Conexión en paralelo de alternadores

1. Conexión en Paralelo de Generadores Síncronos
Carrera de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Universidad Politécnica Salesiana
Cuenca-Ecuador
Felipe Quevedo Avila
lquevedo@est.ups.edu.ec
Abstract— Este documento tiene como objetivo De inducido rotante, fig. 1 .-Los polos
principar poner en marcha un generador Un excitados con corriente continua están
generador síncrono es un tipo de máquina
eléctrica rotativa capaz de transformar energía
fijos en el estator, y el rotor, con
mecánica (en forma de rotación) en energía devanado mono o trifásico, tiene las
eléctrica.El paralelo de alternadores es muy salidas de corriente a través de anillos
importante y ha servido de mucho el rozantes.- Se lo utiliza solo para
aprender y saber cómo funcionan las pequeñas potencias, como ser grupos
redes eléctricas del mundo, el paralelo de electrógenos portátiles, porque al ser la
alternadores es indispensable por la razón salida de corriente a través de elementos
de que un solo generador no podría móviles no es posible manejar grandes
abastecer a tanta carga que consume el potencias. Otra aplicación: Excitatrices
país por decir un ejemplo, es por esta
sin escobillas.
razón que los ingenieros han desarrollado
el paralelo de alternadores dando una
gran ventaja para el sistema de red, lo
primordial es que al poner en paralelo
aumenta la confiabilidad del sistema es
decir podemos abarcar mucha mas
potencia que consume la carga y también
podemos hacer un mantenimiento de un
alternador mientras los demás siguen en
funcionamiento.
Figura 1 Diseño de un generador de Inducido
rodante
I. Marco Teórico:
Maquinas Síncronas De inducido fijo y rueda polar giratoria,
Estas máquinas pueden cumplir tres fig. 2 y 4. Los polos son alimentados
diferentes funciones a saber: por corriente contínua a través de dos
a) Generadores o alternadores anillos rozantes, giran accionados por
b) Motores
un motor térmico o hidráulico.- El
c) Condensador rotativo o
compensador síncrono inducido, estático, sede de las corrientes
En su construcción física son muy alternas, entrega energía directamente al
similares, pero en sus prestaciones cambian, consumo. -Es la máquina más común en
según el uso a que se las destina. las usinas hidráulicas.
La conversión de energía:
a) De mecánica a eléctrica
b) De eléctrica a mecánica
c) De eléctrica a eléctrica.
Generadores
Se construyen de tres formas diferentes;

2. Figura 2 Esquema de Construcción de
alternadores síncronos con rotores de polos
salientes y listos
Figura 5 Aspecto General de un rotor listo
montado tetrapolar
II. Desarrollo
Puesta en Paralelo de Generadores
Síncronos
Las razones principales para la puesta en
paralelo son:
Figura3Esquema de Construcción de Asegurar la continuidad de
alternadoressíncronos con rotores de servicio.
polossalientes y listos
Economía que se logra en los
De inducido fijo igual que en el caso costos de instalación y
anterior, y el rotor es ranurado funcionamiento (obras en un solo
lugar, supervisión y manutención).
exteriormente, donde se alojan las
bobinas que alimentadas por c.c. a A diferencia de los generadores de C.C., los
través de dos anillos, generan los polos.- generadores síncronos en paralelo deben
También se los denomina "turbo girar a la misma velocidad si tienen el
alternadores".- El rotor es generalmente mismo número de polos y en consecuencia,
de 2 o 4 polos.- fig. 2 y 5. Se los destina la distribución de la potencia Activa, entre
para grandes potencias y velocidades. ambas maquinas, depende exclusivamente,
Generalmente son accionados por casi siempre, de la característica velocidad
turbinas a gas o vapor. — potencia de sus respectivos motores
impulsores.
Requisitos para conectar generadores
síncronos en paralelo:
a. Secuencia correcta de fases.
b. Las tensiones de fase deben estar
en fase con las del sistema.
Figura 4 Aspecto interior de un rotor con polos
Salientes
c. La frecuencia debe ser casi
exactamente igual a la del sistema.

3. Se maniobra el reóstato que regula
la intensidad de la corriente de
excitación que recorre las bobinas
inductoras hasta conseguir que
la fuerzaelectromotriz generada en
el bobinado inducido del alternador
( medida por su voltímetro V ) sea
d. La tensión de la maquina a algo superior que la tensión de la
sincronizar debe ser red.
aproximadamente igual a la tensión Efectuadas la maniobras anteriores,
del sistema. es preciso afinar la igualdad de
frecuencias y tensiones, al
mismo tiempo hay que observar el
sincronoscopio
Esquema
Figura6Esquema de conexión de
instrumentospara el acoplamiento de
generadoressíncronos.
Maniobras de acoplamiento Consideremos un sistema elemental
El acoplamiento de un alternador a formado por dos generadores trifásicos
la red exige la idénticos G1 y G2 con sus respectivos
máxima atención por parte del o motores primarios PM1 y PM2,
los operarios encargado de dicha suministrando potencia a una carga L tal
operación. como se representa en el esquema unifilar
Se pone en marcha el motor de corriente de la siguiente figura.
continua que acciona el alternador y
seguidamente se maniobra sobre el
regulador de velocidad has conseguir que
ésta sea lo más aproximada posible a la
velocidad síncrona correspondiente a la
frecuencia de la red.
Para comprobarlo se observa el
frecuencímetro conectado a los bornes del Figura7Operación en paralelo de dos
generador generadoressíncronos
Se observa que el generador va a una
velocidad de 1800rpm
Supongamos generador G1 esta
alimentando la carga a la tensión y

