Informe Maquinas 3 Sincronizacion de Generadores PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Fundada en 1551) FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA

E.A.P. DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

Curso

: Laboratorio de máquinas eléctricas III

Tema generador

: Sincronización con la red y control del

Profesor : Integrantes

ING. ROJAS PICOY ARTURO :

UCHASARA CASAVILCA, Cristian MUNAYCO CANDELA, Luis ATENCIO HUAPAYA, Vania ESPINOZA HILARIO, Emilio

Ciudad Universitaria, Mayo 2019

SINCRONIZACIÓN CON LA RED Y CONTROL DE GENERADORES I. OBJETIVOS : Después de completar este ejercicio, usted será capaz de sincronizar un generador sincrónico trifásico con la red de energía eléctrica, empleando el Módulo de sincronización. Reconocimiento del sentido de giro del campo rotatorio. Lectura correcta de los instrumentos de medición de la unidad de sincronización. Reconocimiento de los parámetros que se deben establecer para que sea posible conectar entre sí dos redes de corriente trifásica. Puesta en marcha de la máquina trifásica síncrona como generador síncrono Sincronización manual de red por medio de los siguientes métodos: Luces apagadas, luces encendidas, dos luces encendidas y una apagada: Determinación del punto temporal de sincronización utilizando testigos luminosos y diversos equipos de medición como, por ejemplo, el voltímetro doble o el sincronoscopio.

II. MATERIALES : A. UNIDAD DE SINCRONIZACIÓN.

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B. VOLTÍMETRO DOBLE El voltímetro doble permite realizar una comparación rápida entre la tensión de la red y la del generador. En el momento de la conexión a la red los dos valores visualizados deben ser iguales.

C. VOLTÍMETRO DE CERO El voltímetro de cero mide las tensiones L1red y L1generador. En el instante de la conexión a la red este valor debe ser de 0 V (en el caso ideal).

D. SINCRONOSCOPIO El sincronoscopio muestra la diferencia entra la posición de fase de la red y la de la tensión generada. El ángulo de fase coseno φ tiene un valor igual a 0 en el momento en que se enciende el led verde «SYNC», lo cual indica que se puede efectuar la conexión.

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III.

PROCEDIMIENTO :

A efectos de conectar un generador sincrónico a una red ya existente se deben observar determinadas premisas. Es necesario garantizar que los valores momentáneos de tensión permanezcan iguales hacia los dos lados del interruptor de potencia que servirá de nexo a la conexión. Para ello, es necesario que sean iguales la posición y secuencia de fase, al igual que la frecuencia y el valor eficaz de la tensión. Las tensiones de las dos redes se indican por medio de un voltímetro doble. En el generador se ajusta de antemano la intensidad de la tensión generada a través de la excitación. Las frecuencias de las dos redes se visualizan por medio de un frecuencímetro doble. La frecuencia del generador se controla por medio de la variación de la velocidad de giro del generador. Sentido de giro del campo rotatorio: Empiece con la determinación del sentido de giro del campo. En la experimentación, el sentido horario de giro se define de la siguiente manera: si se mira desde la servomáquina negra, a lo largo del eje, hasta llegar a la máquina de color naranja, un giro en el sentido de las manecillas del reloj indica que el campo rota hacia la derecha. Asegúrese de que su fuente de alimentación de energía (lado de la red de la unidad de sincronización) opere con un giro de campo magnético en sentido horario.

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SINCRONIZACIÓN POR EL MÉTODO DE LAS LUCES APAGADAS: En este tipo de circuito, cada bombilla se conecta entre las mismas fases

Diagrama de montaje para la sincronización manual con el método de las luces apagadas

