Acoplamiento de un alternador a la RED eléctrica

Con objeto de aumentar el rendimiento y fiabilidad del sistema, las diferentes centrales eléctricas 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.

Alternador conectado a una RED de potencia supuesta infinita

La frecuencia y la tensión del generador son fijas y están impuestas por la red, de tal modo que la potencia activa suministrada por la máquina se controla mediante el regulador de velocidad, mientras que la potencia reactiva se modifica regulando la corriente de excitación.

Sincronización en la conexión de un generador a la red

Para que el acoplamiento se realice sin ninguna perturbación, deben cumplirse las siguientes condiciones:

·        Las secuencias de fases del alternador y la red deben ser idénticas.

·       La tensión del generador debe tener un valor eficaz igual a la tensión de la red y sus fases deben coincidir.

·       Las frecuencias de ambas tensiones deben ser iguales.

Figura 1

Estas condiciones se verifican utilizando los sincronoscopios, que en el caso más simple están constituidos por tres lámparas.

Procedimiento general para conectar generadores a la red

Seguir los siguientes pasos:

·     La corriente de excitación del generador entrante se deberá graduar, utilizando voltímetros, hasta lograr que la tensión de los bornes se iguale a la tensión de línea del sistema que está funcionando.

·    La secuencia de fase del generador entrante se debe comparar con la secuencia de fase del sistema que está funcionando. Hay varios sistemas:

Uso de un pequeño motor de inducción:

Se conecta un pequeño motor de inducción a los terminales de ambos alternadores (primero a uno y luego a otro). Si gira en el mismo sentido en ambos casos es que la secuencia de fases es correcta. Si gira en sentido contrario la secuencia de fases es errónea y deberemos invertir dos fases.

Método de las tres bombillas (Figuras 1 y 2):

Se disponen tres bombillas entre los terminales abiertos del interruptor de conexión. A medida que cambian las fases entre los dos sistemas, las bombillas brillan al comienzo (diferencia grande de fase) y luego se apagan (diferencia pequeña de fase). Si las tres bombillas se iluminan y apagan al mismo tiempo, entonces el sistema tiene la misma secuencia de fase. Si las bombillas se encienden sucesivamente, entonces los sistemas tienen la secuencia de fase contraria y deberá invertirse una de ellas.

Figura 2

Uso de un sincronoscopio (Figura 3):

Instrumento que sirve para medir la diferencia de ángulo de fase entre las fases a de dos sistemas.   

·        Se gradúa la frecuencia del generador entrante para que su frecuencia sea ligeramente superior que la frecuencia del sistema en funcionamiento. Esto se hace mirando un frecuencímetro, hasta que se acerquen, y luego observando los cambios de fase entre los sistemas.

El generador entrante se gradúa con una frecuencia ligeramente superior, de tal modo que cuando se conecte al sistema lo haga entregando potencia como generador, en lugar de absorberla como lo haría un motor.

·   Finalmente, una vez que casi se igualen las frecuencias, los voltajes en los dos sistemas cambiarán de fase entre sí muy lentamente, y se podrán observar los cambios de fase.

Cuando ambos ángulos estén en fase (igual al caso de las bombillas apagadas) el interruptor que conecta los dos sistemas se podrá cerrar.

Figura 3: Sincronoscopio analógico