Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC UNIVERSIDAD NACION AL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA

Trabajo Domiciliario N1:

PARALELO DE GRUPOS ELECTRGENOS CON BARRA INFINITA

CURSO: MAQUINAS ELECTRICAS III

PROFESOR: ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

GRUPO : 9

INTEGRANTES

-GALVEZ ANDAMAYO MIGUEL ANGEL 100673H

-GONZALES ENRIQUEZ FRANZ 100646K

-HUAMAN SAMANIEGO ANDERSON 100668D

-MARQUEZ LAURA RENE 100631C

-MENDOZA AGUILAR JAVIER 100657B

-MITMA DURAND MIGUEL 100621H

-MURILLO SIMON JUAN 072613 J

-SOLANO SUAREZ FREDY 100069C

-TRUCIOS FERRO PAUL JONATHAN 100619C

BELLAVISTA CALLAO

2015

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC

INDICE

1. INTRODUCCIN

2. RESUMEN

3. OBJETIVOS

4. FUNDAMENTOS TEORICOS

a. CONCEPTO DE GRUPO ELECTROGENO

b. PARTES CONSTITUTIVAS

c. BARRAS INFINITAS

d. GRUPOS ELECTROGENOS, BARRA INFINITA EN EL SEP

5. PARALELO DE GRUPOS ELECTROGENOS EN BARRA INFINITA

6. PROCEDIMIENTO EN LAS PRUEBAS DE CORTO CIRCUITO Y

CIRCUITO ABIERTO DE UN GENERADOR SINCRONICO

7. APLICACIN INDUSTRIAL

8. CONCLUSIONES

9. RECOMENDACIONES

10. BIBLIOGRAFAS

11. ANEXO

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1. INTRODUCCION

En la actualidad el mercado demanda cada vez ms generadores para trabajar en paralelo

por razones de normativa, econmicas, tipo de instalacin, etc. La configuracin en

paralelo es un modo particular de funcionamiento en el cual el grupo electrgeno se

sincroniza (se acopla con la misma frecuencia y tensin en fase) con otro grupo

electrgeno (o ms de uno), o bien con la red principal de suministro; segn el tipo de

configuracin necesaria, hacen falta dispositivos de funcionamiento y proteccin

especficos.

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC 2. RESUMEN

El presente trabajo tratara sobre el funcionamiento de los grupos electrgenos en paralelo

y su importancia en el SEIN.

Entre las principales aplicaciones que encontramos en el SEP podemos destacar

Paralelo entre 2 ms grupos electrgenos

Dos o ms grupos electrgenos se pueden predisponer para funcionar en paralelo entre

ellos y ser utilizados del siguiente modo:

Produccin: Alimentacin directa de un consumo mediante uno o ms grupos

electrgenos. El arranque de la planta tiene lugar de forma manual o mediante

una sealizacin remota.

Emergencia: Funcionamiento en emergencia de la red principal de suministro. El

arranque de la planta tiene lugar de forma automtica tras un defecto o fallo en la Red, y

es necesario prever, adems del cuadro de paralelo, un cuadro L.T.S. (cuadro de

conmutacin).

El funcionamiento se basa en el principio Master / Slave, es decir, un grupo electrgeno

tiene la funcin de primer grupo, mientras el otro/otros se sincronizan con l antes de

activar el suministro de la energa elctrica. El reparto de carga puede ser ajustado por el

usuario (en %) para cada uno de los grupos electrgenos (cuando haya ms de un grupo)

en funcin de la demanda de la misma. Adicionalmente, es posible suministrar integrado

en el cuadro un circuito para conexin/desconexin de grupos en funcin de la demanda

de carga.

Paralelo con red transitorio

En el funcionamiento de un cuadro de intervencin automtica, tienen lugar dos breves

retiros energticos con corte de tensin

Transferencia de carga red-grupo: Causado por la falta imprevista de la energa

de red y que determina el arranque automtico del grupo electrgeno as como la

transferencia de carga desde la red al grupo electrgeno.

Transferencia de carga grupo-red: Causado por el retorno del suministro de

energa elctrica por parte de la red, y que determina la transferencia de carga desde

el grupo a la red, as como la parada posterior del grupo electrgeno.

Es en la transferencia de carga grupo-red cuando acta el intercambio entre los dos

interruptores motorizados red/grupo del cuadro de conmutacin; el paralelo transitorio

sirve exclusivamente para evitar el segundo retiro de energa, gracias a que el sistema

lleva a cabo la sincronizacin del grupo electrgeno con la red solamente durante el

tiempo necesario para el cierre del interruptor de red y la sucesiva apertura del interruptor

del grupo electrgeno.

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3. OBJETIVOS

Comprender el funcionamiento de los grupos electrgenos y su importancia en

el SEP (Sistema Elctrico de Potencia).

