Npt13 Operacion en Paralelo

7/28/2019 Npt13 Operacion en Paralelo

1/36

NEWAGE PRODUCT TRAINING


2/36



3/36


Operacion en Paralelo Cuando es requerida?1. Para incrementar la capacidad de potencia disponible sin

perdida de suministro en el sistema de distribucion a los clientes.

2. Para permitir que el Generador sea conectado a un sistema en lared electrica, Sistemas Multiples de Generador, C.H.P, etc.

3. Para permitir la interrupcion de Generadores individuales para

operaciones de Mantenimiento o para propositos de reparacion.

4. Para economizar costos de operacion al trabajar con variosgeneradores de acuerdo al incremento de la demanda de la carga.

5. Proporciona un sistema de respaldo (back up) en situaciones deemergencia para aplicaciones criticas garantizando el suministrocontinuo, ( ejemp: Hospitales, Barcos, Sistemas de Bases de Datos,Computadoras, etc).


4/36


Operacion en Paralelo Requerimientos Esenciales 1. Todos los Generadores deberan tener el mismo voltaje.

2. Todos los Generadores deberan tener la misma fase de rotacion.

3. Todos los Generadores deberan tener la misma frecuencia.

4. Todos los Generadores y Primo Motores, deben tener voltajes y

frecuencias similares en condiciones sin carga y a plena carga,.

5. La instalacion del Generador debera contar con un Equipo deSincronizacion Adecuado y Seguro.

6. Un sistema de Proteccion esencial debera incluir Potencia Inversa,

Sobre Corriente, Sobre-temperatura, Sobre / Baja excitacion.

7. Generadores de diseo o fabricantes diferentes deberan tener

caracteristicas de formas de onda similares (armonicas), si los Neutros

van a ser conectados entre si.


5/36


Operacion en Paralelo Sincronizacion de Generadores de C.A.

La Sincronizacion se lleva a cabo para conectar un Generador en

paralelo con un Bus de voltaje, ya sea en modo aislado (a un sistema

con otros sets de Generadores), o bien con la Red Electrica...

La Sincronizacion puede se realizada manualmente, Semi-Automaticacon un equipo sincronizacor, o completamente automatica con sistemas

de P.L.C.

Por que es necesaria la Sincronizacion de Generadores de C.A.?


6/36



GEN 2

GEN 1

Considere una instalacion simple con dos Gen-set identicos, (interruptores abiertos).

Normalmente, uno (o mas) generadores estaran ya conectados a la red, yentregando potencia. (El GEN 2 esta conectado al Bus principal).

DROOP CTAVR

El Generador en linea (GEN2) trabaja a una frecuencia nominal de 50 o 60 HZ,mientras que el generador a conectar (GEN1), puede estar corriendo a unafrecuencia mayor (sin carga conectada) frecuencia de 52 o 62 HZ.

AVR DROOP CT

MCBCarga

BUS-BARCB1

CB2


7/36


GEN 2

GEN 1

Cuando la velocidad relativa entre los motores son diferentes, las formas deonda de los Generadores estaran en fase y fuera de fase entre si.

DROOP CTAVR

AVR DROOP CT

MCBCarga

BUS-BARCB1

CB2

Un Equipo de Sincronizacion es requerido para monitorear la frecuencia del Bus y lafrecuencia del generador a conectar, y asi asegurar que los Generadores estansincronizados.

Equipo de

Sincronizacion

Para Sincronizar correctamente los Generadores, las frecuencias deberan ser casiidenticas.

La Frequecuencia (HZ), es el equivalente Electrico de la velocidad (RPM), lo cualsignifica que la velocidad en los motores debera ser casi identica.



8/36


EJEMPLO: En esta analogia dos camiones representan a dos Generadores, que seranconectados en paralelo.

Sin embargo, si el camion de atras corre mas rapido que el camion de enfrente, estelentamente alcanzara al camion de adelante.

La SINCRONIZACION es exactamente el mismo proceso, el Rango de cambio develocidad debera ser lo suficientemente lento para permitir que el interruptor cierrecuando los generadores entren en fase.

Si ambos camiones viajan EXACTAMENTE a la misma velocidad, ellos siempreestaran separados a la misma distancia, (independientemente de la velocidad).

Generador en lineaGenerador de entrada Generador en lineaGenerador de entrada

SINCRONIZADOS

Operacion en Paral elo Sincronizacion de Generadores de C.A.


