UNIVERSIDAD UPS DARWIN VICUÑA ESTUDIANTE DE INGENIERIA ELECTRONICA

1. MAQUINAS ELECTRICAS II
UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA
FACULTAD DE CIENCIAS ELECTRICAS
NOMBRE: DARWIN VICUÑA
dvicuna@gmail.com
PARALELO DE ALTERNADORES
RESUMEN:
En el presente ensayo se va a dar a conocer con detalle todo lo relacionado con el tema de poner en
paralelo generadores síncronos y las consideraciones que deben ser tomadas en cuenta al momento
de su montaje, para esto se ha tomado como referencia los respectivos fundamentos teóricos,
mediante los cuales primero realizaremos una pequeña introducción que describa a los generadores
síncronos, para luego realizar un estudio de los motivos del porque es necesario la puesta en
paralelo de los generadores, estudiar las condiciones necesarias para el montaje en paralelo de dos o
más generadores, luego estudiara las maniobras para el acoplamiento, diagramas de ondas donde se
visualicen las ondas fundamentales y las resultantes, y por último se expondrá sobre el
procedimiento de toma de carga y el proceso para retirar a un generador del paralelo.
INTRODUCCIÓN:
Las grandes cantidades de energía que se requieren para abastecer la demanda de las ciudades y de
la población en general han llevado a generar alternativas para lograr abastecer dicho consumo.
En la actualidad es raro encontrar la existencia de un alternador único que de manera aislada
alimente su propia carga. Esto sólo se lo puede encontrar en aplicaciones tales como los
generadores de emergencia.
Con objeto de aumentar el rendimiento y 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, por representar una potencia muy reducida frente al
conjunto total.
FUNDAMENTOS TEORICOS:
Los generadores síncronos se clasifican por su construcción en: campo giratorio y armadura
giratoria, por su tipo de excitación en autoexcitados y excitación separada, y por su tipo de rotor en:
polos salientes; para velocidades iguales o menores de 1800 RPM y polos lisos; para generadores
síncronos autoexcitados ya no requieren de escobillas y los de excitación separada requieren de
escobillas y en lugar del conmutador utilizan anillos rasantes.

2. MAQUINAS ELECTRICAS II
Fig 1. Estructura Del Generador Síncrono.
Fig 2. Puesta en paralelo de Generadores Síncronos.

3. MAQUINAS ELECTRICAS II
Ventajas de la operación en paralelo de generadores:
Varios generadores pueden suministrar más carga que una sola máquina.
Al tener muchos generadores se incrementa la confiabilidad del sistema puesto que la falla de
cualquiera de ellos no causa la pérdida de la totalidad de la carga.
Al tener muchos generadores operando en paralelo es posible retirar uno o varios de ellos para
efectuar mantenimiento preventivo.
Si se utiliza una solo generador y éste no se encuentra operando carga de plena carga, será
relativamente ineficiente. Sin embargo, al emplear varias pequeñas es posible operar sólo una
fracción de ellas.
Las que operan lo hacen cerca de la plena carga y por tanto son más eficientes.
Razones para la utilización de los generadores síncronos en paralelo:
Al igual que le ocurre a las dínamos, a veces es preciso acoplar eléctricamente dos o más
alternadores. El acoplamiento de los alternadores resulta más complejo que el de las dínamos,
debido a la presencia de una nueva característica, la frecuencia, cuyo valor debe ser rigurosamente
igual para todos los alternadores. En los alternadores no se usan nunca el acoplamiento en serie por
no presentar interés práctico. Además, el funcionamiento de un acoplamiento de alternadores en
serie es inestable y peligroso. Es así que varios generadores pueden alimentar una carga mucho
mayor que una sola máquina. Tener varios generadores incrementa la confiabilidad del sistema,
debido a que si se presenta alguna falla de cualquiera de ellos no produce la pérdida total de
potencia en la carga. Tener varios generadores que velocidades iguales a 3600 RPM. Los operan en
paralelo permite que sea posible separar uno o más de ellos para cortes de potencia y
mantenimientos preventivos. Se utiliza un solo generador y este opera cerca de plena carga,
entonces será relativamente ineficiente. Con varias máquinas más pequeñas trabajando en paralelo,
es posible operara solo una fracción de ellas. Las que están operando lo hacen casi a plena carga y
por lo tanto de manera más eficiente.
Condiciones requeridas para operar en paralelo:
Para conectar generadores en paralelo es necesario tener muy en cuenta algunos aspectos para el
correcto funcionamiento y de esta manera evitar cualquier tipo de problemas tales como que los
generadores se dañen severamente y que la carga pierda potencia dichos aspectos se explican a
continuación.
Las Tensiones RMS de línea de los dos generadores deben ser iguales.
Los dos generadores deben tener la misma secuencia de fases.
Los ángulos de fase de las dos fases homólogas deben ser iguales.
La frecuencia del nuevo generador, llamado en aproximación, debe ser ligeramente mayor que la
frecuencia del sistema de operación.