Analizar la importancia de las conexiones de los grupos electrgenos y su

relacin con las mquinas sncronas.

Aplicaciones en la industria de las conexiones en paralelo de los grupos

electrgenos.

Enumerar las normas tcnicas establecidas para el grupo electrgeno.

Los grupos electrgenos utilizados en el SEP como reservas fras para la

confiabilidad del sistema.

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4. FUNDAMENTOS TEORICOS

a) GRUPO ELECTROGENO

Los grupos electrgenos estn destinados a una gran variedad de empleos, desempeando

la funcin de proveedor de energa de reserva, suplementaria o de emergencia, para

diversas instalaciones de servicios auxiliares (esenciales y no esenciales), alumbrado de

emergencia (de seguridad, de escape o de reserva), bancos, estadios deportivos, plantas

industriales, hospitales, etc, como as tambin en viviendas rurales aisladas de la red

pblica de suministro elctrico. Estas instalaciones presentan una diversidad de

exigencias en cuanto a la escala de las potencias involucradas, a la curva de carga, al

retardo admisible en la incorporacin del suministro, a la duracin del mismo y a su

confiabilidad; dando lugar a una gran cantidad de modelos que combinan mltiples

tecnologas. Los grupos electrgenos bsicamente estn formados por un conjunto

integrado que contiene un motor trmico primario (turbina de gas, motor Otto o Diesel),

un generador elctrico (generalmente de corriente alterna) acoplado al eje del mismo y

los correspondientes elementos auxiliares y sistemas complementarios, como los distintos

indicadores de estado, tableros de maniobra, tanques, radiadores, circuitos de lubricacin,

combustible, agua y eventualmente aire comprimido; excitatrices, cargadores de bateras,

equipos de control de tensin y frecuencia, automatismos de transferencia, protecciones

contra sobrecargas, cortocircuitos, etctera.

En los grupos ms modernos, tambin se disponen microprocesadores, rutinas de

autodiagnstico, sistemas de comunicacin de datos, contactos libres de tensin, etctera.

Esto brinda una mayor flexibilidad operativa y permite realizar un control remoto del

grupo. La potencia nominal del grupo electrgeno a seleccionar resulta de la suma de las

potencias absorbidas por los receptores a alimentar durante la falta de energa de red,

multiplicada por un factor de simultaneidad y previendo un futuro aumento del consumo.

Segn sea el consumo total de las cargas y la extensin geogrfica de la instalacin, los

grupos electrgenos pueden elegirse para entregar energa en baja o media tensin, con o

sin transformador intermedio.

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC b) PARTES CONSTITUTIVAS

Un grupo electrgeno consta de las siguientes partes detalladas a continuacin:

Motor Diesel.

El motor Diesel que acciona el Grupo Electrgeno ha sido seleccionado por su fiabilidad

y por el hecho de que se ha diseado especficamente para accionar Grupos Electrgenos,

la potencia til que se quiera suministrar nos la proporcionar el motor, as que, para una

determinada potencia,

habr un determinado

motor que cumpla las

condiciones requeridas.

El motor representa

nuestra fuente de energa

mecnica para que el

alternador gire y genere

electricidad, existe dos

tipos de motores:

Motores de gasolina y de

gasoil (diesel),

generalmente los

motores Diesel son los

ms utilizados en los

Grupos Electrgenos por sus prestaciones mecnicas, ecolgicas y econmicas.

Regulacin del motor.

El regulador del motor es un dispositivo mecnico diseado para mantener una velocidad

constante del motor con relacin a los requisitos de carga, la velocidad del motor est

directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador, por lo que cualquier

variacin de la velocidad del motor afectar a la frecuencia de la potencia de salida.

Sistema elctrico del motor.

El sistema elctrico del motor es de 12 Vcc, excepto aquellos motores los cuales son

alimentados a 24 Vcc, negativo a masa, el sistema influye un motor de arranque elctrico,

unas bateras libres de mantenimiento (acumuladores de plomo), sin embargo, se puede

instalar otros tipos de bateras si as se especifica, y los sensores y dispositivos de alarmas

de los que disponga el motor. Normalmente, un motor dispone de un monocontacto de

presin de aceite, un termocontacto de temperatura y de un contacto en el alternador de

carga del motor para detectar un fallo de carga en la batera.

Sistema de refrigeracin.