9/36


GEN 1

GEN 2

Ejemplo:- El GEN 2 entrega carga y esta corriendo a 50HZ (1500 RPM).

El GEN 1 se va a conectar, entonces la velocidad en el motor ha sido ligeramenteajustada hacia arriba de 1500 RPM (por ejemplo a 50.1 HZ).

Debido a que hay una DIFERENCIA minima entre la velocidad entre las maquinas,El equipo de Sincronizacion debera indicar que los Generadores se estan moviendodentro y fuera de fase lo suficientemente lento para dar tiempo a que el interruptor cierre.

50 HZ(1500 RPM)

50.1 HZ(1503 RPM)

EN FASE



10/36


GEN 1

GEN 2

50 HZ

50.1 HZ

Que sucedera si el interruptor del circuito se cierra en la condicion indicada?

EN FASE

Considere la condicion de arriba:-El Generador esta EN FASE, pero esta apunto de quedar fuera de FASE.

180 o FUERA DE FASE



11/36


GEN 1

GEN 2

Las formas de onda de los Generadores estan 180 fuera de fase entre si.

180

Las fuerzas transitorias que se generan provocaran que ambas maquinas se destruyan Electricay Mecanicamente.

Cuando el interruptor se cierra, el GEN 1 tratara inmediatamente de invertir la rotacion delGEN 2.

Esto es IMPOSIBLE, debido a la inercia del movimiento del motor / Generador.Los Generadores CHOCARAN instantaneamente fuera de sincronizacion.

CHOQUE

ENTREFASES

El dao electrico puede ocurrir en los Diodes, Varistores, y en los devanados del estator principal.

Un dao Mecanico puede tambien ocurrir entre los acoplamientos, baleros y la flecha del rotor.



12/36


GEN 1

GEN 2

Examplo 2:- El GEN 2 entrega carga y corre a 50HZ (1500 RPM).

En el GEN 1 la velocidad del motor ha sido ajustada a 1503 RPM (50.1 HZ).

La forma de onda del Generador se mueve lentamente dentro y fuera de fase.

50 HZ1500 RPM

50.1 HZ1503 RPM

Entonces el interruptor del circuito puede cerrarse sin ningun problema.

EN FASE

El equipo Sincronizador indica que el Generador esta EN FASE.



13/36


MCB

Carga

GEN 2

GEN 1

El Generador de entrada debera siempre ser un poco mas rapido que el generador enlinea. Esto asegura que el Generador de entrada tome una pequea porcion de la cargacuando se cierre el interruptor. Esto evitara que el flujo de potencia se invierta.

DROOP CTAVR

AVR DROOP CT

BUS-BARCB1

CB2

Los Generadores estan ahora en PARALELO, el siguiente paso es Compartir laCarga Conectada.

Equipo

Sincronizador

Cuando el equipo de Sincronizacion indica que el Generador de entrada (GEN 1) estaen FASE con la frecuencia en el Bus-bar, el interruptor puede ser cerrado con seguridad.

OK !



14/36


Potencia ( kW )

(kVAr) REACTIVOSATRAZO

kVAr REACTIVOSATRAZO

90

La Corriente ACTIVA es la corriente util, el cual esta en fase con el Voltaje, y provee lapotencia o kWatts de la carga.

Corriente INDUCTIVA es la corriente de perdida o corriente WATTLESS, la cual estaatrazada 90 con respecto al Voltaje Esta es la componente de kVAr, (factor de potencia 0).

ACTIVE CURRENT

p.f 1 (kW)

Voltaje

(50 OR 60HZ)

CORRIENTE REACTIVAATRAZO p.f 0

CORRIENTE REACTIVAATRAZO p.f 0

TIME

VOLTAJE

(50 OR 60HZ)

La RESULTANTE VECTORIAL es los kVAs , (Potencia APARENTE).

El coseno del angulo RESULTANTE se le conoce como Factor de Potencia (COS ).

90

Cargas con Corriente CAPACITIVA se adelanta al Voltaje 90.

COS

COS

La corriente reactiva es controlada por los AVR & DROOP de los GENERADORES.

Operacion en Paralelo Racionalizacion de la Carga


15/36


Los generadores sin escobillas, y controlados con AVR tienen una caracteristicade caida lineal DROOPING desde condiciones sin carga a condiciones de plenacarga.