4. MAQUINAS ELECTRICAS II
Fig 3 Generador que se conecta en paralelo con un sistema de potencia en operación
Estas condiciones de puesta en paralelo requieren ciertas explicaciones. La condición 1 es obvia:
para de dos grupos de voltajes sean idénticos, deben tener la misma magnitud de voltaje rms.
Los voltajes en las fases a y a` serán completamente idénticos en todo momento si ambas
magnitudes y sus ángulos son iguales, lo que explica la condición.
Fig 4 Esquema de secuencia de fases.
La condición 2 asegura que la secuencia en la que el voltaje de fase llegue a su pico en los dos
generadores sea la misma. Si la secuencia de fase es diferente en la figura 2a entonces aun cuando
un par de voltajes (los de fase a) estén en fase, los otros dos pares de voltajes estarán desfasados por
120º. Si se conectan los generadores de esta manera, no habrá problema con la fase a, pero fluirá
enormes corrientes en las fases b y c, lo que dañara ambas maquinas.

5. MAQUINAS ELECTRICAS II
Procedimiento general para conectar generador en paralelo:
En este punto común mente llamo puesta en paralelo de generadores se deben seguir algunos pasos
y precauciones para el óptimo funcionamiento de estas máquinas.
Poner en funcionamiento el generador a conectar:
En este punto se pone en funcionamiento el generador que se desea colocar en paralelo esto
conlleva a llevarlo a su velocidad síncrona (igualando de esta manera f1=f2) e igualando el valor de
sus voltajes, otra condición es la secuencia de fase del generador en aproximación se debe comparar
con la secuencia de fase del sistema en operación. Para asegurarnos de cumplir estas condiciones y
de las expuestas en puntos anteriores se indican algunos métodos a continuación
Secuencia de fases:
Otra condición es la secuencia de fase del generador en aproximación se debe comparar con la
secuencia de fase del sistema en operación. Para asegurarnos de cumplir esta condición y de las
expuestas en puntos anteriores se indican algunos métodos a continuación
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. Otro método más simple un, para
medir la secuencia es el uso de un secuensimetro, el mismo que puede ser electrónico o un
electromecánico, pero ambos siguen el mismo principio del motor de inducción expuesto
anteriormente
Sincronización de los generadores:
Este punto es el de mayor importancia cuanto se trata de generadores en paralelo, es por eso que se
antes de poner en funcionamiento los dos o más generadores debemos hacer algunas pruebas para
asegurarnos de su correcta sincronía
El método de las "lámparas de fase apagadas"

6. MAQUINAS ELECTRICAS II
Este método consiste en conectar las lámparas entre UU', VV", WW" la diferencia de potencial
entre lámparas, nos indica si se cumplen las condiciones es decir cuando las lámparas están
apagadas se verifican las condiciones
El método de las "luces rotantes":
Las diferencias de potencial entre lámparas varían en módulo si las velocidades de rotación son
diferentes. Cuando están en sincronismo la lámpara UU' está apagada y las otras dos brillan
igualmente, de no ocurrir esto se ve el encendido alternativamente en un sentido u otro como si
girasen, indicando que la máquina va más lenta o más rápida. Una vez cumplida las condiciones se
puede decir que las máquinas están es sincronía.