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC El sistema de refrigeracin del motor puede ser por medio de agua, aceite o aire, el

sistema de refrigeracin por aire consiste en un ventilador de gran capacidad que hace

pasar aire fro a lo largo del motor para enfriarlo, el sistema de refrigeracin por agua

/aceite consta de un radiador, un ventilador interior para enfriar sus propios componentes

Alternador

El generador se conoce tambin como ALTERNADOR puesto que la salida suministra

potencia de corriente alterna, el generador de un grupo electrgeno es la maquina que

convierte la energa mecnica rotativa del motor diesel en energa elctrica, mediante

fenmenos de induccin electromagntica

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

La energa elctrica producida por el grupo electrgeno proviene de un sistema de bucle

cerrado que consiste principalmente en el rotor inductor, el campo de induccin giratorio

y el regulador automtico, el proceso comienza cuando el motor empieza a girar los

componentes internos del alternador, el magnetismo remanente en el rotor principal

produce un pequeo voltaje alternante en el estator principal, el regulador automtico de

voltaje (AVR [RAV]) rectifica este voltaje y lo aplica al estator de excitacin, esta

corriente continua en el estator de excitacin crea un campo magntico que, a su vez,

induce un voltaje en corriente alterna en el rotor de excitacin. Este voltaje en C.A.

(corriente alterna) se convierte otra vez en C.C. (corriente continua) por medio de los

diodos giratorios (conjunto rectificador), cuando este voltaje de C.C. aparece en el rotor

principal, se crea un campo magntico ms fuerte que el campo remanente original lo que

induce un voltaje mayor en el estator principal, este mayor voltaje circula a travs del

sistema induciendo an mayor voltaje c.c. de vuelta al rotor principal, este ciclo se repite

para acumular un voltaje prximo al nivel de salida adecuado del grupo electrgeno, en

este punto el regulador automtico de voltaje comienza a limitar el voltaje que pasa al

estator de excitacin que, a su vez, limita la potencia total de salida del alternador.

c) BARRAS INFINITAS

Una barra infinita es una barra de un sistema elctrico donde la tensin (mdulo y ngulo)

y la frecuencia se mantienen constantes para cualquier condicin de carga del sistema.

Con el fin de lograr una mejor representacin de las ideas, conviene considerar como

barra infinita, un punto de acceso elctrico donde hay una mquina sincrnica de

dimensiones mucho ms grande que la mquina sincrnica conectada a la barra, cuyo

comportamiento se desea estudiar.

Una mquina sincrnica conectada a una barra infinita que tiene una frecuencia f, est

obligada a girar a la siguiente velocidad:

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC Llamada velocidad sincrnica, donde P es el nmero de polos de la mquina.

Si por alguna razn, la mquina sincrnica no tiene exactamente la velocidad que le

impone la barra infinita, se establecern torques de origen elctrico que tratarn de hacer

que la mquina recupere y mantenga su velocidad sincrnica, lo que quiere decir, se

mantenga en sincronismo.

Si sucede que la velocidad ha cambiado tanto, como para que no se posible recuperar la

velocidad de sincronismo, entonces la mquina entra en la zona de inestabilidad o se sale

del sincronismo.

La sincronizacin de una mquina de este tipo tiene lugar, cuando se conecta la mquina

a la red. En realidad cuando se interconecta una mquina sincrnica con la red, lo que se

est haciendo, es conectarse con otras mquinas sincrnicas que ya estn funcionando.

d) GRUPOS ELECTROGENOS, BARRA INFINITA EN EL SEP

La utilizacin de las nuevas tecnologas en la generacin de la electricidad est creciendo

en el mundo. Cuando estas nuevas unidades de generacin estn conectadas en las redes

de distribucin de los sistemas elctricos de potencia pueden incidir de forma significativa

en el comportamiento de una red elctrica ante los distintos regmenes de operacin, y en

particular, sobre los distintos tipos de la estabilidad: del ngulo (transitoria y dinmica),

de la frecuencia y del voltaje. Con la significativa aplicacin de las nuevas fuentes de

generacin conectadas en las redes de distribucin, estas dejan de ser circuitos pasivos

para convertirse en circuitos activos que pueden suministrar potencia activa y reactiva a

la transmisin. Tradicionalmente no era necesario considerar los problemas de estabilidad

asociados con las redes de distribucin, sin embargo, la inercia de las unidades

generadoras conectadas, frecuentemente es baja y no siempre el tiempo de operacin de

la proteccin asegura la estabilidad para todos los tipos de fallas. Una falla en la red, un

disparo de un generador convencional u otra perturbacin en la red puede originar la

desconexin de un gran nmero de generadores dispersos, provocando un dficit de

generacin y una cada temporal de la frecuencia. En el caso de la potencia que

suministran los generadores elicos, los cambios rpidos con altas velocidades del viento

pueden provocar prdida de generacin por la accin de las protecciones de frecuencia al

producirse excursiones de la frecuencia y situaciones dinmicamente inestables.

Frecuentemente el sistema de proteccin proporciona las mejores opciones para mejorar

la estabilidad de un sistema de potencia, de aqu que un sistema que tienda a ser inestable

debe ser provisto de protecciones rpidas.