0.5% Regulacion de Voltaje para AVR s Modelos MX321, SX421, MA325, MA327

1.0% Regulacion de Voltaje para AVR s Modelos MX341, SX440, SA465

CORRIENTE REACTIVA (WATTLESS)

409V

415V

VOLTS

0%

0.5%1.0%

0% 50% 100%CARGA

PARA QUE DOS O MAS GENERADORES PUEDAN COMPARTIR LA CARGAADECUADAMENTE DEBERAN TENER CARACTERISTICAS SIMILARLES DEVOLTAJE SIN CARGA Y DE PLENA CARGA.

Operacion en Paralelo Racionalizacion de la Carga


16/36


El Circuito del PARALLEL DROOP, provee la seal que permite al AVR sensar la corriente reactiva (WATTLESS) a un factor de Potencia 0.

En condiciones de Plena Carga, con un factor de Potencia de 0.8 la caida deVoltaje normal requerida es un 3%.

Esto es en adicion a la regulacion normal de Voltaje en el AVR, y permite al

CIRCUITO del DROOP controlar automaticamente el % del Voltaje.El DROOP es ajustado en el circuito del DROOP del AVR.

Un interruptor de corto circuito se puede colocar entre las terminales del DROOPCT para operar en modo aislado.

1.0% (SINGLE)

DROOP kWATT

403 V

415 V

VOLTS

0%

3.0%0% 50% 100%

CARGA a 0.8 FACTOR de Potencia

Operacion en Paralelo Racionalizacion de la CargaCORRIENTE REACTIVA (WATTLESS)
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/NPT39%20AVR%20DROOP%20CONTROL.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/NPT39%20AVR%20DROOP%20CONTROL.ppt


17/36


GEN 2

GEN 1

CB1

CB2

EJEMPLO: Dos Generadores similares de 400V son requeridos para operar enparalelo.

El Generador 2 esta incorrectamente ajustado en 406V (sin carga). El GEN 2 es conectado al Bus al cerrar el interruptor CB2.

400V

406V

MCB

CARGA

BUS

PORQUE ES NECESARIO EL CIRCUITO DEL DROOP EN GENERADORES EN PARALELO?

AVR 1

AVR 2

EQUIPO DE

SINCRONIZACION

El GEN 1 es sincronizado con el GEN 2 y el interruptor CB1 es cerrado.

Sin Carga

CB2

CB1

El Voltaje resultante en el Bus sera aproximadamente el promedio de los dosGeneradores.

403V

403V

403V

Operacion en Paralelo Corrientes Circulantes


18/36


GEN 2

GEN 1

CB1

CB2

MCB

CARGA

El sistema de excitacion en el GEN 1 intenta reducir el Voltaje hasta 400 V.

Esta diferencia de PRESION (VOLTS) provoca corrientes CIRCULANTES hacia GEN 1.

AVR

AVR

403V

BUS

403 V

400V

406V

El sistema de excitacion en el GEN 2 intenta aumentar el Voltaje hasta 406 V.

CORRIENTE CIRCULANTE

El Voltaje resultante sera aproximadamente el promedio de ambos Generadores.

La Corriente CIRCULANTE es WATTLESS o perdida, (FACTOR de potencia 0).

Operacion en Paralelo Corrientes CirculantesPORQUE ES NECESARIO EL CIRCUITO DEL DROOP EN GENERADORES EN PARALELO?


19/36


GEN 2

GEN 1

MCBCARG

A

Una Alta corriente de ADELANTO (CAPACITIVA , f.p. 0) esta fluyendo hacia el GEN 1.El CONTROL del DROOP debe reducir la corriente circulante dentro de limites

aceptables

BUS

403 V

Una Alta corriente de ATRAZO (INDUCTIVA , f.p. 0) esta fluyendo fuera del GEN 2.

PF

LAG

1 LEADLEADPF

LAG

1 LEADPF

LAG

LEAD1

PF

LAG

LEAD1PF

LAG

1LEAD

PF

LAG

LEAD1

AVR 1

AVR 2

DROOP CT

DROOP CT

Medidor deFactor dePotencia

CB1

CB2

El MAXIMO limite aceptable para corrientes circulantes es normalmente de un 8 %.




20/36


PF

LAG

LEAD1PF

LAG

LEAD1

PF

LAG

LEAD1

GEN 2

GEN 1

MCB

CARGA

AVR 1 Recive una Seal Proporcional a la corriente circulante (p.f. adelantado), lacual INCREMENTA el voltaje de excitacion C.D. en el Generador.

AVR 1 DROOP CT

BUS

403 V

AVR 2 DROOP CT

CB1

CB2

DROOP CT

El AVR 2 Recive una seal proporcional a la corriente circulante (p.f. atrazado) elcual reduce la excitacion de Voltaje de C.D. en el Generador.