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Use el servofreno como motor de accionamiento del generador síncrono. Seleccione el modo de sincronización en la unidad de control del freno y ponga en marcha el accionamiento. Como velocidad de rotación, seleccione en la unidad de control la velocidad síncrona del generador. Active el suministro de corriente continua. Ajuste la corriente de excitación por medio del controlador de tensión del excitador CO3301-5G, de modo que la tensión del generador sea igual a la de la red. También podrá emplear este valor de tensión de excitación al inicio de los demás ejercicios. Modifique con cautela la velocidad de giro en la unidad de control del servofreno hasta que todas las bombillas incandescentes se oscurezcan al mismo tiempo. Pulse el interruptor de alimentación de la unidad de sincronización en el momento correcto, es decir, cuando todas las luces estén apagadas, conectando de esta manera el generador a la red De esta manera ha concluido la sincronización Aumente la potencia de accionamiento del generador ajustando aproximadamente un Observe ahora el generador. A continuación, vuelva a separar el generador de la red y detenga el motor de accionamiento. Vuelva a apagar también la unidad de excitación. De esta manera ha concluido el ejercicio parcial de sincronización de red por medio del métodos de las luces apagadas. SINCRONIZACIÓN POR EL MÉTODO DE LAS LUCES ENCENDIDAS: En este tipo de circuito, cada bombilla se conecta en cruz entre diferentes fases.

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Use el servofreno como motor de accionamiento del generador síncrono. Seleccione el modo de sincronización en la unidad de control del freno y ponga en marcha. el accionamiento. Como velocidad de rotación, seleccione en la unidad de control la velocidad síncrona del generador. Active el suministro de corriente continua. Ajuste la corriente de excitación por medio del controlador de tensión del excitador CO3301-5G, de modo que la tensión del generador sea igual a la de la red. Modifique con cautela la velocidad de giro en la unidad de control del servofreno hasta que todas las bombillas incandescentes se iluminen al mismo tiempo. Pulse el interruptor de alimentación de la unidad de sincronización en el momento correcto, es decir, cuando todas las luces se enciendan al mismo tiempo con su máximo brillo, conectando con ello el generador a la red. De esta manera ha concluido la sincronización. 7

Aumente la potencia de accionamiento del generador ajustando aproximadamente un valor de -1 Nm en el banco de pruebas. Observe ahora el generador. A continuación, vuelva a separar el generador de la red y detenga el motor de accionamiento. Vuelva a apagar también la unidad de excitación. De esta manera ha concluido el ejercicio parcial de sincronización con la red por medio del método de las luces encendidas.

SINCRONIZACIÓN POR DOS LUCES ENCENDIDAS Y UNA APAGADA: En este circuito, la primera bombilla se encuentra conectada entre L1 de la red y L3 del generador, la segunda entre L2 y L2 y la tercera entre L3 y L1. Al realizar el ajuste, se genera la impresión de que aparece un puntero luminoso giratorio mientras no exista igualdad de fases. Si se modifica la velocidad de giro varía también la velocidad de este indicador.

Si las luces se encienden alternativamente, será necesario permutar una fase del generador.

Diagrama:

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Use el servofreno como motor de accionamiento del generador síncrono. Seleccione el modo de sincronización en la unidad de control del freno y ponga en marcha el accionamiento. Como velocidad de rotación, seleccione en la unidad de control la velocidad síncrona del generador. Active el suministro de corriente continua. Ajuste la corriente de excitación por medio del controlador de tensión del excitador CO3301-5G, de modo que la tensión del generador sea igual a la de la red. Modifique con cautela la velocidad de giro de la unidad de control del servofreno hasta que la bombilla incandescente central de la unidad de sincronización se apague mientras las dos de los extremos se iluminan. En el instante en que esto ocurra, puede accionar el interruptor de alimentación de la unidad de sincronización y conectar con ello el generador a la red. 9

De esta manera ha concluido la sincronización. Aumente la potencia de accionamiento del generador ajustando aproximadamente un valor de -1 Nm en el banco de pruebas. Observe ahora el generador. A continuación, vuelva a separar el generador de la red y detenga el motor de accionamiento. Vuelva a apagar también la unidad de excitación. De esta manera ha concluido el ejercicio parcial de sincronización con la red por medio del método de dos luces encendidas y una apagada. IV.