La generacin distribuida se puede materializar a travs de diferentes tecnologas: Grupos

electrgenos (motores diesel o motores fuel); turbinas de gas; generadores elicos;

generadores fotovoltaicos y otras.

Si se tiene en cuenta el bajo valor de la constante de inercia de estos motores (diesel o

fuel) se evidencia la importancia de este elemento amortiguador. Igualmente, muchos

catlogos de firmas comercializadoras no esclarecen plenamente los modelos y sus

parmetros de los sistemas de excitacin y de los reguladores de velocidad;

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC obstaculizando la posibilidad de realizar un estudio de estabilidad con la modelacin de

todos los elementos que permiten los simuladores. En muchos casos se limitan a sugerir

los modelos tpicos que plantean la IEEE o tambin el sistema de excitacin que propone

Basler Electric Company, Higland, Illinois.

Las consideraciones hechas pueden ser aplicadas a los estudios de estabilidad que se

realicen al SEP, teniendo en cuenta que este sistema est desarrollndose,

fundamentalmente, sobre la base de la instalacin en el mismo de un gran nmero de

motores diesel, fuel y generadores elicos de diferentes capacidades. Actualmente se

realiza una profunda revisin bibliogrfica que permita en breve tiempo organizar una

base de datos que permita realizar los principales clculos para analizar los regmenes

estacionarios y transitorios del SEN.

5. PARALELO DE GRUPOS ELECTROGENOS EN BARRA INFINITA

Requisitos iniciales para el arranque. La preparacin de un generador para la

operacin en paralelo requiere atencin especial.

Antes de intentar paralelar las unidades por primera vez, todas las unidades se

deben revisar. Se deben satisfacer las tres condiciones siguientes:

1. Misma rotacin de fase

2. Misma frecuencia de la corriente alterna

3. Mismo ajuste de voltaje

Rotacin de fase

La secuencia de fase del generador debe ser igual a la secuencia de fase del

sistema para que los sistemas operen en paralelo. La secuencia de fase puede ser

verificada por un medidor de rotacin de fase. Vea la secuencia de fase en el

generador y en las tuberas que vienen de la barra colectora del sistema. Se

puede usar tambin luces de sincronizacin para determinar la secuencia relativa

de fase. Se indica la secuencia correcta de fase cuando el brillo de las dos luces

cambia al mismo tiempo.

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- Conecte las lmparas entre los conductores de generador y la fase de

lnea correspondiente. Asegrese de que las lmparas tengan el voltaje

nominal correcto.

- Arranque las unidades paralelas. Haga que funcionen a velocidad. A medida

que las unidades aproximan a la misma velocidad, las luces indicadoras

empezarn a destellar.

a. Si las luces destellan secuencialmente, una de las unidades est conectada

al revs. Si una de las unidades est conectada al revs, quite los conductores

de generador "1" y "3" en el disyuntor. Intercambie los conductores de

generador "1" y "3". Esto invierte el sentido de la rotacin de fase. El cable

"2" debe estar siempre conectado al cable "2".

b. Si las luces indicadoras destellan simultneamente, la rotacin de fase de

ambos generadores es igual.

El mdulo de luces sincronizadoras se equipa con un rel de potencia inversa.

Esto proporcionar proteccin adicional al sistema. Si el motor debe perder potencia, las

otras unidades paralelas intentarn motorizar el motor y el generador. Fluir potencia

al generador que est fallando. Esta potencia causar que el generador que est

fallando acte como un motor. Cuando ocurre esto, el rel de potencia inversa se

activar. El motor que est fallando y el generador se pararn.

Ajuste de frecuencia

La velocidad de las unidades conectadas en paralelo debe ser igual. La velocidad

es proporcional a la frecuencia de la corriente alterna.

1. Deje que cada grupo electrgeno opere bajo carga (aproximadamente 30 minutos).

2. Ajuste el control del regulador para dar frecuencia nominal a carga plena.

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC 3. Quite la carga y verifique la velocidad alta en vaco. Para reguladores equipados

con cada, la velocidad alta en vaco debe ser aproximadamente 2% a 5% por encima

de velocidad a carga plena. Si no se pueden obtener estas velocidades, comunquese

con su distribuidor Caterpillar.

4. Para la mayora de los resultados uniformes, repita los pasos 2 y 3. Repita estos pasos

hasta que todas las unidades tengan la misma frecuencia de la corriente alterna.

