INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD ZACATENCOCICLO ESCOLAR 2011 (2)

ING. EN CONTROL Y AUTOMATIZACION ASIGNATURA: MAQUINAS ELECTRICAS II PROFESOR: CARMONA RIVEROS MARIA ALEJANDRA PRACICA #3 ACOPLAMIENTO DE GENERADORES ALUMNO: FLORES CABALLERO GIOVANNI LOZANO HERNANDEZ YAIR VELAZQUEZ PEREA VICENTE GONZALES DIAZ OMAR DAVID GRUPO: 6AM4

Fecha de entrega: 05 de mayo del 2011

OBJETIVO Realizar las conexiones referentes al acoplamiento de generadores as como observar y cumplir con las condiciones de conexin de los mismos. INTRODUCCION En las centrales generadoras de energa elctrica, resulta conveniente disponer siempre varios generadores de corriente continua. Si se trata de una central autnoma de corriente continua porque un solo generador habra de trabajar durante largos periodos de tiempo a media carga, por lo tanto a bajo rendimiento; disponiendo dos o ms generadores, en las horas de pequea carga solo funcionan una o dos unidades, acoplando en paralelo las restantes a medida que lo exigen las condiciones del servicio. Adems, peridicamente se han de parar las mquinas de la central para su revisin, limpieza y, si fuera necesario, su reparacin; si solamente se dispone de un generador, durante las operaciones de revisin y limpieza, la central no podra suministrar energa elctrica: por el contrario si estn instalados varios generadores, stos pueden inspeccionarse y limpiarse uno a uno y, entretanto, los dems generadores pueden suministrar energa elctrica a los usuarios. En el caso de centrales de corriente alterna, donde es necesaria la corriente continua para la excitacin de los generadores de corriente alterna y, en muchas ocasiones para la carga de bateras de acumuladores de reserva caben hacer anlogas consideraciones, sobre todo, en los casos en que la central dispone de barras de excitacin comunes para todos los generadores: un solo generador de corriente continua, si se avera, puede significar el paro total de la central, mientras que si se dispone de varios generadores, la avera de uno de ellos significar, cuanto ms, el paro de un solo generador principal de corriente alterna. De acuerdo con esto, resulta fcil comprender que, adems de los generadores de corriente continua que se consideren necesarios, conviene instalar tambin uno o ms generadores de reserva pues, de esta forma, se facilita la inspeccin y limpieza de los generadores, sin necesidad de que la central haya de funcionar a una parte de su carga. Las condiciones necesarias para que dos o ms generadores de corriente continua puedan acoplarse en paralelo son: 1. Las mquinas han de tener la misma tensin nominal. 2 Las mquinas y las barras colectoras han de tener la misma polaridad. La conexin a las barras colectoras con diferentes polaridades, provocara un cortocircuito. Adems de estas condiciones necesarias, es muy conveniente que los generadores en paralelo tengan las mismas (o, por lo menos, parecidas) caractersticas de funcionamiento.

