Funcionamiento, Operación y Mantenimiento de Generadores Eléctricos

FUNCIONAMIENTO, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE GENERADORES ELÉCTRICOS

1.1 Estructura básica de un grupo electrógeno GOBERNADOR

AWR

"Sensing" de velocidad

Línea de combustible (ACPM)

M MOTOR DIESEL

Señal de velocidad

Señal de voltaje

AVR

ACOPLE

/ /

G 3

X

W(RPM)

AVR : Regulador automático de voltaje AWR : Regulador automático de velocidad

GENERADOR

"Sensing" de voltaje CB

p

/// /

/// /

N

N

INTERUPTOR AUTOMATICO

CARGA

1.2 Ensamble industrial de grupos electrógenos

1.3 Grupo electrógeno abierto

1.4 GRUPO ELECTRÓGENO CABINADO

1.5 GRUPO ELECTRÓGENO MÓVIL.

1.6 GRUPO ELECTRÓGENO MARINO

1.7 GRUPO ELECTRÓGENO TIPO INVERSOR

1.8 CENTRAL DE GENERACIÓN CON GRUPOS ELECTRÓGENOS

1.9 TABLERO DE MANDO Y SUPERVISIÓN PARA UN GRUPO ELECTRÓGENO

2. APLICACIONES DE LOS GRUPOS ELECTRÓGENOS 2.1 Categorías de empleo para grupos electrógenos 2.2 Utilización de grupos electrógenos 2.2.1 Como fuente primaria 2.2.2 Como fuente auxiliar

2.1 CATEGORÍAS DE EMPLEO PARA GRUPOS ELECTRÓGENOS   





“STAND-BY” o “EMERGENCY” “Prime” “Continuos” Definidas principalmente por las siguientes internacionales: ISO 8665, ISO 3046, DIN 6271, BS 5514.

normas

2.1.1 STAND-BY” o “EMERGENCY

Utilizada en períodos de corta duración.  La planta no admite sobre carga.  Factor de potencia entre el 80% y 100%.  No aplicable para la cogeneración. 

2.1.2“PRIME”

 



Como fuente principal. Cuando se carece de energía de la red eléctrica pública o se dan períodos prolongados de racionamiento. Utilizable a carga variable a un 80% de la potencia de placa para cualquier número de horas al año, sin sobrepasar la potencia máxima de placa.

2.1.3 “CONTINUOS”





 

Presenta aspectos constructivos relevantes que las diferencian de las otras plantas eléctricas. Pueden operar las 24 horas del día, todo el año. Pueden trabajar en paralelo o independiente. Potencia constante o variable sin sobrepasar lo indicado en placa.

2.2 UTILIZACIÓN DE GRUPOS ELECTRÓGENOS 

2.2.1 COMO FUENTE PRIMARIA (Categorías Prime o Continuos) Operación independiente o en paralelo 

En sitios remotos.



En áreas inaccesibles para líneas de transmisión.





Para respaldar sistemas de energía convencional con problemas de regulación (Operación en paralelo con la red)

2.2.2 COMO FUENTE AUXILIAR (CATEGORÍAS STAND-BY O PRIME) 



2.2.2 COMO FUENTE AUXILIAR (Categorías Stand-By o Prime) Con plantas estacionarias o móviles 

Para cumplir requisitos de seguridad pública.



Para cumplir requisitos de seguridad privada.



Para cumplir requisitos de seguridad económica.



Como fuente para el respaldo de la demanda máxima.

2.3 CARGAS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS 

Las cargas eléctricas asociadas a una instalación pueden clasificarse en 2 grupos: Esenciales y no esenciales. El conjunto de ellas se conoce con el nombre de CARGA PLENA O TOTAL

2.3.1 GRUPO ELECTRÓGENO EN OPERACIÓN INDEPENDIENTE (CONECTADO A CARGA TOTAL) RED NORMAL

CB R

G 3

/

GRUPO ELECTROGENO

CB G

EQUIPO DE TRANSFERENCIA DE CARGA

UNIDAD DE MANDO N

E

TABLERO DE DISTRIBUCION

CB L

CARGAS NO ESENCIALES

CARGAS ESENCIALES

CARGAS DE RESERVA LEGAL

CARGAS CRITICAS O DE EMERGENCIA

2.3.1.1 CARGAS ESENCIALES 

 

Son aquellas cargas en las cuales se hace necesario el suministro de energía en forma permanente. Se conocen también con el nombre de CARGAS DE EMERGENCIA: se clasifican en: Cargas de reserva legal Cargas de reserva opcional

2.3.2 CARGAS NO ESENCIALES. 

Son aquellas cargas que pueden desconectarse y permanecer en ese estado por un tiempo prolongado sin afectar el funcionamiento normal de las instalaciones y en general, cuando la seguridad de la vida humana no depende de su funcionamiento.

