Gestión de Alternadores: Regulación de Tensión, Cortocircuitos y Conexión en Paralelo
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Regulación de la Tensión en Bornas
Para mantener el valor de la tensión en bornas lo más constante posible, es preciso regular la intensidad de la corriente de excitación que recorre las bobinas inductoras. La regulación de la intensidad de excitación del alternador puede conseguirse de dos maneras diferentes:
- Manteniendo constante el valor de la fuerza electromotriz (f.e.m.) de la excitatriz y variando la resistencia del circuito de excitación del alternador. Para ello, se conecta en serie con el bobinado inductor del alternador un reostato de regulación.
- Otro procedimiento consiste en conectar el bobinado inductor del alternador a las bornas de la dínamo excitatriz y variar la fuerza electromotriz (f.e.m.) generada en el inducido de esta. Este procedimiento obliga a regular la intensidad de la corriente de excitación de la excitatriz; para ello, se incluye un reostato en serie con su bobinado inductor principal. En la práctica, el procedimiento más empleado es el primero.
Corriente de Cortocircuito Brusco
Si, estando funcionando un alternador a su régimen nominal, sobreviene bruscamente un cortocircuito, la intensidad de corriente toma un valor elevadísimo que se designa como corriente de cortocircuito brusco. Sus efectos son siempre temibles por las dos razones siguientes:
- La elevada producción de calor por efecto Joule, que puede llegar a carbonizar los aislamientos.
- Los grandes esfuerzos electrodinámicos resultantes entre bobinas, los cuales incluso pueden llegar a deformarlas.
Transcurridos breves instantes desde el origen del cortocircuito, la corriente toma un valor más reducido, que recibe el nombre de corriente permanente de cortocircuito. Esta disminución es consecuencia del efecto de reacción de inducido, cuya acción se empieza a notar transcurridos esos instantes.
Condiciones para el Acoplamiento de Alternadores en Paralelo
Antes de efectuar el acoplamiento en paralelo de un alternador con otro ya en servicio, es preciso asegurarse de que se cumplen las siguientes condiciones: igualdad de frecuencias, igualdad de los valores eficaces de las fuerzas electromotrices (f.e.m.) e igual sucesión de fases.
Un sencillo método permite comprobar la sucesión de fases. Para ello, se recurre a un pequeño motor asíncrono trifásico. Luego, se acoplan sucesivamente, uno a uno, los distintos alternadores, asegurándose de que la sucesión de fases es idéntica para todos ellos cuando el motor gira en el mismo sentido. Una vez terminado el ensayo, se retira el motor de prueba.
Maniobras del Acoplamiento de Alternadores
Puesta en Servicio
Cuando la corriente de carga exigida por el circuito exterior va tomando un valor importante, es preciso acoplar en paralelo otro alternador. Para ello, se sigue el proceso siguiente:
- Se pone en marcha el motor o turbina que acciona el generador. Seguidamente, se maniobra el regulador de velocidad hasta conseguir que esta sea lo más aproximada posible a la velocidad síncrona correspondiente a la frecuencia de la red.
- Se maniobra el reostato que regula la intensidad de la corriente de excitación que recorre las bobinas inductoras hasta conseguir que la fuerza electromotriz (f.e.m.) generada en el bobinado inducido del alternador sea algo superior a la tensión de red.
- Efectuadas las maniobras previas anteriores, es preciso afinar la igualdad de frecuencias y tensiones. Para tal fin, se recurre a ciertos dispositivos llamados sincronoscopios.
Reparto de la Carga
En los alternadores, la maniobra de reparto de carga es más compleja que en las dínamos debido a la existencia de dos clases de potencia: activa y reactiva. Si los alternadores fueran iguales, el rendimiento óptimo se daría cuando ambas potencias fuesen iguales. Para regular la potencia activa, se actúa sobre los reguladores de velocidad de los motores o turbinas, de manera que al aumentar la velocidad crece la potencia activa y viceversa.
Parada de un Alternador
Cuando la carga exigida por el circuito exterior va bajando, conviene desconectar un alternador. Para ello, se reduce la potencia suministrada por este alternador, para lo que se hace disminuir la velocidad actuando sobre el regulador del motor o de la turbina y, en cuanto el amperímetro señala un valor nulo, se abre su interruptor. Luego, se reduce progresivamente la intensidad de la corriente de excitación, para lo que se opera sobre el reostato de campo.