REPORTE.

GENERADORES Y MOTORES DE C.A.

Universidad Veracruzana

Ing. Eléctrica

Practica N° 4

CONEXIÓN EN PARALELO DE UN GENERADOR CON

COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD (CFE)

E.E.

Generadores de Motores de C.A.

Catedrático

Mtro. Mario Raúl Salmerón Ortiz.

Carrera

Ingeniería Eléctrica.

Integrantes

Pérez Reyes Jesús David.

Román Morales Cesar.

Acosta Reyes Jonathan.

Espinoza Guerrero Miguel Ángel.

Fecha de entrega

30/Septiembre/2015

Universidad Veracruzana

Ing. Eléctrica

OBJETIVO

Determinar la secuencia de fases de una alimentación tr ifásica.

Aprender a sincronizar un alternador al sistema de servicio eléctr ico. Puesta en paralelo del alternador tr ifásico a la línea de servicio eléctr ico.

MARCO TEORICO. Un sistema trifásico de energía eléctrica es aquel en que los tres voltajes, A, B, y C, tienen igual magnitud y están desfasados entre sí a 120°. Sin embargo, el simple hecho de que los tres voltajes estén desfasados a 120°, no es suficiente y es necesario saber el concepto de secuencia de fase.

SECUENCIA DE FASE.

Se le llama secuencia de fase al orden de rotación, secuencia o como se suceden los voltajes, representados en la figura A3-1 por tres vectores de igual tamaño (magnitud). Esta

secuencia queda determinada en la estación generadora de potencia por el sentido de rotación de los generadores. Es decir, que si decimos que la secuencia de fases A-B-C es

diferente a la A-C-B

En la secuencia de fases A-B-C el sentido de giro se puede observar en la figura A3-1(a) y en la secuencia A-C-B, su sentido de giro es contrario como se aprecia en la figura 21-1 (b). Una inversión de secuencias de fases puede hacer que un motor tri fásico gire en sentido contrario. La secuencia de fases se puede determinar con rapidez utilizando dos lámparas incandescentes y un capacitor, conectados en estrella como se muestra en la figura A3-2. Así de la figura A3-2, si la lámpara brillante es la fase A, la otra será la B y el capacitor será la C. Su secuencia será A-B-C. Si continuamos las fases ABCABCABC, vemos que la

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Secuencia ABC = BCA= CAB. Si la lámpara brillante está en B y la opaca en A y el capacitor en C, la secuencia de la fase será BAC, si la continuamos se tiene BACBACBAC, vemos que la secuencia BAC= ACB= CBA.

FRECUENCIA.

La frecuencia de un sistema de energía eléctrica está determinada por la velocidad de rotación de varios alternadores muy potentes, todos ellos conectados por diversas líneas de unión (en paralelo) a la red general. La inercia colectiva y la potencia de estos generadores son tan grande que ninguna carga o perturbación puedan cambiar su velocidad de rotación. Por lo tanto, la frecuencia en un sistema eléctrico es notable estable.

TENSION. La tensión del sistema de energía eléctrica también es regida y aunque sufren caídas de tensión en su distribución, también se pueden considerar fuertes.

PUESTA EN PARALELO CON UN ALTERNADOR TRIFASICO

CON LA LINEA DEL SERVICIO ELEC- TRICO O CON OTRO

ALTERNADOR

Para acoplar en paralelo un alternador trifásico a la línea de servicio

eléctrico, se requiere:

Igual secuencia

Igual frecuencia

Igual tensión

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MATERIALES, EQUIPOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADOS

DURANTE LA PRÁCTICA.

Equipo Materiales

Fuentes de alimentación Cables de conexión

Panel de instrumentos Capacitancias

Generador/motor de c.c

Generador/motor síncrono

Módulo de sincronización

DESARROLLO

1. Conecte el circuito que aparece en la figura A3-4, utilizando el

dinamómetro/fuente de alimentación de cuatro cuadrantes, motor/alternador

síncrono, módulo de sincronización e instrumentos de medición del panel.

Observe que la salida del alternador puede ser conectada a través del

interruptor (3polos 1 tiro), del sistema de sincrinizacion, a la salida trifásica

fija de 208 volts de la fuente de alimentación, terminales A(1), B(2) y C(3).