2.3.3 CARGAS DE RESERVA LEGAL. 

 

Tienen como propósito fundamental garantizar la protección y seguridad de la vida humana, la vida animal y la preservación del Medio Ambiente. Son exigidas por leyes, ordenanzas o acuerdos municipales. Se clasifican en: Cargas vitales Cargas Críticas.

2.3.3 EJEMPLOS DE CARGAS DE RESERVA LEGAL. 





 

Sistemas de iluminación de emergencias. Extractores de humo y ventiladores en áreas críticas o cerradas. Bombas contra incendio o inundación. Sist. de comunicación de seguridad Quirófanos y unidades de cuidados intensivos.

2.3.3 EJEMPLOS DE CARGAS DE RESERVA LEGAL 

 



Sistemas de refrigeración en bancos de sangre y órganos Laboratorios clínicos Sist. de alumbrado para pistas de aterrerrizaje en aeropuertos. Neveras con vacunas y/o reactivos

2.3.4 CARGAS VITALES 

Son cargas de emergencia en las cuales se garantiza el suministro de energía para dar información pertinente y facilitar la evacuación de personas que se encuentren en situaciones de riesgo

2.3.4 EJEMPLOS DE CARGAS VITALES Alumbrado de los medios de salida ( Pasillos, corredores, escaleras, puertas, etc..)  Señales luminosas( Flechas ) para indicaciones de salida.  Señales de alarma y alerta  Sist. de comunicaciones para dar instrucciones en caso de emergencia. 

2.3.5 CARGAS CRÍTICAS. 



Son aquellas en las cuales se debe garantizar un suministro ininterrumpido de energía con el propósito de salvaguardar la vida humana en situaciones críticas o delicadas. Generalmente estas cargas son conectadas y respaldadas con UPS.

2.3.5.1GRUPO ELECTRÓGENO EN OPERACIÓN INDEPENDIENTE (CONECTADO A CARGA CRÍTICA)

2.3.5.2 EJEMPLOS DE CARGAS CRÍTICAS. Quirófanos.  Incubadoras  Unidades de cuidados intensivos UCI de sangre, huesos y  Bancos órganos.  Laboratorios clínicos  Áreas de despacho de farmacia  Alumbrado de trabajo. 



3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA POTENCIA DEL MOTOR DIESEL.



3.1 Aspectos Ambientales Temperatura ambiente  Altura,  Humedad. 



3.2 El Clima y el Entorno Polvo  Ambiente salino  Atmósferas contaminantes 

3.1 FACTORES AMBIENTALES 3.1.1 LA TEMPERATURA AMBIENTE EN EL SITIO DE LA INSTALACIÓN DEL GRUPO ELECTRÓGENO En general, para plantas eléctricas cuyo motor es refrigerado por agua, la máxima temperatura ambiente, en condiciones normales de funcionamiento, no debe exceder el valor especificado por muchos fabricantes, la cual es de 40°C.

KT 1.05 Q

1.00

0.95 0.90 T (° C)

0.85 0

10 15 20

30

40

50

60

RANGO DE TEMPERATURA PARA OPERACION SATISFATORIA /

K T : Factor de reducción de potencia por elevación de temperatura Q : Punto de temperatura máxima para operar a potencia nominal 

Figura. Curva típica de disminución de potencia por elevación de la temperatura ambiente para un grupo electrógeno

3.1 FACTORES AMBIENTALES 3.1.2 LA ALTURA • PARA MOTORES SIN TURBO

Kh

ALIMENTADOR

•

•

1.0

Por encima de la altura de referencia, una planta puede ver reducida su capacidad de placa hasta un 3% por cada 1000 pies (aproximadamente 330 metros). Adicionalmente, por encima de los 2500 metros el motor puede bajar su potencia a un 4% por cada 330 metros, debido a la reducción del oxígeno que dificulta la combustión.

0.9 0.86 0.8

h

0.7 0

1000

2000

2500 3000

K h : Factor de reducción de potencia por altura h : Altura sobre el nivel del mar (metros) /

Curva típica de disminución de potencia por cambio de altura sobre el nivel del mar para un grupo electrógeno

FACTORES AMBIENTALES 3.1.2 LA ALTURA

•

PARA MOTORES ALIMENTADOR

•

Como los turbo alimentadores inyectan aire a presión al sistema de combustión del motor diesel, el motor aumenta su potencia y compensa las pérdidas por la altura.

•

Cada fabricante especifica en una tabla a partir de que nivel de altura, el motor empieza a perder potencia. Normalmente es sobre los 1500 m sobre el nivel del mar.

