Operación de Máquinas Síncronas y Sincronización de Alternadores en Redes Eléctricas

Máquinas Síncronas Bajo Carga

En una máquina síncrona conectada como generador bajo carga, el comportamiento varía significativamente según el tipo de carga:

Efectos de la Carga en Generadores Síncronos

• Carga Inductiva Pura

  En este caso, los flujos aparecen en sentido contrario, produciendo un efecto desmagnetizante (es decir, los flujos se restan) y, además, haciendo que los polos inducidos de igual nombre estén enfrentados.

• Carga Resistiva

  El flujo producido por los polos del rotor y el producido por las corrientes del inducido están desfasados, generando así una distorsión del campo resultante.

• Carga Capacitiva Pura

  En este caso, los flujos tienen igual sentido, dando como consecuencia un efecto magnetizante (es decir, los flujos se suman) y los polos inducidos contrarios quedan enfrentados.

Alternadores en Paralelo

En la actualidad, es raro encontrar un alternador único que alimente su propia carga de manera aislada. Esto solo se observa en aplicaciones como los generadores de emergencia.

Con el objetivo de aumentar el rendimiento y la fiabilidad del sistema, las diferentes centrales están conectadas entre sí en paralelo, por medio de líneas de transporte y distribución. La red así constituida representa un generador gigantesco en el que, prácticamente, la tensión y la frecuencia se mantienen constantes.

Esto se debe a que, sobre esta gran red, la introducción de un nuevo generador no altera los parámetros básicos anteriores, al representar una potencia muy reducida frente al conjunto total.

Reglas para la Sincronización de Generadores Síncronos (GS)

Para conectar generadores síncronos en paralelo, se deben cumplir las siguientes condiciones:

• Los voltajes de línea RMS deben ser iguales.
• Los dos generadores deben tener la misma secuencia de fase.
• Los ángulos de fase de las dos fases deben ser iguales.
• La frecuencia del generador nuevo (generador en aproximación) debe ser un poco mayor que la frecuencia del sistema en operación.

Procedimiento General para Conectar un Generador en Paralelo

A continuación, se detalla el procedimiento para la conexión en paralelo de un generador:

1. Ajuste de Voltaje

   Utilizando voltímetros, se debe ajustar la corriente de campo del generador en aproximación hasta que su voltaje en los terminales sea igual al voltaje en línea del sistema en operación.

2. Verificación de Secuencia de Fase

   La secuencia de fase del generador en aproximación se debe comparar con la secuencia de fase del sistema en operación.

   Existen muchas formas de comprobar esto. Una de ellas es conectar alternativamente un pequeño motor de inducción a los terminales de cada uno de los dos generadores. Si el motor gira en la misma dirección en ambas ocasiones, entonces la secuencia de fase es la misma en ambos generadores. Si el motor gira en direcciones opuestas, entonces las secuencias de fase son diferentes y se deben invertir dos de los conductores del generador en aproximación.