7. MAQUINAS ELECTRICAS II
A continuación se indica un esquema con todas estas características juntas:
En la gráfica se puede ver un voltímetro llamado voltímetro cero, se lo coloca como se indica en el
esquema entre la misma fase y recibe su nombre debido a que cuando indica un valor de cero
voltios el generador esta en sincronía
Uso de un Sincronoscopio:
Se usa para la indicación de la diferencia de frecuencia y ángulo de fase entre dos generadores o un
generador y red, cuando se conectan en paralelo. Si la diferencia es cero, la aguja del instrumento
permanece estacionaria en la marca del sincronismo situada en el centro de la escala. La escala del
instrumento se divide en dos áreas marcadas con los signos (+) y (-). Estos signos indican si la
máquina a conectar está a mayor o menor frecuencia que la otra, respectivamente. El sincronismo se
efectúa cuando la aguja está en el lado (-), pero girando muy lentamente en la dirección (+). Si la
aguja del instrumento comienza a girar en el sentido correcto cuando la diferencia de frecuencias es
de 1,5 Hz para trifásico o de 0,5 Hz para monofásico.

8. MAQUINAS ELECTRICAS II
TIPOS DE SINCRONOSCOPIOS:
Uso de un Secuencimetro:
Los tipos UC 72 y UC 96 indican el orden de las fases de sistemas trifásicos. El tipo CUC 96,
además de indicar la secuencia de fases, incorporan un relé con un contacto conmutado y libre de
tensión. El relé se desactiva en ausencia de tensión o cuando el orden de fases es incorrecto.
Sistema de medida: Un circuito completamente electrónico, sin partes móviles, permite de forma
sencilla activar los indicadores neón.
Escalas: Dos visores, uno VERDE y otro ROJO, indican si la secuencia de fases es CORRECTA o
INCORRECTA, respectivamente.

9. MAQUINAS ELECTRICAS II
TIPOS DE SECUENCIMETROS:
Puesta a carga
En un alternador una vez que tiene las rpm deseadas lo que conlleva a la frecuencia de red y la
tensión ajustada a la de servicio, al aplicársele carga existirá una caída de tensión que deberá ser
compensada con una mayor excitación y mantener la tensión de operación de forma automática o de
forma manual, de la misma forma al asumir carga (Kw) la maquina motriz necesitara compensar la
caída de velocidad del mismo modo de la tensión
De la misma forma un alternador que pierde carga tendrá que hacer ajustes de velocidad y de
voltaje, de no haces esto podríamos provocar grandes daños a la máquina, como un embalamiento y
todos los problemas que acarrea dicha situación
La carga en un alternador implica ajuste de voltaje y ajuste de velocidad. En caso de alternadores en
paralelo, una vez trabajando sincronizadamente el ajuste de tensión será controlada por un
compensador en cuadratura, que irá a mantener el FP (factor de potencia) lo cual implica un
cuidado especial del mismo modo las cargas entre los alternadores será controlada por el torque de
la maquina al ser ajustado el control de velocidad.

10. MAQUINAS ELECTRICAS II
A continuación se explican más detalladamente algunos casos que pueden
suceder en la puesta a carga de los generadores:
Se considera el caso de una máquina, conectada a barras sobre las cuales existen ya trabajando otras
máquinas, tales que sus potencias son muy superiores a la primera, de manera que ésta no puede
alterar la tensión de barras, por esto se considera u = cte. y se dice sobre barras infinitas.
Caso1: Máquina en vacío: será I = 0, d = 0, E0 = U porque el estar en vacío es su fem la que
coincide con la tensión de barras.
Caso2: Se le aumenta la velocidad de la máquina motriz conectada al alternador. Como d es una
medida de la potencia desarrollada, el incremento de la velocidad resultará en un avance de E0
sobre u en un ángulo d. Con esto fluirá una I perpendicular a j.Xd. I en conclusión se entrega
corriente a la red
caso3: Se varía solamente la excitación.
Sobreexcitado: corriente en retraso de p /2
Subexcitado: corriente en adelanto de p/2
Y en conclusión se produce corriente reactiva pura

11. MAQUINAS ELECTRICAS II
4caso: Se aumenta la velocidad y la excitación.
Como la diferencia E01 - U es mayor, Ia I será mayor y en conclusión a este caso mejoramos o
variamos el cosF según la necesidad o norma presente
Esquema Real:
A continuación se indica el esquema real de generadores en paralelo en el mismo se indican todos
los instrumentos y cuidados que se deben tener, además se pueden ver las múltiples protecciones
para el cuidado del equipo.