Ajuste de voltaje

El siguiente ajuste de voltaje es para compensacin individual. Este ajuste se conoce

tambin como correccin de cada reactiva. Hay otro mtodo que se

llama compensacin diferencial (compensacin de corriente transversal). En la

compensacin de corriente transversal, el regulador se desva hacia adelante por la

diferencia en las entregas reactivas de corriente del generador paralelo. Vea el

procedimiento de ajuste en la Hoja de datos del motor, LEKX8142, "Voltaje de cada

cero para la operacin en paralelo".

El nivel de voltaje y los ajustes de cada de voltaje determinan la cantidad de

corrientes circulantes entre generadores. Los ajustes cuidadosamente emparejados del

regulador de voltaje reducirn las corrientes circulantes. Las cargas con un factor de

potencia de 0,8 requieren una cada de voltaje del generador de aproximadamente 5%.

Esto ocurrir principalmente en motores. Se expresa la cada de voltaje como el

porcentaje de cambio de voltaje entre funcionamiento sin carga y funcionamiento a

carga plena. Use el mismo voltmetro para hacer los ajustes en cada unidad conectada

en paralelo.

1. Para ajustar el voltaje, vea en la Seccin de operacin, "Operacin de la

unidad sencilla".

2. Mientras el motor est funcionando a velocidad nominal, haga girar la cada

de voltaje hacia la derecha. Haga girar la cada de voltaje hasta que se alcance una mitad

de la gama completa. Para el factor de potencia de la unidad, fije el control de cada de

voltaje en todos los generadores a una mitad de la gama completa. Proceda al paso 7.

Una carga normal e impulsada tiene un factor de potencia de aproximadamente 0,8. Si

la carga impulsada es normal, proceda al paso 3.

3. Reajuste el control del nivel de voltaje hasta que el voltaje sea alrededor de 5%

por encima de voltaje deseado.

4. Aplique carga plena.

Nota: Si un generador se paralela con otros generadores, cada cada de voltaje

del generador debe ser igual para dividir satisfactoriamente la carga reactiva.

5. Con carga plena en 0,8 factor de potencia, reajuste el control de cada de voltaje

para obtener el voltaje deseado.

6. Para cada generador paralelo, repita los pasos 3, 4 y 5. Contine hasta que el

voltaje de lnea sea igual al nivel deseado (carga plena). El voltaje sin carga debe

ser aproximadamente 5% por encima del voltaje nominal.

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC 7. Conecte los generadores en paralelo y aplique la carga impulsada. Verifique

la corriente de salida del generador. Aada los amperios de los

generadores individuales. Si esta suma excede la corriente de plena carga nominal que

est yendo a la carga por 10%, ajuste los controles de cada de voltaje para

compartir proporcionalmente la corriente entre generadores. Algo de corriente

circulante se permite con carga ligera.

8. Despus de que los generadores en paralelo hayan estado operando a carga

plena durante un mnimo de una hora, haga los ajustes finales. Apriete las contratuercas

en todos los controles e instale la tapa de acceso. Se ha satisfecho el tercero estado

de los requisitos iniciales para el arranque.

Arranque de unidades mltiples

El procedimiento de arranque para unidades mltiples es idntico al procedimiento

de arranque para unidades sencillas.

Unidades mltiples en paralelo

Las unidades se pueden paralelar en ninguna carga o se pueden paralelar bajo carga.

Para paralelar dos o ms unidades, se deben satisfacer las condiciones siguientes:

1. Misma rotacin de fase

2. Mismo nivel de voltaje

3. Misma cada de voltaje

4. Misma frecuencia

5. Voltajes en fase

Las tres primeras condiciones se han satisfecho en el arranque inicial para operacin

en paralelo.

1. Arranque la unidad paralela. Vea la seccin Operacin del motor.

2. Active las luces de sincronizacin.

3. Opere el motor por unos cuantos minutos. Traiga el motor hasta velocidad

sincrnica (la misma frecuencia como la unidad en el cable). Las luces de

sincronizacin empezarn a destellar.

4. Use el control del regulador para ajustar la velocidad del motor hasta que las

luces indicadoras destellen muy lentamente.

Nota: La frecuencia de la unidad que se va a conectar debe ser ligeramente mayor que la

frecuencia de lnea. Esto permitir que la unidad de entrada que asuma parte de la carga

en vez de la adicin a la carga del sistema.

5. Cuando los voltajes de las dos unidades estn en fase, las luces indicadoras

estn apagadas. En este momento, cierre muy rpidamente el disyuntor mientras las

luces estn apagadas.

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC 6. Use los controles del regulador para compartir carga en kilovatios entre motores.

7. Despus de que la temperatura del generador se ha estabilizado durante una hora,

ajuste cada control de cada de voltaje del generador. Esto compartir la carga reactiva y

limitar las corrientes circulantes. Habr menos cada cuando se hace girar el control de

cada de voltaje hacia la izquierda. Cuando se hace girar el control de cada hacia la

izquierda, la corriente reactiva transportada por el generador aumenta.