DROOP CT

AVR 1

AVR 2

LEADPF

LAG

1 LEAD

PF

LAG

1LEAD





21/36


GEN 2

GEN 1

MCB

CARGA

VR 1 DROOP CT

BUS

PF

LAG

LEAD1

VR 2 DROOP CT

CB1

CB2

PF

LAG

LEAD1

Cuando el Interruptor MCB se cierra, el control del droop debera ayudar a repartir la componente reactiva de la corriente de la carga ( f.p. 0 ).

CORRIENTE DECARGA

DROOP CTVR 1

DROOP CTVR 2

LEADPF

LAG

1 LEAD

PF

LAG

1LEAD

PF

LAG

LEAD1

PF

LAG

LEAD1

CARGA403 V




22/36


GEN 2

GEN 1

MCBCARGA

AVR 1 DROOP CT

BUS

AVR 2 DROOP CT

kWATTMETER

LA CORRIENTE ACTIVA (factor de Potencia 1) es la componente de kWATT de lacarga, y es CONTROLADA y repartida por los motores.

ENG 2

ENG 1

LEADkW

LEADkW

kWATTMETER

LEADkW

LEADkW

Los primo motores (motores diesel), deberan tener governadores concaracteristicas similares en condiciones SIN CARGA Y DE PLENA CARGA, demanera que puedan compartir la corriente ACTIVA, (PF1).

CORRIENTE ACTIVA o kW

Operacion en Paralelo Compartiendo kW


23/36


1500 RPM

1560 RPMVELOCIDAD

0%

4.0%

0% 50% 100%PORCENTAJE DE CARGA

Un GOVERNADOR mecanico requiere de un minimo de 4% de caida en lavelocidad de manera que pueda compartir la corriente activa (KW), en la operacionen paralelo de dos o mas generadores.

1 caballo de Potencia = 746 WATTS , ( o 0.746 kWATTS .)El caballo de Potencia es el equivalente mecanico de los kWATTS, (potencia

electrica).kWATTS = corriente X Voltaje X FACTOR de Potencia (X 1.732 para 3 fases).

El Reparto de la carga activa es controlada por el GOVERNADOR en los motores.

CORRIENTE ACTIVA ( kWATT) REPARTO DE LA CARGA



24/36


motor 2/ 500 H.P

motor 1/ 500 H.P

EJEMPLO : se requiere conectar dos sets Generadores en paralelo, ambos conmaquinas similares de 500 H.P c/u, y con GOVERNADORES mecanicos.

Como compartiran las maquina 1 y 2 la carga AUTOMATICAMENTE, a traves detodas las variaciones de carga, de condicion sin carga a condicion de plena carga?

MCB

CARGA

BUS-BARCB1

CB2



25/36


GOVERNADOR EN EL MOTOR

Ejemplo : en esta analogia el motor del camion representa el motor diesel en elGENSET, y la cabina representa al Generador.

Motor A.C Generador



26/36


CARGA CARGA

Ejemplo : en esta analogia el motor del camion representa el motor del genset, yel camion es el Generador.

Cuando el camion trabaja sin carga, el motor solamente sostiene las perdidas.

Cuando el camion trabaja con carga conectada, el motor debe proveer unapotencia adicional, y la velocidad del camion se vera disminuida (por ejemplo 4%),ya que el governador en el motor esta fijo en una velocidad.

Que sucedera si los camiones se unen bajo esta condicion??

Al igual que en el Genset, el motor en el camion tiene una velocidad constanteie.,1500 RPM.

Operacion en Paralelo Compartiendo kWGOVERNADOR EN EL MOTOR


27/36


Los camiones estan ahora unidos, semejando una conexion de dos generadores enparalelo.

1) Ambos motores tienen caracteristicas similares sin carga y a plena carga ?

Como compartiran la carga en las siguientes situaciones?...

CARGA CARGA

RESPUESTA AMBOS COMPARTIRAN LA CARGA EQUITATIVAMENTE



28/36


2) El camion del frente tiene un motor de mayor potencia que el motor del camion de atras?

CARGACARGA

RESPUESTA El camion de enfrente tomara parte de la carga del camion de atras.



29/36


3) El camion de atras desarrolla una falla en el motor, y pierde Potencia ?

