Sincronización y Conexión Segura de Generadores Eléctricos en Paralelo

Acoplamiento de Generadores en Paralelo: Seguridad y Eficiencia

La operación de generadores en paralelo es una práctica esencial en ingeniería eléctrica, fundamental para garantizar la seguridad y la continuidad en el suministro eléctrico, además de ofrecer ventajas operativas significativas.

Ventajas Operacionales del Acoplamiento en Paralelo

• Seguridad y Mantenimiento: Permite parar un alternador para revisión o mantenimiento sin interrumpir el suministro eléctrico.
• Gestión de Capacidad: Evita la necesidad de utilizar una sola máquina de tamaño desproporcionado para cubrir la demanda máxima.
• Mayor Flexibilidad: Permite acoplar generadores en función de la demanda real, lo que resulta en un uso más eficiente de la energía y optimización de recursos.

Condiciones Técnicas Esenciales para el Acoplamiento

Para lograr un acoplamiento seguro y exitoso, el generador entrante debe cumplir rigurosamente las siguientes condiciones respecto al sistema o generador ya en servicio:

1. Igualdad de Tensiones: El valor eficaz de las tensiones debe coincidir (ejemplo: $U_{L11} = U_{L12}$ y así sucesivamente en las demás fases).
2. Igualdad de Frecuencias: Debe haber una igualdad de frecuencias entre el generador entrante y el sistema.
3. Mismo Orden de Sucesión de Fases: El orden de sucesión de fases debe ser idéntico.
4. Sincronismo de Fase: En el momento exacto de la conexión, las tensiones de ambos generadores deben estar en fase (ángulo de fase cero).

Maniobra de Acoplamiento y Sincronización

La maniobra de acoplamiento puede realizarse de forma automática, semiautomática o manual.

• Automática: Todas las operaciones de control, como la regulación de velocidad y el cierre del circuito, se realizan de forma automática.
• Semiautomática: El operador se encarga de controlar los valores de voltaje, ángulo de fase y frecuencia del generador entrante, mientras que el cierre puede ser asistido.

Procedimiento Manual Detallado de Sincronización

A continuación, se describe el proceso paso a paso para la conexión manual de un generador (G2) a un sistema ya operativo (G1 o barras).

1. Puesta en Marcha y Ajuste Inicial de Frecuencia

   Se pone en marcha el motor o turbina que acciona el Generador 2 (G2). Seguidamente, se maniobra el regulador de velocidad hasta que la frecuencia de G2 sea lo más aproximada posible a la frecuencia de G1 (o las barras). La frecuencia se observa mediante un frecuencímetro conectado en los bornes de G2.

2. Regulación de Tensión (Voltaje)

   Se regula el circuito de excitación para obtener en los bornes del generador entrante (G2) una tensión ligeramente superior a la del Generador 1 (G1) o las barras.

3. Comprobación de la Secuencia de Fases

   Se debe comprobar que la secuencia de fases sea la misma en ambos sistemas. Existen dos métodos comunes:

   Método del Motor de Inducción

   Se conecta un pequeño motor de inducción en los terminales de las barras (G1, en servicio) y G2 (entrante). Si dicho motor gira en el mismo sentido en ambas conexiones, la secuencia de las fases es la misma.

   Método de las Lámparas

   Se conectan lámparas entre cada dos polos del interruptor tripolar que conecta G1 y G2. Si G2 está debidamente conectado, las lámparas aumentarán o disminuirán de tensión simultáneamente.

4. Ajuste Fino de Frecuencia

   Se comprueba que exista igualdad de frecuencia entre G2 y las barras. Si hubiese diferencia, se ajustará la frecuencia variando la velocidad del motor que acciona G2.

5. Ajuste de Fases (Sincronización Final)

   Una vez ajustadas las frecuencias, se ajustarán las fases. Se utilizan sincronoscopios para verificar el sincronismo. La aguja de este instrumento se desplaza hacia donde se esté produciendo el desfase. Si la aguja se mueve hacia la derecha (indicación Fast), la velocidad de G2 es superior a la de G1. A medida que G2 se acerque a estar en fase, la aguja girará más lentamente y se aproximará al punto central, indicando el momento óptimo para el cierre del interruptor.