Slo si se cumplen las condiciones indicadas, puede conseguirse que la carga de la red se reparta automticamente entre las mquinas acopladas, proporcionalmente a la potencia de las mismas. Si, por el contrario las caractersticas de funcionamiento difieren mucho entre s, se ha de tener mucho cuidado en que la mquina con excitacin ms fuerte no resulte sobrecargada, lo que se evitar, en lo posible, accionando el regulador de tensin. En el caso de varias mquinas acopladas en paralelo, las maniobras que deben efectuarse para conectar o desconectar una mquina sobre la red. Pero las maniobras son diferentes cuando se trata de conectar o desconectar un generador a las barras, cuando estn conectadas a ellas otras unidades. A continuacin se muestran cules son las operaciones generales para acoplar en paralelo dos o ms generadores de corriente continua, supondremos que el generador 1 est trabajando sobre las barras colectoras y que, para atender al aumento de carga, es necesario acoplar en paralelo el generador 2. 1. Se pone en marcha el generador 2 con su interruptor general abierto y se le excita, hacindolo funcionar en vaco. Se comprueba la polaridad de los conductores que se corresponden en las dos mquinas para lo que se instala un hilo Fusible provisional entre los bornes a y c del interruptor general y un voltmetro entre los bornes b y d del mismo interruptor. Si las uniones estn bien hechas, el voltmetro marcar cero, de lo contrario, el aparato indicar la suma de las tensiones en bornes de ambos generadores. Esta comprobacin se hace de una vez para siempre, cuando se realiza el primer acoplamiento en paralelo. 2. Se regula la excitacin del generador 2, de forma que su tensin en bornes sea igual o casi igual a la del generador 1. 3. Se cierra el interruptor principal. Si las tensiones de las dos mquinas no son exactamente iguales circula entre la parte de las barras que unen ambas mquinas, una corriente compensadora, es decir, que el generador que tiene la tensin ms elevada suministra corriente al otro generador, el cual funcionar cierto tiempo como motor, ayudando a su mquina motriz y, como consecuencia, aumentar su tensin, dando despus corrientea las barras. 4. Se reparte la carga total entre los dos generadores. Si ambos son iguales, se buscar repartir la carga por igual; para ello, se aumentar la excitacin del generador 2 para cargarlo y, sirnultneamente, se reducir la excitacin del generador 1, para descargarlo.

La mquina motriz del generador 2, cuando ste se vaya cargando, disminuir su velocidad, y su regulador que tiende a mantener constante o casi constante esta velocidad, aumentar de forma automtica la entrada de fluido motor. En la mquina motriz del generador 2 ocurrir lo contrario, es decir, que este generador aumentar su velocidad hasta que el regulador haya graduado de forma conveniente la admisin de fluido motor. Si es necesario, puede aumentarse gradualmente la excitacin del generador 2, hasta trasladar toda la carga del generador 1 al generador 2 y, entonces, cuando el generador 1 funcione en vaco, es decir, descargado se le podr desconectar de la red, abriendo su interruptor general. De la forma descrita, podemos tambin conseguir repartir a voluntad la carga de la red entre varios generadores, con slo variar la resistencia de su circuito de excitacin: el generador con mayor tensin en bornes, ceder intensidad de corriente a la red y viceversa. En el lenguaje de los electricistas, esta operacin se denomina pasar 1a carga entre los generadores acoplados. Para pasar la carga entre varios generadores se procede de la misma manera que para el caso de dos generadores. Conviene emplear, siempre que sea posible, generadores con polos de conmutacin, porque con dichos generadores no se producen chispas en el colector cuando vara la carga, aunque no vare la posicin de las escobillas.

MATERIAL 1 sincronoscopio. 1 motor FH-50 1 motor FH-100 plantilla: FH-100 cables fusibles de 10 y 5 Amp. a 250 volts 2 multmetros. 1 arrancador.

DESARROLLO Para la primera parte se conect el motor FH-50 en paralelo con una carga y la fuente de alimentacin, el propsito de utilizar este motor es el de generar la energa mecnica que haga funcionar nuestro generador. La conexin se realiz conforme al diagrama elctrico que se muestra a continuacin.

Algo que hay que mencionar es que para la conexin del generador, se tuvieron que puentear las terminales amarillas y rojas respectivamente, ya que se puede considerar que como las dos son tensiones positivas entonces podemos llevar acabo esta accin. Las conexiones fsicas que se hicieron se muestran a continuacin.

Al realizar la conexiones de ambos generadores, se procedi a realizar las conexiones de los generadores a un arrancador el cual nos permiti acoplar los generadores y al mismo tiempo nos mostr los condiciones bajo las cuales se lleva a cabo el acoplamiento de generadores. El diagrama que representa las conexiones que se realizaron es:

El arrancador permite que podamos realizar el arranque de los dos generadores, como se observa las 3 lneas van conectadas a la fuente mientras que las salidas del generador 1 se conectan a las entradas A, B, C, estas conexiones permiten que se conecten los generadores al encender el arrancador. Las conexiones fsicas fueron: Se puede apreciar como las lnea 1, 2 y 3 se encuentran en serie con las salidas A, B, C las cuales son conectadas en serie por medio de un switch el cual al accionarlo permite acoplar los generadores.