CUESTIONARIO : A. ¿Qué afirmaciones acerca de los tres métodos analizados son correctas? 1. Método de las luces apagadas: Todas las bombillas se encuentran entre conductores distintos. (F) 2. Método de las luces encendidas: Las bombillas se conectan respectivamente con las fases en cruz. Esto significa que la primera se encuentra entre L1 de la red y L2 del generador, la segunda entre L2 (red) y L3 (generador) y, la tercera, entre L3 (red) y L1 (generador). (V) 3. Método de las dos luces encendidas y una apagada: Existe una ubicación combinada de las bombillas: dos se encuentran entre una fase y la otra entre las otras dos fases; por esta razón una se ilumina mientras que la luz de las otras dos se extingue. (F) 4. Método de las luces apagadas: Cada una de las bombillas se conecta entre la misma fase. Esto significa que la primera se encuentra entre L1 de la red y L1 del generador, la segunda entre L2 (red) y L2 (generador) y, la tercera, L3 (red) y L3 (generador). (V) 5. Método de las luces encendidas: Las bombillas se encuentran conectadas cada una a un conductor de fase individual. (F) 6. Método de las dos luces encendidas y una apagada: Esto significa que la primera bombilla se encuentra entre L1 de la red y L3 del generador, la segunda entre L2 (red) y L2 (generador) y, la tercera, entre L3 (red y L1 (generador). (V)

B. ¿Qué se debe observar en el método de las luces encendidas? 1. En el caso de las luces encendidas, el campo rotatorio del generador síncrono

no desempeña ningún papel relacionado la sincronización. (F) 2. En el caso de las luces encendidas, cuando se iluminan con mayor brillo no se

ha llegado necesariamente a una sincronización. (V)

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C. ¿En qué caso se deben permutar dos fases del generador síncrono? 1. Esta medida es necesaria si la red de corriente en la que debe operar el

generador posee un correcto campo rotatorio con giro en sentido horario. (F) 2. En el caso del método de las luces encendidas, esto solo debería ocurrir si las luces no se iluminan cíclicamente. (F) 3. Apenas las luces se iluminen cíclicamente (en los métodos de luces encendidas y apagadas) será estrictamente necesario permutar las fases. (V) D. ¿Qué respuesta muestra la velocidad de giro del generador si se eleva la potencia

del accionamiento? 1. El número de revoluciones desciende ligeramente. (F) 2. El generador está ligado a la red de corriente en términos de frecuencia y tensión. (V) 3. El número de revoluciones asciende ligeramente. (V) E. ¿Qué condiciones deben cumplirse para que el generador se conecte a la red? 1. La tensión producida por el generador y su frecuencia deben oscilar en un 2. 3.

4. 5.

rango de +/- 20% de la frecuencia de red. (F) Las secuencias y las posiciones de fase de la red de corriente y del generador tienen que coincidir. (V) La tensión de la red y la del generador no necesitan ser iguales de manera incondicional antes de la sincronización porque, en todo caso, es después de la sincronización cuando esto ocurre. (F) La tensión producida por el generador y su frecuencia tienen que coincidir exactamente con la frecuencia de la red (con un margen de +/-2%). (V) La tensión de la red y la del generador tienen que presentar los mismos valores eficaces. (V)

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V. CONCLUCIONES : 1. Apenas se apliquen las tensiones de la red y el generador a la unidad de sincronización se observará, por medio de las tres luces, si el sentido de giro es el mismo. 2. A este fin, el banco de pruebas de servomotores de Lucas Nülle acciona el generador con giro hacia la derecha (rpm de signo positivo) en el modo de control por velocidad. 3. Con una ligera diferencia de frecuencia (entre la red y el generador), se observa el sincronoscopio a lo largo de una revolución completa; es decir, de 12 h a 12 h. En este caso, las tres luces de la unidad de sincronización deben realizar de manera simultánea el siguiente ciclo completo: 12 h: apagadas, 6 h: encendidas y 12 h: apagadas. 4. Si, por el contrario, solo se encuentran siempre dos luces encendidas y, durante la revolución del sincronoscopio, su estado varía circularmente, entonces, los campos magnéticos giran en diferentes sentidos.

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