Divisin de carga

Una vez que se hayan paralelado dos unidades, la comparticin de carga en kilovatios

es determinada por el ajuste de control del regulador. Si dos unidades de la

misma capacidad y las mismas caractersticas del regulador tienen las mismas

regulaciones de control del regulador, se compartir igualmente la carga.

Para transferir una carga del motor a otro motor, siga este procedimiento: La carga

total no debe exceder la capacidad de un motor.

1. Para aumentar la carga, aumente el control de velocidad del regulador de una unidad.

2. Para disminuir la carga en una unidad, reduzca el control de velocidad del

regulador de la unidad.

3. Para cambiar frecuencia del sistema, levante o baje el control de velocidad

del regulador de ambas unidades.

Corrientes circulantes

Cuando se paralelan dos unidades, habr corrientes circulantes. Estas corrientes no

estn haciendo un trabajo til. Las corrientes circulantes fluyen entre los generadores.

La cantidad de corriente circulante se puede determinar determinando el amperaje total

del generador que est yendo a la carga.

Las diferencias de voltaje entre dos unidades causan las corrientes circulantes. Con

grupos electrgenos que estn fros, las corrientes circulantes pueden ser tan altas como

25% de la clasificacin de amperios sin considerar. Corriente circulante forma parte de

la corriente total del generador. Este total no debe exceder la clasificacin de amperaje.

A medida que los generadores se calientan, las corrientes circulantes disminuirn.

Las lecturas del ampermetro deben disminuir ligeramente. Las lecturas del voltmetro

deben permanecer constantes.

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6. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR LA PRUEBA DE CIRCUITO

ABIERTO Y CORTOCIRCUITO DE LOS GENERADORES

SINCRNICOS

Prueba de Circuito Abierto

La prueba a circuito abierto, o prueba sin carga consiste, en colocar el Generador en

vaco, es decir sin carga alguna en sus bornes, hacindola girar a su velocidad nominal y

con corriente de campo igual a cero. Al ir aumentando gradualmente el valor de la

corriente de campo, se obtienen diversos valores de y ya que la corriente que circula

por la armadura siempre ser cero = 0 debido que se encuentra en vaco, se obtendr

que = Gracias a sta prueba, con los valores obtenidos, se puede formar "La

curva de Caractersticas de Vaco" vs que permite encontrar la tensin interna

generada por una corriente de campo dada.

La prueba de circuito abierto se lleva a cabo con los terminales de la mquina

desconectada de cualquier circuito externo. El procedimiento de la prueba bsica es:

Abra el circuito de los terminales del generador

Llevar la mquina a la velocidad sncrona mediante un sistema mecnico externo

Poco a poco aumentar la intensidad de campo y medir la tensin abierta en los

bornes

Como no hay corriente en la armadura, la tensin en los bornes de medida es la tensin

inducida:

=

Si la mquina est conectada en estrella, la tensin de medida ser un voltaje lnea a

lnea y la tensin inducida por fase se puede encontrar en:

= 3

Tcnicamente esta prueba se efecta impulsando el generador a su velocidad nominal

al tiempo que se deja abierto el devanado de la armadura. La corriente del campo se

vara en pasos apropiados y se registran los valores correspondientes del voltaje a

circuito abierto entre dos pares cualesquiera de terminales de los devanados de la

armadura.

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC La corriente del campo puede aumentarse hasta que el voltaje a circuito abierto sea el

doble del valor especificado. De los datos registrados para el voltaje a circuito abierto es

posible calcular el voltaje por fase (circuito abierto). Cuando se grafica el voltaje por

fase (circuito abierto) como funcin de la corriente de campo, se obtiene una grfica

llamada caracterstica (curva) de saturacin a circuito abierto (CCA).

La CCA sigue una relacin en lnea recta en tanto el circuito magntico del generador

sncrono no se sature. Debido a que en la regin lineal el entrehierro consume la mayor

parte de la FMM, la recta recibe el nombre de lnea del entrehierro. A medida que la

saturacin se establece, la CCA comienza a desviarse de la lnea de entrehierro.

Prueba de Cortocircuito

Como su nombre indica, la prueba de corto circuito se lleva a cabo con los terminales de

la mquina de un cortocircuito, consiste en llevar nuevamente la corriente de campo a

cero, para luego cortocircuitar los bornes del generador y proseguir a ir incrementando

la corriente de campo. El procedimiento de ensayo bsico es como sigue:

Establezca el campo actual a cero

Un cortocircuito en los terminales de la armadura

Accionar el generador a la velocidad sncrona con el sistema mecnico externo

Poco a poco aumentar el devanado de campo en curso hasta que la corriente de

corto circuito de la armadura alcanza el valor nominal de diseo

La prueba en cortocircuito brinda informacin acerca de las potencialidades de corriente

de un generador sncrono. Se lleva a cabo impulsando el generador a su velocidad

nominal, con las terminales del devanado de la armadura en cortocircuito.