Una vez realizadas las conexiones, se verifico que las conexiones fueran las correctas, despus de checar que las conexiones fueron las correctas se echaron a andar los motores. Mientras los generadores estaban en marcha se monitoreaba la tensin de los dos, esta tensin se mostraba en los volmetros que se muestran en el diagrama elctrico, de esta forma cuando los generadores alcanzaron la misma tensin se cumplio con la primera condicin para el acoplamiento de los generadores, la cual es que ambos generadores deben contar con la misma tensin, para nuestro caso la tensin a la cual los dos generadores se igualaron fue a la de 116V. Los voltmetros con que se monitoreo la tensin de los generadores fueron:

Una vez cumplida la primer condicin se procedi a esperar que ambos generadores tuvieran la misma secuencia de fases, esto se logr con ayuda del sincronoscopio, el sincronoscopio utilizado es el que se aprecia en la siguiente foto.

La forma en que se corroboro que la secuencia de fases era la misma fue que la aguja deba de estar centrada, es decir no deba de estar inclinada a ningn lado, como es el caso que se

aprecia en la imagen anterior, hasta aqu solo se ha cumplido con dos de las 4 condiciones necesarias para el acoplamiento de generadores. La tercera condicin necesaria para el acoplamiento de los generadores es la de que ambos generadores deben tener el mismo Angulo de fase. Para esta condicin se cumple cuando el botn rojo del sincronoscopio tiene que encender, mientras que para la ltima condicin la cual es que la frecuencia del generador uno debe ser mayos que la frecuencia del generador nmero dos. Cuando las condiciones 3 y 4 se cumplen los focos del sincronoscopio tendrn que encender, justo en este momento se enciende el arrancador y de esta forma se obtiene el acoplamiento de ambos generadores. Tal comos se muestra en la figura, en esta prctica se logr cumplir el objetivo de la practica el cual es que se logr acoplar satisfactoriamente ambos generadores.

Los resultados en cuanto a conexiones se refiere son los mostrados a continuacin:

CONCLUSIONES:

En esta prctica pudimos realizar correctamente el acoplamiento de dos generadores, asi como tambin observamos y cumplimos las condiciones necesarias para el correcto acoplamiento de los generadores. Las condiciones que ms trabajo nos cost cumplir fueron las ltimas dos ya que no estbamos familiarizados con el sincronoscopio, el cual es de gran utilidad para este tipo de conexiones distintos generadores y motores. En esta prctica pudimos corroborar la ventaja que nos proporciona el acoplamiento de motores las cuales son; que con un acoplamiento de dos o ms generadores podemos tambin conseguir repartir a voluntad la carga de la red entre varios generadores, con slo variar la resistencia de su circuito de excitacin: el generador con mayor tensin en bornes, ceder intensidad de corriente a la red y viceversa. Algo que tambin identificamos mediante la investigacin que sustentara nuestra practica fue que conviene emplear, siempre que sea posible, generadores con polos de conmutacin, porque con dichos generadores no se producen chispas en el colector cuando vara la carga, aunque no vare la posicin de las escobillas. Por ultimo consideramos que esta prctica fue de gran apoyo para nosotros debido a que en nuestra vida laboral o incluso proyectos fututos, nos encontraremos con especiaciones o requerimientos que necesiten la aplicacin de este conocimiento, adems de que ser ms fcil realizar la aplicacin de este conocimiento gracias a que logramos comprender todas y cada uno de los pasos y requerimientos que se hicieron.

BICLIOGRAFIA:

Electronica industrial moderna Quinta edicin Timothy J. Maloney

Maquinas elctricas Tercera edicin Stephen J. Chapman.

Maquinaselctricas E. Fitzgerald McGraw-Hill