El rotor del alternador va conectado a la salida fija de 130 V.c.c. de la fuente

de alimentación terminales +V (7) y –V (N). El dinamómetro/ fuente de

alimentación de cuatro cuadrantes se conecta a un contacto de 120 V.c.a.

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2. Acople el dinamómetro/fuente de alimentación de cuatro cuadrantes al

alternador por medio de la banda. Antes de conectar el sistema de

sincronización, compruebe las secuencias de fases tanto de la fuente de

alimentación como del alternador, tal como se muestra en la figura A3-3 o

bien utilizando un secuencímetro.

Como se indicó en el resumen teórico, se toma la secuencia de fases por las

brillantes de una de las dos lámparas, de tal manera que sea la misma de la

fuente de alimentación a la del alternador en operación normal.

3. a) Conecte la fuente de alimentación y el dinamómetro/fuente de

alimentación de cuatro cuadrantes. Ajuste la velocidad de este a

aproximadamente 1800r.p.m.

b) Mida la tensión de la energía comercial V2.

V2=240 V.c.a.

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c) Ajuste la excitación de c.c. del alternador hasta que la tensión de salida

V1 sea igual a la que proporciona la energía comercial v2.

Nota: Esta dos tensiones deben mantenerse iguales durante este

experimento.

d) cierre el interruptor s1 del alternador síncrono (esto alimenta el Vc.c. al

campo inductor)

e) las tres luces de sincronización deben de parpadear, encendiéndose y

apagándose intermitentemente

4. a) ajuste con mucho cuidado la velocidad del dinamómetro/fuente de

alimentación de cuatro cuadrantes, hasta que la frecuencia de encendido

de las lámparas sea bastante baja.

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b) si no todas se oscurecen o abrillanta simultáneamente, las secuencias de

fases fue conectada incorrectamente. Desconecte la fuente de alimentación

e intercambie dos de los cables que salen del estator del alternador.

c) ajuste con cuidado la velocidad del dinamómetro/fuente de alimentación

de cuatro cuadrantes hasta que las tres luces aumenten y disminuyan

lentamente. La frecuencia del alternador es muy semejante a la de la línea

comercial.

d) cuando los tres focos se hayan apagado por completo, las tensiones del

alternador y del sistema de la línea comercial están en fase.

e) si todos los focos emiten luz continua, las tensiones del alternador y del

sistema están desfasados 180° (esta condición es la de diente -diente y por

ningún motivo se debe cerrar el interruptor de sincronización).

f) compruebe que las dos tensiones V1 y V2 son iguales. Si no, ajuste de

nuevo la excitación de c.c del alternador.

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5. a) cierre el interruptor de sincronización cuando los tres focos estén

apagados y observe que pasa con I1 en ese momento. 0.1 y 0.2A

b) cierre el interruptor de sincronización cuando los tres focos estén opacados

y observe como varia I1

I1=0.5A

Nota: Debido a que el voltaje de CFE no se puede regular desde el laboratorio de

la uv, ya no se pudieron efectuar los siguientes pasos.

c) cierre el interruptor de sincronización cuando los tres focos tengan una luz

tenue y observe las variaciones de I1.

6. a) Sin conectar el interruptor de sincronización ajuste la tensión de c.c del

alternador hasta que la tensión de salida V1=250v.c.a

b) Ajuste la velocidad del dinamómetro/fuente de alimentación de cuatro

cuadrantes hasta que los tres focos estén sincronizados.

c) Cierre el interruptor de sincronización cuando las tres luces estén

sumamente bajas y observe el efecto en I1, en este momento y un poco

después.

d) I1 en el cierre.

e) I1 después del cierre.

f) Abra el interruptor de sincronización, reduzca la tensión a cero y desconecte

la fuente de alimentación.

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PRUEBA

1. ¿Que se requiere para conectar en paralelo un alternador con la línea del

servicio eléctrico?

Igualdad en las secuencias de fases, igualdad en la frecuencias y igualdad en las

tensiones.

2. Un alternador puede sufrir daños mecánicos durante la puesta en paralelo

con la línea del servicio eléctrico. ¿en qué condiciones puede suceder esto?