12. MAQUINAS ELECTRICAS II
También se muestra a continuación un panel que tienen acoplando todos los instrumentos
necesarios para la puesta en paralelo de los generadores.

13. MAQUINAS ELECTRICAS II
Gráfica del problema que se puede dar cuando las ondas producidas por
dos generados acoplados en paralelo no son de la misma frecuencia.
Ondas F1=60hz V1=120v Y F2=58hz V2=120v
En la gráfica mostrada a continuación se muestras las dos ondas la una a 58Hz y la otra a 60Hz
La frecuencia de la onda resultante es ahora de 2Hz, por la suma de los voltajes que se tienen.

14. MAQUINAS ELECTRICAS II
A continuación se tiene la gráfica de ondas de ambos generadores a la vez y luego se suman ambas
ondas.
Grafica de los dos generadores a la vez.
Grafica de ondas sumada los dos generadores
Proceso para retirar a un generador del paralelo:
Hay que descargar a cualquiera de los dos generadores ósea quitar la carga.
No hay como sacar bruscamente del paralelo porque se produce envalamiento ósea se dispara
velocidades y voltajes.
Conclusiones:
Mediante el desarrollo del ensayose estuvo mencionando explícitamente las grandes ventajas que
brinda la configuración de alternadores en paralelo, como es el suministrar la suficiente potencia
que requieran las cargas, como el suministro en la distribución de energía eléctrica.
Antes de conectar los generador en paralelo recordar siempre y asegurarse de los siguientes pasos.
Se acelera la máquina al número de r.p.m. nominales igualando frecuencia1 con frecuencia
2.
Se regula la excitación hasta que la tensión de bornes sea igual a la tensión de línea.
Se realiza la sincronización.

15. MAQUINAS ELECTRICAS II
Se activa el interruptor para unirla a la barra infinita.
Según las necesidades de potencia se aumenta la velocidad o se aumenta la excitación.
Se debe tener mucha cuidado con los valores de corriente y voltaje para no dañar la máquina ya que
es posible que la línea a la que nos deseamos acoplar supero el voltaje que puede producir nuestro
alternador. En ese caso no se debe de acoplar ya que la máquina resentiría y reduciríamos su vida
útil.
Aunque no es necesario es lo más recomendable que los generadores a usarcé para realizar el acople
de generadores en paralelo deben ser comprados al mismo fabricante y poseer las mismas
características técnicas.
La sincronía implica que las frecuencias entre la barra de generación y el generador a ser montado
sean las mismas ya que como pudimos observar en la simulación existen partes en las que la
diferencia de potencial será el doble de la tensión normal lo que generara un corto circuito de
tensiones muy elevadas.
Una vez conectado el generador a la barra de generación tenemos que tomar en cuenta la toma de
carga a fin de garantizar que el generador acoplado entregue potencia al sistema.
Bibliografía:
Corriente alterna, Dawes, pag 312
Curso de Electrotecnia, José Murillo, pag. 512
CHAPMAN, STEPHEN. MAQUINAS ELECTRICAS, cuarta edición.
http://img.icnea.net/Forum/E3032/fotos/Fl_stc-syn_00.jpg.
Liwschitz-Garik "MAQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA", compañía editorial
continental S.A 1974
Archivo pdf "maquinas síncronas" . Eugenio Téllez Ramírez, AP&C
http://www.monografias.com/trabajos82/puesta-paralelo-generadores-sincronos/puesta-
paralelo-generadores-sincronos.shtml