CARGA

RESPUESTA EL CAMION DE ENFRENTE TOMA TODA LA CARGA YREMOLCA AL CAMION DE ATRAS



30/36


motor 2500 H.P

Cuando ambos motores tienen governadores con caracteristicas similares,

compartiran la carga en kW en paralelo, automaticamente, en condiciones sin CARGAy a plena CARGA.

Cuando los motores tienen governadores con DIFERENTES caracteristicas, lacarga sera repartida de manera desigual al incrementar la toma de carga.

motor 1500 H.P

1500 RPM

1560 RPM

motor SPEED

0% 50% 100%PERCENTAGE CARGA

50% 0%

4.0% CAIDA EN LAVELOCIDAD

En este ejemplo el motor 2 es el de mayor potencia.



31/36


motor 2/ 500 H.P

motor 1/ 50 H.P

Ejemplo: dos sets de Generador diferentes son requeridos para operar enparalelo, el Set 1 tiene un motor de 50 H.P, el set 2 tiene un motor de 500 H.P.

Como sabe el motor 1 que debe tomar un 10% del total de la carga en kW,automaticamente, de condicion sin CARGA a plena CARGA ?

MCB

CARGA

BUSCB1

CB2



32/36


motor 2500 H.P

Cuando ambos motors tienen governadores de caracteristicas similares, se repartiranla carga proporcionalmente y de manera AUTOMATICA, sin CARGA y hasta plena CARGAEl motor 1 AUTOMATICAMENTE tomara el 10% de la carga a lo largo de los cambios de

la carga.

motor 150 H.P

1500 RPM

1560 RPM

motor SPEED

0% 50% 100%PERCENTAGE CARGA

50% 0%

37 kW 370 kW


4.0% CAIDA EN LAVELOCIDAD


33/36


motor 2, 500 H.P

motor 1, 50 H.P

Ejemplo: En el motor 1 (50HP) se presenta una falla que ocasiona que pierda Potencia.Que pasara si el motor 1 trabaja en paralelo con el motor 2?

MCB

CARGA

BUSCB1

CB2

Respuesta; el motor 2 suministrara toda la corriente de carga, y suministraraademas corriente ACTIVA (kWATTS) al GEN 1.

ACTIVE CURRENTGEN 2

GEN 1

El GEN 1 se ha convertido ahora en un MOTOR, haciendo girar al motor 1.

Potencia Inversa

Que es la Potencia Inversa ?

MOTOR

Esto es lo que se conoce como Potencia inversa, y puede llegar a daar severamente a los motores.



34/36


motor 2, 500 H.P

motor 1, 50 H.P

La Potencia inversa puede ocurrir cuando :-1. Sin CARGA conectada, y despues de una sincronizacion, alguno de los governadores falla,

alterando la velocidad sin CARGA en relacion con el otro motor.2. Con CARGA, si ocurre una falla en alguno de los motorss, ocasiona que se pierda Potencia, o siel ajuste en el Governador es INCORRECTO.

MCB

CARGA

BUSCB1

CB2

GEN 2

GEN 1

El Generador debera ser desconectado del sistema para evita daos en el motor o en elGenerador.

CORRIENTEACTIVA

Proteccion contraPotenciaInversa

ESTO SE LOGRA CON PROTECCIONES CONTRA POTECIA INVERSA

MOTOR



35/36


Como puede repartirse la carga en kW sin tener una caida en la velocidad?, i.e.,una velocidad constante de condicion sin carga a condiciones de plena carga?

Respuesta: Los motores deben contar con governadores ELECTRONICOS asincronos.

MCB

CARGA

BUSCB1

CB2

ISOCHRONOUSGOVERNOR kW FEEDBACK

ISOCHRONOUSGOVERNOR kW FEEDBACK

ACTIVE CURRENT

GOVERNORASINCRONO kW RETROALIMENTACION

GOVERNORASINCRONO kW FEEDBACK

El reparto de la carga en kW, se obtiene con el control en el GOVERNADOR dada unaseal de retroalimentacion, la cual controla automaticamente el reparto en la CARGA.



36/36


REGRESO AL MENU PRINCIPAL

CONTROLADOR DE FACTOR DE

POTENCIA PFC3

CIRCUITO DEL DROOP
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/NPT01%20MENU%20PRINCIPAL.ppshttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/NPT39%20AJUSTE%20DEL%20DROOP%20DEL%20AVR.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/NPT49%20PFC3%20+%20RCI.ppt

Npt13 Operacion en Paralelo

Documents

Transcript of Npt13 Operacion en Paralelo