4. frecuencia nominal estando desconectado el un mayor desplazamiento de carga de G1 a
generador G2. El generador G2 podrá G2, lo que se consigue cerrando la válvula
acoplarse en paralelo con el G1, girando a de regulación del motor impulsor, lo que
la velocidad de sincronismo y ajustando el implica bajar su curva velocidad-potencia a
re6stato de excitación hasta igualar su la línea segmentada PM'1
tensión con la de las barras. La potencia se representa ahora por la línea
El interruptor S2 deberá cerrarse en el segmentada A"B", y las potencias de salida
instante en que ambas tensiones están de los generadores son P"1 y P"2. Así, la
momentáneamente en concordancia de fase, frecuencia del sistema y la potencia de
momento en el que la diferencia de tensión salida de los generadores se pueden
entre barras del interruptor es igual a cero. controlar por medio de las válvulas de
Para determinar el momento oportuno de regulación de los motores impulsores.
cerrar el interruptor se utiliza un dispositivo Los cambios en la excitación, afecta la
de nominado sincronoscopio. tensión en terminales y la distribución de la
Una vez sincronizado G2, en la forma potencia reactiva. Por ejemplo, si se ajustan
indicada, se puede distribuir la carga tanto los dos generadores de la primera figura de
activa como reactiva entre las dos maquinas forma que las potencias activas y reactivas
actuando adecuadamente sobre los se distribuyan por igual, el diagrama
reguladores de los motores primarios y vectorial correspondiente será el de trazo de
sobre los reóstatos de excitación. la siguiente figura en el que Vt es la tensión
en tomes, II la corriente de la carga, Ia la
En la figura mostrada a continuación, las corriente en el inducido de cada generador
líneas llenas descendentes PM1 y PM2, y Ef la tensión inducida debida al campo
representan las características velocidad inductor. La caída de tensión en la
potencia de los dos motores impulsores, reactancia síncrona de cada generador es j
para una abertura constante de la válvula de XsIa, y la caída de tensión en la resistencia
regulación. puede despreciarse
Potencia de salida
Figura8Característicavelocidad-potencia de los
motoresprimarios Supongamos que se incrementa la
excitación del generador G1; la tensión en
las barras Vt aumentara, pero podrá
La línea horizontal AB, representa la restituirse a su valor nominal debilitando la
potencia total de la carga P, y las potencias excitaci6n del generador G2. Las
de salida de cada generador son P1 y P2 condiciones finales están representadas por
(despreciando las perdidas). los vectores de trazo discontinuo de la
ultima figura mostrada: no han variado ni la
Si se incrementa la abertura de la tensión en Homs ni la intensidad y factor de
regulación de PM2 a PM'2, la potencia de la potencia de la carga, y como no se han
carga será ahora A'B'. Luego la potencia de tocado los reguladores de los motores
salida del generador G2 se ha incrementado impulsores no han variado tampoco ni la
de P2 a P'2 y la del generador G1 ha potencia de salida ni la componente en fase
decrecido a P'1. de la corriente de los inducidos de las
maquinas.
Al mismo tiempo ha sido incrementada la El generador al cual se ha incrementado la
frecuencia del sistema. Ella puede ser excitación suministra ahora la mayor parte
restablecida, a su valor nominal, mediante de los KVA reactivos retrasados de la

5. carga. En las condiciones representadas por
los vectores discontinuos de la última figura
mostrada: el generador G1 esta
suministrando la totalidad de la energía
reactiva y el generador G2 trabaja con
factor de potencia igual a la unidad.
3. Conclusiones
Para concluir todo lo expuesto
anteriormente podemos decir que los
generadores síncronos nos son muy útiles
cuando mantengamos una velocidad
constante, nos presta grandes ventajas
descritas anteriormente.
Los generadores síncronos en paralelo
deben girar a la misma velocidad si tienen
el mismo número de polos y en
consecuencia, la distribución de la potencia
Activa, entre ambas maquinas, depende
exclusivamente, casi siempre, de la
característica velocidad — potencia de sus
respectivos motores impulsores.
4. Referencia
[1]Maquinas Eléctricas/Stephen J.
Chapman/4ta edición
[2] http://www.TheGenera
ElectricCompany.com
[3]http://www.fing.uncu.edu.ar/catedras/ele
ctrotecnia/archivos/Apuntes/maquinas_sinc
ronas/paralelo_gen_sincr.pdf
[4]http://es.wikipedia.org/wiki/Generadores
Sincronos
[5] http://electricidad.utpuebla.edu.com