Acerca de sincronía de fuentes eléctricas…

Acerca de sincronía de fuentes eléctricas…

Tipos de Sincronización

Existen dos tipos de sincronización
llamadas Phase Match y Slip Frecuency en ambos métodos la sincronización
consiste en esperar el momento justo en el que los valores eléctricos del
generador se encuentran dentro de los parámetros permitidos para conectarlo al
bus.

Las diferencias entre los valores
eléctricos del bus y del generador, de una sincronización apropiada pueden ser (Ventana
de sincronización):

  • Variación de voltaje menor al
    5%
  • Diferencia de frecuencia menor
    que 0.2 Hz
  • Desfasamiento de ángulo menor
    que 5° (eléctricos)

Si la sincronización no se logra dentro de
un tiempo establecido, una alarma debe ser emitida y se deben de ajustar los
parámetros de sincronización.

Control de Voltaje

En ambos métodos el voltaje es regulado
directamente en el generador para que coincida con el del bus.

Control de Frecuencia

La frecuencia del grupo electrógeno se
regula modificando la velocidad del motor para que coincida primero con la
frecuencia del bus. Una vez que la frecuencia coincide, se debe hacer coincidir
con el ángulo.

Control del Angulo de desfasamiento

El tipo de control de este desfasamiento es
la principal diferencia entre ambos métodos. 
En ambos se debe lograr que el ángulo este dentro de una tolerancia dada,
durante un cierto tiempo para cerrar el interruptor.

En Slip Frecuency la velocidad del motor se
controla ligeramente para que el ángulo del generador se mueva en una especie
de persecución al ángulo del bus (esto es el giro que se observa en el
sincronoscopio) y en el momento que este giro permita tener un desfasamiento dentro
de la ventana de sincronización durante unos segundos se podrá cerrar el
interruptor.

En Phase Match la velocidad se controla
para igualar el desfasamiento de ángulo desde cualquier posición. En lugar de
dejar una velocidad fija que haga mover ligeramente el ángulo del generador con
respecto al del bus, el control busca acelerar o desacelerar el motor y variar
el ángulo, para corregirlo y llevarlo a un punto dentro de la ventana de
sincronización

Haciendo una analogía de esto vamos a
imaginar un circuito de carreras en forma circular con dos carriles y en cada
uno de ellos hay una motocicleta en movimiento.

Una de las motocicletas representa el bus
energizado y la otra representa el generador. 

Ahora imagine que usted quiere realizar un
acto de acrobacia y estando en una de las motos en movimiento quiere ponerse de
pie poniendo un pie en el asiento de cada una. Eso sería el proceso de
sincronización.

Ahora para lograr este movimiento necesita
contemplar varios factores.

El primero es que la separación de ambas
motocicletas sea la adecuada para que alcance a poner ambos pies en firme, una
separación muy grande provocará que tenga que esforzarse más en separar las
piernas. Una separación muy grande podría obligarlo incluso a hacer un split.

La separación entre estas motocicletas
representa la diferencia de voltaje que existe entre el bus y el generador. Y
los movimientos que haga el conductor de la moto en el que usted va para
acercarse a la otra representa el control de voltaje sobre el generador.

El segundo factor que debe cumplirse es que
ambas motocicletas mantengan la misma velocidad y esto representa la frecuencia
de ambos equipos. Entonces si la segunda motocicleta viaja a 20 km/hr su
motocicleta debe de ir a la misma velocidad o asiendo la comparación si el bus
trabaja en 60 Hz su motogenerador también debe de trabajar en 60 Hz.

Por último, el desfasamiento de fase
representa que tanto la segunda motocicleta esta delante o atrás de usted. De
nada le servirá tener la separación correcta y la misma velocidad si nunca
logran emparejarse, su conductor debe buscar la manera de lograr este
emparejamiento.

Este cambio de velocidad para emparejarse
es la principal diferencia entre la sincronización por Phase Match o Slip
Frecuency.

Su conductor debe de alcanzar a la otra
motocicleta y si es hábil podrá mantenerse emparejada por el tiempo necesario.
Pero si la pasa puede decidir dar una vuelta completa al circuito para
encontrarse nuevamente con ella o frenar para dejar que los alcancen.

En el método Slip Frecuency el conductor trata
de emparejarse solo presionando y soltando el acelerador dejando que la inercia
del movimiento alcance a la moto que va adelante.

Este método es útil para motogeneradores
que no tienen un control preciso de velocidad como lo pueden ser los motores a
gas, sin embargo, en equipos diésel pueden alargar el tiempo de sincronización.

En el método Phase Match el conductor de su
moto tiene la habilidad para emparejarse usando freno y el acelerador, es decir
tiene un control de velocidad más preciso.

