Método de sincronización con reloj: sincronización manual y conexión en paralelo, Transferencia y distribución de carga, operaciones manuales de desconexión

I. Sincronización de generadores síncronos

 

1. Comprobación del estado de la red antes de la conexión (suponiendo que el generador nº 1 está funcionando en la red en ese momento y los generadores nº 2 y 3 están en espera).

(1) El modo de funcionamiento de la central eléctrica se encuentra en estado normal, es decir, el selector de modo está en la posición “MANU”, tal y como se muestra en la figura 2-1.

Figura 2-1 Selección del modo de funcionamiento

(2) Compruebe que la tensión y la frecuencia del generador n.º 1 sean normales, tal y como se muestra en la figura 2-2. Si la frecuencia o la tensión presentan desviaciones, realice los ajustes correspondientes.

Figura 2-2 Instrumentación eléctrica

(3) Observar la potencia del generador funcionando en la red, si es superior a 80% de su potencia autónoma, se debe poner en marcha la unidad de reserva.

2.Puesta en marcha de la unidad de reserva

(1) Teniendo en cuenta el historial de uso y el estado mecánico y eléctrico de los generadores n.º 2 y n.º 3, se seleccionará uno de ellos como unidad de reserva (supongamos que en este caso se elige el generador n.º 2).

(2) Comprobar si el generador n.º 2 cumple las condiciones de arranque: agua de refrigeración, aceite lubricante, combustible y suministro de aire de arranque. Comprobar que el selector “LOCAL/REMOTE” del panel de control junto a la máquina se encuentre en la posición “REMOTE”. Comprobar que el indicador “READY FOR START” correspondiente a dicha unidad en el cuadro de distribución principal permanezca encendido.

(3) Cuando sea necesario realizar una conexión manual a la red, pulse el botón “ENGINE START” del generador n.º 2, tal y como se muestra en la figura 2-3, para poner en marcha el grupo electrógeno de reserva; espere a que el grupo alcance una velocidad cercana a la nominal y funcione de forma estable durante unos minutos. Observe si la tensión y la frecuencia del generador que se va a conectar son normales. Por lo general, no es necesario ajustar la tensión, ya que cuenta con un regulador automático de tensión (AVR). Se puede ajustar manualmente la velocidad del generador que se va a conectar, de modo que su frecuencia sea igual o ligeramente superior a la de la red eléctrica.

3.并 车 ( 使 用 同 步 表 )

(1) Encender el sincrono y seleccionar el generador que se va a conectar a la red, tal y como se muestra en la figura 2-4, para comprobar mediante el sincrono la magnitud, la dirección y la diferencia de fase de la diferencia de frecuencia entre la red eléctrica y el generador que se va a conectar. La dirección de giro de la aguja del sincrono depende de la dirección de la diferencia de frecuencia: el giro en sentido horario indica que la frecuencia del generador que se va a conectar es superior a la de la red eléctrica. La velocidad de rotación de la aguja del sincrono indica la magnitud de la diferencia de frecuencia; el periodo de rotación es inversamente proporcional a dicha diferencia. Por ejemplo, cuando se requiere una diferencia de frecuencia de 0,25 Hz, el periodo de rotación debe ser de 4 s. La diferencia de fase varía constantemente; la posición de la aguja del sincrono indica la diferencia de fase instantánea; por ejemplo, la posición de las 11 en punto representa una diferencia de fase de 30°, mientras que la posición de las 6 en punto representa una fase inversa (diferencia de fase de 180°).

(2) Para la conexión a la red, es necesario que la frecuencia del generador a conectar sea ligeramente superior (entre 0,2 y 0,33 Hz); por lo tanto, la aguja del sincrónmetro debe ajustarse de modo que dé una vuelta completa en sentido horario en un intervalo de 3 a 5 segundos. Si la conexión se realiza con un giro en sentido antihorario (cuando la frecuencia del generador a conectar es inferior a la de la red), el generador a conectar...

 

 

Evaluación práctica de técnico en electrónica y electricidad I

Funcionamiento y mantenimiento de las centrales eléctricas de los buques; gestión y procesos eléctricos y electrónicos de los buques

Tras la conexión a la red eléctrica, se produce una potencia inversa que provoca el fallo de la sincronización. Si la diferencia de frecuencia es demasiado grande (el periodo de rotación de la aguja es inferior a 2 s y la diferencia de frecuencia es superior a 0,5 Hz), la energía cinética residual de la unidad con mayor velocidad de giro tras el cierre del interruptor es muy elevada, y el par de sincronización generado por ambas unidades no es suficiente para llevarlas a la sincronización; el resultado será una pérdida de sincronización que provocará un fuerte impacto y, por consiguiente, un disparo del interruptor y un corte del suministro eléctrico.

(3) Para la conexión en paralelo, se requiere que la diferencia de fase no supere los 15° y que el punto de fase coincida a las 12 en punto. Sin embargo, dado que existe un cierto retraso entre el momento en que se pulsa el botón de cierre y el cierre efectivo del interruptor principal, es necesario adelantar ligeramente el cierre; por ello, normalmente se fija el momento del cierre a las 11 en punto. La sincronización exige una precisión elevada en cuanto a la diferencia de fase; una diferencia de fase demasiado grande provocaría una corriente de impacto excesiva, lo que no solo haría que fallara el cierre del generador que se va a sincronizar, sino que también provocaría el disparo de la unidad de alimentación, causando un corte de suministro eléctrico en todo el buque. Queda terminantemente prohibido realizar el cierre con una diferencia de fase de aproximadamente 180°.

