Sistemas de una sub estacion

Un generador síncrono de funcionamiento aislado es aquel que alimenta él solo a una carga eléctrica. En este tipo de funcionamiento el control de la velocidad del motor que mueve al generador permite ajustar la frecuencia, mientras que la regulación de la corriente del inductor, permite controlar el valor eficaz de la tensión suministrada.

Así que, las potencias activas y reactiva y, el factor de potencia, dependen de la carga eléctrica conectada al alternador y no las controla éste.

Para un funcionamiento aislado, el regulador de velocidad mantiene constante la velocidad del grupo motor-alternador e igual a la de sincronismo. De esta manera, se mantiene constante la frecuencia.

Para tener un buen funcionamiento del generados en forma aislada, debemos conocer el comportamiento en el rango de carga y corriente de excitación, y así lograr un diseño ideal.

Debemos tener en cuenta en las características de carga que, para mantener constante la tensión Vt con cargas capacitivas, se debe actuar variando la FEM de vacío Eaf en sentido contrario a cómo se comporta para cargas capacitivas. Sin embargo, para corrientes de cargas altas, la corriente de excitación debe empezar a crecer con la carga.

Una red de potencia infinita es una red con una potencia tan grande comparada con la de la máquina síncrona, que la red permanece inmutable ante los cambios que se realicen en los reguladores del alternador. Esta se consigue por medio de la contribución de varios generadores conectados entre sí en un punto común (barra o troncal).

El valor eficaz de la tensión y la frecuencia, permanecen invariables y fijados por la red. Además, la red es capaz de consumir o de suministrar toda la potencia activa y reactiva que la máquina síncrona le envíe o le demande.

En una red infinita, este tipo de funcionamiento el alternador no puede modificar la tensión ni la frecuencia, como cuando estaba aislado, pues estas magnitudes las impone la red.

Lo que sí se puede controlar, es la potencia activa que suministra mediante la potencia que, a su vez, le proporciona el motor de accionamiento. Es decir, el regulador del motor que mueve al alternador ajusta la potencia activa. La potencia reactiva se controla mediante la corriente de excitación y esto permite controlar el factor de potencia.

Hay ciertos requisitos que se deben cumplir para un funcionamiento paralelo exitoso de un alternador con un bus infinito:

1. Secuencia de Fase: la secuencia de fases de las 3 fases del alternador que se está conectando al bus del sistema de potencia debe ser la misma que la secuencia de fases de las 3 fases de la barra de bus.

2. Magnitud de Voltaje: El voltaje RMS del alternador entrante debe ser el mismo que el voltaje RMS de la barra colectora o la red eléctrica. Si el voltaje entrante del alternador es mayor que el voltaje de la barra colectora, habrá una alta potencia reactiva que fluirá desde el generador a la red.

3. Frecuencia: la frecuencia del generador entrante debe ser igual a la frecuencia de la barra colectora. La coincidencia incorrecta de la frecuencia da como resultado una alta aceleración y desaceleración en el motor primario que aumenta el par transitorio.

4. Ángulo de fase: el ángulo de fase entre el voltaje entrante del generador y el voltaje de la barra colectora debe ser cero. Esto se puede observar comparando la aparición de cruces por cero o picos de las formas de onda de voltaje.

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