En el sincronoscopio esto se puede observar
por que la aguja se queda estática en el cruce por cero. Este método es más
rápido y estable, pero requiere que el motor responda bien a solicitudes de
cambio de velocidad.

 

3 consecuencias de la sincronización incorrecta del generador

El objetivo de la sincronización es limitar la distorsión de las variables eléctricas del motogenerador antes de conectarse a un bus energizado para prevenir daños severos ocasionados por la corriente de Inrush generada al conectar una fuente con otra.

Es recomendable que la sincronización sea automática y activa.
Las diferencias entre los valores eléctricos del bus y del generador, de una sincronización apropiada pueden ser:

·         Variación de voltaje menor al 5%

·         Diferencia de frecuencia menor que 0.2 Hz

·         Desfasamiento de ángulo menor que 5° (eléctricos)

Cuando todos los parámetros requeridos no se encuentran dentro de los parámetros establecidos, un generador no podrá cerrar su interruptor de conexión o tiene problemas para mantenerse conectado.

Además, sin la sincronización adecuada, el sistema se verá afectado negativamente, lo que resultará en transitorios mecánicos y eléctricos que pueden degradar el generador, el motor, los transformadores y otras partes del sistema.

A continuación, se resumen las consecuencias que ocurrirán en su generador debido a una sincronización incorrecta.

Desfasamiento de fase incorrecto

El simple hecho de hacer coincidir las frecuencias de las dos fuentes de energía diferentes no es suficiente para evitar daños; los ángulos de fase también deben coincidir. Sin una correspondencia adecuada de los ángulos de fase, existirá una diferencia significativa en el ángulo del estator y el ángulo del rotor.

La diferencia dará lugar a un alto par transitorio al sincronizar con un bus energizado, resultado de una fuerza de tracción enorme de la red. Esto conducirá a un mayor deterioro de los devanados del generador y la masa del rotor.

Además, cuando un generador se sincroniza con un desfasamiento de ángulo incorrecto con la red eléctrica, se producirá un voltaje transitorio intenso, que puede dañar el aislamiento del equipo.

Voltaje incorrecto

Cuando se trata de hacer una sincronización, el voltaje es un parámetro importante. La magnitud de este valor fluctúa en consecuencia de alterar la excitación del generador, lo que significa que una magnitud baja es resultado de una excitación baja mientras que una magnitud alta significa una excitación alta.

Cuando la magnitud del voltaje entrante es significativamente mayor en comparación con el voltaje del bus, existe un alto flujo de reactivos del generador eléctrico, lo que provoca altas fuerzas mecánicas en el devanado del estator y daños en el eje del generador.

Con corrientes elevadas, los devanados del generador son propensos a sufrir daños graves. Además, las protecciones del generador se pueden activar durante tales condiciones e interrumpir la generación de energía. En resumen, una magnitud de voltaje incorrecta tiene un efecto negativo considerable en el generador.

Dicho esto, dependiendo de su marca de generador y después de que el generador se vea afectado por este problema, es posible que deba buscar el mantenimiento de un profesional que tenga experiencia necesaria para comprobar si hay piezas dañadas.

 

Frecuencia incorrecta

Cuando un generador tiene que sincronizarse con un grupo de generadores que están operando a la misma frecuencia, se sabe que la fuerza de rotación del grupo de generadores es enorme en comparación con un solo generador.

Una vez que el generador está conectado al bus, el grupo de generadores controla la frecuencia o velocidad del generador. Por ejemplo, el sistema de energía eléctrica empujará al nuevo generador a su condición de rotación sincronizada.

Por lo tanto, una vez que el interruptor está cerrado y la frecuencia o la velocidad del rotor difiere de la frecuencia del bus, como en el caso de un control lento de velocidad, la alta fuerza de rotación del sistema de energía empujará el generador al valor requerido. Como resultado de la tracción, puede ocurrir una desaceleración o aceleración repentina en el rotor y, por lo tanto, en el par de rotación del motor primario. Esto puede causar daños al rotor y al cuerpo del eje debido a la variación momentánea en el par de rotación del motor primario que aumenta las fuerzas de masa giratoria en el eje del generador.

Además, el par elevado puede conducir potencialmente a un aumento de la corriente que pasa a través del devanado del generador, lo que puede provocar daños graves en el devanado.

Por lo tanto, es muy importante que la sincronización del generador se realice correctamente antes de conectarlo al bus para permitir que el sistema funcione sin problemas.

 

De lo contrario, si se produce una sincronización incorrecta del generador, es posible que deba considerar el rebobinado del generador si nota una caída en el rendimiento del equipo o detecta alguna pieza defectuosa.

 

Deja un comentario

Cerrar menú