Se debe tener mucha cuidado con los valores de corriente y voltaje para no dañar

la máquina ya que es posible que la línea a la que nos deseamos acoplar supero

el voltaje que puede producir nuestro alternador. En ese caso no se debe de acoplar ya que la máquina resentiría y reduciríamos su vida útil.

Otras casos en los que se podría dañar la máquina seria si, la máquina no es

acelerada al número de r.p.m. nominales, o cuando la excitación f.e.m. de los

bornes no se iguala al de la línea, si la máquina no puede entrar en sincronización

con la línea por la diferencia en la frecuencia de la red, y si no se igualan las tensiones generadas por la red y la maquina.

3. Un alternador puede generar una tensión diferente a la de la línea del

servicio eléctrico y puede no estar en fase con esta. Pero se necesita una

condición para poder entregar potencia. ¿Cuál es?

Un alternador solo puede entregar potencia real a un sistema, cuando este se

fuerza a su rotor a adelantarse a su posición normal en vacío, por medio del par

mecánico del motor primario. El par, multiplicado por la velocidad constituye la

medida de la potencia mecánica que recibe y por lo tanto la potencia eléctrica que entrega.

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Conclusión:

En esta práctica se pudo observar que para el acoplamiento de un alternador a la

red se necesita tener la máxima atención por parte del o los operarios encargados

de dicha operación. Se debe poner en marcha el motor de corriente continua que

acciona el alternador y seguidamente se maniobra sobre el regulador de velocidad

hasta conseguir que ésta sea lo más aproximada posible a la velocidad síncrona

correspondiente a la frecuencia de la red.

Lamentablemente en esta ocasión la práctica no se pudo llevar con un 100% de

efectividad, ya que la corriente entregada por parte de CFE era más de lo que el

alternador podía soportar, por lo que se tuvieron que cambiar las conexiones a

manera que el alternador tuviera una fuente independiente para que esta se

acercara lo más posible a la sincronización que se pretendía realizar.

Pérez Reyes Jesús David

Conclusión:

En esta práctica aprendí a conectar el alternador en paralelo, para así poder

sincronizarlo al sistema eléctrico de CFE, pudimos observar que al hacer está

práctica la operación comenzó arrancando por medio del motor primario

fijándonos que se tenían a que apagar y prender al mismo tiempo las tres

lámparas, ya que esto nos indicada que existe la misma secuencia de fase,

notamos que estas prendían y apagaban muy rápido esto es debido a que había

variación de frecuencias, pero esto se arreglaba regulando la velocidad del

alternador la cual no se pude porque seguía teniendo diversas variaciones ya que

por la hora en la cual realizamos la práctica y también conforme al tiempo había

mucho consumo de energía eléctrica, lo que se procedió hacer fue cambiar las

conexiones a una fuente independiente del alterador, ya con esta se pudo acercar

al nivel de sincronización deseado.

Espinoza Guerrero Miguel Ángel

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Conclusión:

En esta práctica se aprendió a determinar la secuencia de fases de una

alimentación trifásica, además a sincronizar un alternador al sistema de servicio

eléctrico y la puesta en paralelo del alternador trifásico a la línea del servicio

eléctrico.

Como sabemos un sistema trifásico de energía eléctrica es aquel en que los tres

voltajes tanto el voltaje A, voltaje B y el voltaje C, tienen igual magnitud y por

consiguiente estos están desfasados entre sí a 120°.

Se conectó el circuito, utilizando el generador/motor síncrono, generador/motor de

c.c. La salida del alternador se conectó a través del interruptor del sistema de

sincronización. Se acoplo el motor de c.c. al alternador por medio de la banda.

Se tomó la secuencia de fases por la brillantez de una de las lámparas, de tal

manera que sea la misma de la fuente de alimentación a la del alternador en

operación normal. Posteriormente se conectó la fuente de alimentación y con el

tacómetro manual se ajustó la salida de c.c. del motor a 1800 r.p.m.

Una vez conectada la fuente de alimentación, se prosiguió a medir la tensión de la

energía comercial lo cual fue de 240V.c.a

Finalmente la práctica no se puedo finalizar ya que la línea en la que nos

deseamos acoplar supero el voltaje del alternado con el que estábamos realizando

la práctica.

Roman Morales Cesar