el motor principal de la máquina entrante y acerque su velocidad al valor nominal. Luego, ajuste la corriente de campo de la máquina entrante para que su tensión de salida coincida con la tensión de la barra. A medida que la máquina entrante se aproxima a la sincronización, las tres lámparas de sincronización parpadearán a una tasa correspondiente a la diferencia de frecuencias entre la máquina entrante y la barra. Cuando las fases están correctamente conectadas, las tres lámparas se iluminarán y oscurecerán simultáneamente. Si esto no ocurre, indica una secuencia de fase incorrecta.

Para corregir la secuencia de fase, simplemente intercambie dos de los conductores de línea de la máquina entrante. A continuación, ajuste finamente la frecuencia de la máquina entrante hasta que las lámparas parpadeen muy lentamente, con una tasa de menos de un ciclo completo oscuro por segundo. Una vez que la tensión entrante se haya ajustado correctamente, cierre el interruptor de sincronización precisamente en el punto medio del período oscuro de las lámparas.

Ventajas del Método de la Lámpara Oscura

• Económico: Este método es relativamente económico de implementar.

• Determinación fácil de la secuencia de fase: Permite una identificación directa de la secuencia de fase correcta.

Desventajas del Método de la Lámpara Oscura

• Riesgo de sincronización falsa: Las lámparas aparecen oscuras cuando la tensión a través de ellas es aproximadamente la mitad de su valor nominal. Esto puede llevar a cerrar el interruptor de sincronización prematuramente, incluso cuando aún existe una diferencia de fase entre las máquinas.

• Vulnerabilidad del filamento de la lámpara: Los filamentos de las lámparas son propensos a quemarse durante la operación.

• Limitación de indicación de frecuencia: El parpadeo de las lámparas no proporciona información sobre cuál fuente (la máquina entrante o la barra) tiene una frecuencia más alta.

Método de las Tres Lámparas Brillantes

En el método de las tres lámparas brillantes, las lámparas se conectan cruzadas a través de las fases: A1 se vincula a B2, B1 a C2, y C1 a A2. Cuando las tres lámparas se iluminan y oscurecen simultáneamente, confirma que la secuencia de fase es correcta. El momento óptimo para cerrar el interruptor de sincronización es en el pico del período brillante de las lámparas.

Método de Dos Lámparas Brillantes y Una Oscura

En este enfoque, una lámpara se conecta entre fases correspondientes, mientras que las otras dos lámparas se conectan cruzadas entre las dos fases restantes, como se muestra en la figura a continuación.

En este método, las conexiones se realizan de la siguiente manera: A1 se conecta a A2, B1 a C2, y C1 a B2. Primero, inicie el motor principal de la máquina entrante y acelérelo a su velocidad nominal. Luego, ajuste la excitación de la máquina entrante. A través de este ajuste, la máquina entrante inducirá tensiones EA1, EB2, EC3, que deben coincidir con las tensiones de la barra VA1, VB1, y VC1 respectivamente. El diagrama de conexión correspondiente se presenta a continuación.

El momento óptimo para cerrar el interruptor ocurre cuando la lámpara directamente conectada está oscura y las lámparas cruzadas tienen igual brillo. Si la secuencia de fase es incorrecta, este instante específico no ocurrirá; en cambio, todas las lámparas se oscurecerán simultáneamente.

Para cambiar la dirección de rotación de la máquina entrante, se intercambian dos de sus conexiones de línea. Dado que el estado oscuro de la lámpara puede ocurrir en un rango de tensión relativamente amplio, se conecta un voltímetro V1 a través de la lámpara directamente conectada. Luego, el interruptor de sincronización se cierra precisamente cuando la lectura del voltímetro alcanza cero.

Una vez cerrado el interruptor, la máquina entrante está ahora conectada a la barra en un estado "flotante", lista para funcionar como generador y asumir la carga. Por el contrario, si se desconecta el motor principal, la máquina funcionará como un motor eléctrico.

En centrales eléctricas, cuando se paralelan máquinas pequeñas, generalmente se emplea una combinación de tres lámparas de sincronización y un sinóscopo. Sin embargo, para la sincronización de máquinas muy grandes, todo el proceso es automatizado y ejecutado por un sistema de computadora, asegurando alta precisión y confiabilidad.