Características Operacionales y Conexión en Paralelo de Alternadores Síncronos

Características Externas de los Alternadores

· CARACTERÍSTICA EXTERNA

Dibujo de curvas.

Determinación de las Curvas de Regulación

Para el estudio de las características externas del alternador, es condición que la frecuencia sea constante y la corriente de excitación también. En el eje de ordenadas se representan los valores de tensión en bornes del generador y en las abscisas los valores de corriente de salida de acuerdo a los tipos de cargas aplicadas.

• Para la corriente de salida nula (i= 0), la tensión en bornes será $E = U_o$ (tensión en vacío).
• A medida que aumenta la corriente de salida, la tensión en bornes del alternador se aparta de ese valor y va creciendo o decreciendo según se trate el tipo de carga, teniendo como límite las cargas netamente reactivas.

Entre ambos extremos tenemos curvas que indican las características intermedias. Se debe advertir también que para algunos casos de carga capacitiva, la tensión en bornes del alternador puede llegar a aumentar respecto de la tensión en vacío. Especialmente se observa en el gráfico que se destaca el valor de la corriente de carga y nominal, que es el valor de la corriente nominal de la máquina.

Estados de Carga

• Hacia la izquierda del límite nominal se observa que la máquina está trabajando en un estado de subcarga.
• Hacia la derecha del límite nominal está trabajando en sobrecarga, la cual no debe ser mayor al 10% del valor nominal.

Finalmente, se debe señalar que el estado de carga $I_{cc}$ corresponde a un estado de funcionamiento imaginario, ya que no se puede alcanzar este valor (correspondiente a $U=0$) en el uso normal ni en el ensayo de cortocircuito. Solo se puede llegar a determinar el valor del mismo por métodos indirectos, como es el ensayo de cortocircuito, por medio de cálculos teóricos a partir de los datos del diseño de la máquina.

Alternadores Funcionando en Paralelo

Esquema de Acoplamiento

Cuando el suministro requerido en una red es elevado, se hace necesario recurrir a dos o más alternadores conectados en paralelo para abastecer la demanda. En estos casos, se dispone de un grupo de alternadores y todos contribuyen en función de su capacidad para abastecer la potencia total demandada por el sistema.

Para esto se efectúa una maniobra denominada puesta en paralelo de alternadores, que consiste en conectar un alternador a una red que ya está en servicio. Pero para esto se deben cumplir las siguientes condiciones de fase en los bornes:

1. Igualdad de secuencia de las ternas de tensiones.
2. Igualdad de módulos de tensión entre fases de cada alternador a conectar en el grupo.
3. Igualdad de frecuencia.
4. Igualdad de fase para las tres tensiones de fase en el momento de la operación.

Diagrama Fasorial de Sincronización de Ternas

Se observa en el esquema tres láminas llamadas lámparas de sincronización. En sistemas de poca potencia, estas lámparas son suficientes para sincronizar las fases, pero en sistemas de potencias importantes la maniobra se hace por medio de un sistema de sincronización cuyo principio es el mismo que el de las lámparas. La secuencia de la máquina que entra en servicio debe ser igual a la que ya se encuentra trabajando en la red, ya que estas se establecen al momento de la instalación.