Sincronização de Gerador

Um gerador estacionário nunca deve ser conectado a barras de distribuição sob tensão, pois a força eletromotriz (FEM) induzida é zero em repouso, o que causaria um curto-circuito. O procedimento de sincronização e o equipamento usado para verificá-lo são idênticos, seja para conectar um alternador em paralelo com outro alternador ou um alternador a uma barra infinita.

Sincronização via Lâmpadas de Sincronismo

Um conjunto de três lâmpadas de sincronismo pode ser empregado para verificar as condições de paralelismo ou sincronização de uma máquina entrante com outra. O método da lâmpada escura — usado em conjunto com um voltímetro para sincronização — é ilustrado abaixo. Esta abordagem é adequada para máquinas de baixa potência.

Processo de Sincronização Usando Lâmpadas de Sincronismo

• Motor Principal e Ajuste de Tensão

• Inicie o motor principal da máquina entrante e acelere-o até perto de sua velocidade nominal.
  

• Ajuste a corrente do campo da máquina entrante até que sua tensão de saída corresponda à tensão da barra.

• Detecção de Frequência e Fase

• As três lâmpadas de sincronismo piscarão a uma taxa proporcional à diferença de frequência entre a máquina entrante e a barra.

• Verificação de Sequência de Fase: Se todas as lâmpadas brilharem e escurecerem simultaneamente, as conexões de fase estão corretas. Caso contrário, a sequência de fases está desalinhada.

• Ações Corretivas e Fechamento do Disjuntor

• Para corrigir a sequência de fase, intercambie qualquer dois condutores de linha da máquina entrante.

• Ajuste finamente a frequência da máquina entrante até que as lâmpadas pisquem a uma taxa de menos de um período escuro por segundo.

• Após o ajuste final de tensão, feche o disjuntor de sincronismo no meio do período escuro para minimizar a discrepância de tensão.

Vantagens do Método da Lâmpada Escura

• Mais econômico em comparação com outras técnicas de sincronização.

• Permite a verificação direta da sequência de fase correta.

Desvantagens do Método da Lâmpada Escura

• As lâmpadas aparecem escuras a aproximadamente 50% de sua tensão nominal, arriscando o fechamento do disjuntor durante diferenças residuais de fase.

• Flutuações frequentes de tensão podem causar queima do filamento.

• O comportamento de piscar não indica se a frequência entrante é maior ou menor que a frequência da barra.

Método das Três Lâmpadas Brilhantes

• Esquema de Conexão: As lâmpadas são conectadas cruzadas entre as fases (por exemplo, A1-B2, B1-C2, C1-A2).

• Dica de Sincronização: Se todas as lâmpadas brilharem e escurecerem em uníssono, a sequência de fase está correta.

• Fechamento Ótimo: Feche o disjuntor no pico do período brilhante.

Método de Duas Lâmpadas Brilhantes e Uma Escura

• Configuração de Conexão: Uma lâmpada é conectada entre fases correspondentes (por exemplo, A1-A2), enquanto as outras duas são conectadas cruzadas (por exemplo, B1-C2, C1-B2), como ilustrado abaixo.

• Indicação de Fase: A sequência de fase correta é confirmada quando uma lâmpada permanece escura, enquanto as outras duas alternam entre brilho e escuridão.

Configuração de Conexão e Passos de Sincronização

Nesta configuração, A1 é conectado a A2, B1 a C2 e C1 a B2. O motor principal da máquina entrante é iniciado e acelerado até sua velocidade nominal. A excitação da máquina entrante é ajustada de modo que as tensões induzidas \(E_{A1}, E_{B2}, E_{C3}\) correspondam às tensões da barra \(V_{A1}, V_{B1}, V_{C1}\). O diagrama correspondente é ilustrado abaixo.

Fechamento Ótimo do Disjuntor e Verificação da Sequência de Fase

O momento ideal para fechar o disjuntor de sincronismo ocorre quando a lâmpada diretamente conectada (A1-A2) está completamente escura, enquanto as lâmpadas conectadas cruzadas (B1-C2, C1-B2) estão igualmente brilhantes. Se a sequência de fase estiver incorreta, esta condição não será atendida, e todas as lâmpadas permanecerão escuras ou piscarão fora de sincronia.

Para corrigir a sequência de fase, troque quaisquer duas conexões de linha da máquina entrante. Como o intervalo escuro das lâmpadas incandescentes abrange um intervalo significativo de tensão (geralmente 40-60% da tensão nominal), um voltímetro (V1) é conectado ao longo da lâmpada diretamente conectada. O disjuntor deve ser fechado quando o voltímetro ler zero, indicando a mínima diferença de tensão entre a máquina entrante e a barra.

Modos Operacionais e Automação

Uma vez sincronizada, a máquina entrante "flutua" na barra e pode começar a fornecer energia como um gerador. Se o motor principal for desengatado enquanto conectado, a máquina operará como um motor, consumindo energia da rede.

• Sincronização em Pequena Escala: Em aplicações de baixa potência, os métodos de três lâmpadas são frequentemente complementados com um sincroscópio para verificar a correspondência de frequência.

• Automação em Grande Escala: Para geradores de alta capacidade em centrais elétricas, sistemas computadorizados executam todo o processo de sincronização autonomamente, garantindo precisão e segurança.