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC Tcnicamente esta prueba se efecta colocando un ampermetro en serie con una de las

tres lneas en cortocircuito. Se incrementa gradualmente la corriente de campo y se

registra el valor correspondiente de la corriente a corriente mxima de la armadura en

cortocircuito, no debe exceder el doble de la corriente especificada del generador. Con

base en los datos registrados se calcula la corriente por fase en el cortocircuito. Cuando

esta ltima se grafica como funcin de la corriente del campo, la grfica se llama

caracterstica en cortocircuito (CCC) de un generador. Por razones prcticas, la CCA y

la CCC se trazan en la misma grfica, Puesto que el voltaje en las terminales en

condiciones de cortocircuito es igual a cero, el voltaje por fase generado debe ser igual a

la cada de voltaje a travs de la impedancia sncrona.

7. APLICACIN INDUSTRIAL

En la actualidad el mercado demanda cada vez ms generadores para trabajar en paralelo

por razones de normativa, econmicas, tipo de instalacin, etc. La configuracin en

paralelo es un modo particular de funcionamiento en el cual el grupo electrgeno se

sincroniza (se acopla con la misma frecuencia y tensin en fase) con otro grupo

electrgeno (o ms de uno), o bien con la red principal de suministro; segn el tipo de

configuracin necesaria, hacen falta dispositivos de funcionamiento y proteccin

especficos.

Entre las principales aplicaciones que encontramos en el mercado podemos destacar:

Paralelo en isla entre 2 ms grupos electrgenos

Dos o ms grupos electrgenos se pueden predisponer para funcionar en paralelo entre

ellos y ser utilizados del siguiente modo:

Produccin: Alimentacin directa de un consumo mediante uno o ms grupos electrgenos (nuestra unidad de control permite la gestin de hasta 32 grupos). El

arranque de la planta tiene lugar de forma manual o mediante una sealizacin remota.

Emergencia: Funcionamiento en emergencia de la red principal de suministro. El arranque de la planta tiene lugar de forma automtica tras un defecto o fallo en la Red, y

es necesario prever, adems del cuadr

o de paralelo, un cuadro L.T.S. (cuadro de conmutacin). El funcionamiento se basa en

el principio Master / Slave, es decir, un grupo electrgeno tiene la funcin de primer grupo, mientras el otro/otros se sincronizan con l antes de activar el suministro de la energa elctrica. El reparto de carga puede ser ajustado por el usuario (en %) para cada

uno de los grupos electrgenos (cuando haya ms de un grupo) en funcin de la demanda

de la misma. Adicionalmente, es posible suministrar integrado en el cuadro un circuito

para conexin/ desconexin de grupos en funcin de la demanda de carga.

Paralelo con red transitorio

En el funcionamiento de un cuadro de intervencin automtica estndar, tienen lugar dos

breves black-out energticos con corte de tensin:

Transferencia de carga red-grupo: Causado por la falta imprevista de la energa de red y que determina el arranque automtico del grupo electrgeno as como la

transferencia de carga desde la red al grupo electrgeno.

Transferencia de carga grupo-red: Causado por el retorno del suministro de energa elctrica por parte de la red, y que determina la transferencia de carga desde el grupo

a la red, as como la parada posterior del grupo electrgeno. Es en la transferencia de

carga grupo red cuando acta el intercambio entre los dos interruptores motorizados

red/grupo (L.T.S.); el paralelo transitorio sirve exclusivamente para evitar el segundo

Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica-UNAC blackout, gracias a que el sistema lleva a cabo la sincronizacin del grupo electrgeno

con la red solamente durante el tiempo necesario para el cierre del interruptor de red y

la sucesiva apertura del interruptor del grupo electrgeno.

SISTEMA DE MLTIPLES GRUPOS ELECTRGENOS DE EMERGENCIA

SINCRONIZADOS CON LA RED.

En este sistema el conjunto de grupos est en emergencia en caso de fallo de la red.

Como en el caso anterior, cada uno de los grupos est controlado por una central de

control que permite sincronizar todos los grupos del sistema y un cuadro de conmutacin

con una nica central comn que controla conjuntamente la carga de la RED y la carga

del conjunto de grupos.

La forma de actuacin es la siguiente:

La central comn vigila la RED elctrica. Cuando se produce un fallo de Red, esta lo

detecta, abre el contactor de RED y enva una seal de arranque a los grupos. Los

grupos se sincronizan, se cierra el contactor de estos y empiezan a generar la energa

demandada por la carga, sustituyendo a la red. Los grupos se adaptan a la carga,

arrancndose y parndose segn evolucione la demanda.