(4) Una vez realizada con éxito la conexión, tal y como se muestra en la figura 2-5, se debe desconectar inmediatamente el medidor de sincronización. Dado que el medidor de sincronización está diseñado para un funcionamiento de corta duración, su tiempo de funcionamiento no debe superar los 15 minutos.

(5) La carga debe transferirse a tiempo tras una fusión satisfactoria.

II. Transferencia de carga y distribución de unidades paralelas

(1) Justo después de la conexión en paralelo, se ajustan la frecuencia y la carga, tal y como se muestra en la figura 2-6. Como se puede observar en el medidor de potencia, la aguja del medidor del generador recién conectado se encuentra cerca de cero, lo que indica que aún no soporta carga. Mediante el ajuste de los mandos de control de velocidad de ambos generadores, se acelera el generador recién conectado y se reduce la velocidad del generador que ya estaba en la red, de modo que, manteniendo la frecuencia del busbar en su valor nominal, ambas unidades asuman la carga de forma equilibrada.

III. Conocimientos relacionados

 

1. ¿Qué condiciones hay que cumplir para incorporarse al tráfico?

(1) El valor eficaz de la tensión U₂ del generador que se va a conectar es igual al valor eficaz de la tensión U₁ del generador en funcionamiento, es decir, U₂ = U₁.

(2) La frecuencia f₂ del generador que se va a conectar debe ser igual a la frecuencia f del generador en funcionamiento, es decir, f₂ = f₁.

(3) Cuando la fase δ₂ de la tensión del generador en espera coincida con la fase δ₁ de la tensión del generador en funcionamiento, es decir, cuando δ₂ = 81.

(4) Esperar a que el orden de las fases de la tensión del generador en conexión sea el mismo que el del generador en funcionamiento (el orden de las fases de la tensión real del generador ya se ha determinado durante la instalación y la puesta en marcha, por lo que no es necesario determinarlo en este momento).

Si los parámetros difieren considerablemente, se producirá una corriente de impacto muy elevada. Si la corriente de impacto es demasiado elevada, se producirá un fallo en la sincronización; en casos graves, esto podría provocar un corte de suministro eléctrico en todo el buque e incluso causar daños en los grupos electrógenos.

2. ¿Qué es la sincronización por arrastre?

Al sincronizar un generador, si en el instante del cierre de un interruptor no se cumple alguna de las condiciones de sincronización, se producirá una corriente de impacto entre los grupos generadores.

(1) La componente reactiva de la corriente de impacto actúa como equilibrador de tensión.

(2) La componente activa de la corriente de impacto desempeña una función de sincronización. El par de sincronización correspondiente a la potencia de sincronización es, en el caso de un generador adelantado, un par de resistencia que reduce la velocidad de giro; en el caso de un generador atrasado, es un par de accionamiento que aumenta la velocidad de giro, lo que finalmente lleva a ambos generadores a un funcionamiento sincrónico en la misma fase. Este proceso se denomina proceso de sincronización por arrastre.

3.¿Cómo se utiliza la técnica de las luces para circular en paralelo?

(1) Método de la luz intensa y tenue

El principio del método de variación de intensidad luminosa se muestra en la figura 2-7. Supongamos que, en este momento, la amplitud de la tensión del generador es la misma (algo que, en la práctica, resulta bastante fácil de conseguir); cuando la fase de la tensión del generador que se va a conectar coincide con la de la red eléctrica, la diferencia de tensión es, en teoría, 0, y la luz se apaga; cuando las fases de ambas tensiones están en sentido contrario, la diferencia de tensión es máxima y la luz brilla con mayor intensidad. Cuando la diferencia de fase varía entre 0 y 180°, el brillo de la luz cambia entre apagada, máxima intensidad y parpadeo tenue. La velocidad del parpadeo indica la magnitud de la diferencia de frecuencia, mientras que el apagado indica la coincidencia del ángulo de fase (es decir, que las fases coinciden); en ese momento se puede realizar la conexión.

Inconvenientes del método de luz y oscuridad: la velocidad de parpadeo de la luz y la oscuridad solo indica la magnitud de la diferencia de frecuencia, pero no permite determinar si dicha diferencia es positiva o negativa. Además, en la práctica, la bombilla ya se apaga cuando la diferencia de tensión es inferior a 0. Por lo tanto, es necesario anticipar en cierta medida el momento del cierre del interruptor.

(2) Método de la luz giratoria

El principio del método de rotación de luces se muestra en la figura 2-8: tres luces se apagan por turnos, lo que produce una sensación visual de rotación. De este modo, el operador determina si la frecuencia del lado a conectar es superior o inferior a la de la red eléctrica y, en función de ello, decide si el generador debe funcionar a una velocidad menor o mayor. Si la luz indicadora central se apaga, significa que la fase es coherente (es decir, que los ángulos de fase coinciden) y se puede cerrar el interruptor para poner en marcha el generador.