Cuando vuelve la red, los grupos se sincronizan con esta, y la central comn enva una

seal para cerrar el contactor de red, y comience el flujo de energa por parte de esta.

Durante algunos segundos los 2 contactores, red y grupo estn cerrados, decreciendo

progresivamente la energa proporcionada por los grupos, producindose una

RESTITUCIN DE LA RED SIN CORTE, hasta que la central comn enva una seal

para abrir el contactor de grupo (se detiene el flujo de energa por parte de los grupos) y

seguidamente la orden de parada de estos, quedando estos nuevamente en posicin de

reserva.

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8. CONCLUSIONES

La conexin en paralelo de los grupos electrgenos, por normativa y economa son ms solicitada en el mercado elctrico.

Para el arranque de un grupo electrgeno se sigue una serie de procedimiento.

Una de las ventajas principales del conexionado en paralelo de los grupos electrgenos es la reparticin de carga.

Los grupos Electrgenos son de vital importancia en las Centrales Elctricas de Emergencia por el rpido arranque que ofrece (Black Start)

Su flexibilidad y rpido arranque le permiti ser el grupo auxiliar por excelencia y como Grupo de Emergencia para colapsos en la SEIN, entregando potencia a

la red elctrica para mantener estable el sistema.

Los grupos electrgenos tienen muchas aplicaciones, tanto en hospitales, industrias y en los sistemas elctricos de potencia empleado en el SEIN

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9. RECOMENDACIONES

Se aprende a desarrollar las normas tcnicas, cuestiones legislativas y reglamentarias

Hay que tener en cuenta que la norma bsica para los motores y generadores es

la NEMA MG-1, la cual es aplicada a todas las mquinas, sean pequeas,

medianas y grandes

La seguridad efectiva se obtendr con el adecuado inspeccin de las

instalaciones y equipos; labores que debern realizarse de acuerdo a prcticas

recomendadas de ingeniera y conforme a las normas tcnicas nacionales, y a

falta de stas, a las normas, cdigos, especificaciones, publicaciones,

prescripciones y recomendaciones tcnicas extranjeras, aceptados por la

Superintendencia de Electricidad

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10. BIBLIOGRAFIA

RAFAEL TAKESHI MINEROI AKIYA " Pruebas en motores sncronos"

.Universidad de Costa Rica "ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA"".

2010

Maquinas Elctricas III -Potencia en Mquinas Sncronas Ing. Huber Murillo Protecciones Elctricas/ROMERO, Jos Carlos y VEGA, Francisco.

Universidad Nacional de Colombia, Bogot.

ROLDN, Jos. Manual del bobinador. Quinta edicin. Barcelona (Espaa):

EDICIONES CEAC, S.A, 1980. 268 p.

El ABC de las maquinas elctricas II motores de corriente alterna - Enrquez Harper. Manrique.

IRVING L.KOSOW. Maquinas elctricas y transformadores. Prentice -Hall Hispanoamericana.1993

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11. APNDICE Y ANEXOS Normas aplicables en motores sncronos.

Los motores sincrnicos son ensayados de acuerdo con las normas NBR, IEC, NEMA,

IEEE y API en el moderno laboratorio capacitado para testear motores de media y alta

tensin con potencia de hasta 20.000 kVA y tensiones hasta 15.000 V, con monitoreo

totalmente informatizado y control de alta precisin.

Los ensayos estn divididos en tres categoras: ensayos de rutina, tipo y especiales.

Ensayos de rutina

Inspeccin visual

Resistencia hmica de los devanados

Inspeccin en los detectores de temperatura y resistencia de calentamiento

Marcacin de los terminales y secuencia de fases

Equilibrio entre fases

Niveles de vibracin

Saturacin en vaco

Cortocircuito trifsico permanente

Rotor bloqueado

Tensin aplicada

Resistencia del aislamiento

Ensayos de tipo

Elevacin de temperatura.

Curva en vaco (curva V).

Sobre velocidad.

Determinacin de prdidas y rendimiento

Determinacin de las reactancias

ndice de polarizacin

Ensayos especiales

Prueba sbita de corto circuito

Tensin en el eje

IEC 60034-2-1

PRDIDAS ADICIONALES: La IEC 60034-2-1 ofrece diferentes mtodos de obtencin

de las prdidas adicionales:

A partir de las prdidas residuales.

Asignacin de prdidas.

Ensayo Eh star.

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PROCEDIMIENTO DE INGRESO, MODIFICACIN Y RETIRO DE INSTALACIONES EN EL SEIN

COES SINAC

Pag. 15 y 16

6.0 Sistemas de Servicios auxiliares

Arranque en Negro (Black Start)