CON

TURBO

3.1 FACTORES AMBIENTALES

3.1.3 HUMEDAD

• •

En general, sólo se aplican factores de corrección cuando la humedad relativa es igual o superior al 60%. Los motores ven reducida su potencia hasta en un 6% máximo cuando el aire de admisión para la combustión es bastante húmedo

3.2 FACTORES CLIMA Y ENTORNO

• • • • • •

El clima y el entorno dependen de diversas combinaciones de los anteriores y de otros elementos que pueden ser: Gases y químicos que originan atmósferas contaminantes y explosivas Agua salada de mar (ambiente salino) Polvo o atmósferas arenosas Radiación solar y viento Lluvia y nieve.

3.2 FACTORES EL CLIMA Y EL ENTORNO 3.2.1 EL POLVO Es un enemigo de los grupos electrógenos. No sólo el polvo corriente, sino las muchas clases de polvo provenientes de diversos procesos industriales como polvo de carbón, arena, grafito pulverizado, fibras de madera, pelusas, etc.

Existen básicamente dos clases de polvos:  

Polvo transportado por aire permanentemente Polvo transportado por aire temporalmente Otro tipo de polvo es el conformado por pequeños guijarros y granos duros.

3.2.2 ATMOSFERAS EXPLOSIVAS Las atmósferas explosivas y los grupos electrógenos sencillamente no son compatibles. La solución normal y óptima a

un ambiente peligroso, es ubicar el grupo electrógeno lejos de él y transportar la energía eléctrica al sitio por medio de cables.

4. EL GENERADOR ELÉCTRICO 4.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL GENERADOR 4.2 TIPOS DE GENERADORES  

Generador de inducido giratorio. Generador de campo giratorio

4.3 TIPOS DE REGULADORES  

De voltaje del generador (Eléctricos y Electrónicos). De velocidad del motor (Mecánicos, Hidráulicos y Electrónicos).

4.1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA

4.1 SISTEMA MOTOR IMPULSOR Y GENERADOR (CON REGULACIÓN MANUAL) AJUSTE DE VOLTAJE

BATERIA

+ V -

Rv

L1 F1

+ Iex

G 3

Ø ex

-

L2

F2 L3

M

Wc

VOLTIMETRO

v N

4.1 SISTEMA DE EXCITACIÓN DE UN GENERADOR SINCRÓNICO (CON EXCITATRIZ DE CD Y REGULACIÓN MANUAL) CAMPO PRINCIPAL ACOPLE

Ic

L1

A1 F1

CAMPO AUXILIAR

Rv

Ø ex

+

+

G

-

F2

EXCITATRIZ DE CD

G 3

V

I ex

L2

A2 L3

M

Wc

VOLTIMETRO

v N

Ic

: Corriente de excitación de la excitatriz de CD

4.1 SISTEMA DE EXCITACIÓN DE UN GENERADOR SINCRÓNICO (AUTO EXCITADO Y CON REGULACIÓN MANUAL) I

DEVANADO DE CAMPO AUXILIAR

AJUSTE DE VOLTAJE

Rv

L

L L1

F1 +

Ø

ex

G 3

Iex -

L2

F2 L L3

M

Wc v

VOLTIMETRO

N S -

Fu

Fu + CIRCUITO RECTIFICADOR

4.1 GENERADOR DE CAMPO GIRATORIO SIN ESCOBILLAS Y CON PMG

4.1 GENERADOR DE CAMPO GIRATORIO SIN ESCOBILLAS Y CON PMG

4.1 GENERADOR DE IMAN PERMANENTE (P.M.G.)

4.1 GENERADOR DE RESPUESTA RÁPIDA SIN ESCOBILLAS, NI CAMPO AUXILIAR Y CON PMG

4.1 GENERADOR CON SISTEMA DE EXCITACIÓN AUXILIAR TIPO PMG (PATENTE KOHLER) IMAN PERMANENTE

4.2 TIPOS DE GENERADORES 4.2.1 GENERADOR DE INDUCIDO GIRATORIO

4.2.2 GENERADOR DE CAMPO GIRATORIO CON ESCOBILLAS

4.2.3 GENERADOR DE CAMPO GIRATORIO SIN ESCOBILLAS

4.3 DIODOS RECTIFICADORES

4.3 PUENTE RECTIFICADOR TRIFÁSICO

4.3 SISTEMA RECTIFICADOR GIRATORIO DE DOS PLACAS DISIPADORAS VOLTAJE DE LA EXCITATRIZ V

V

V

KT

KT

KT

+ Iex Wc DISIPADOR DE CALOR

MOV

Ø ex CAMPO PRINCIPAL

AT

AT ROTOR DEL GENERADOR AT

4.3 PUENTES RECTIFICADORES DE DOS PLACAS

4.3 SISTEMA RECTIFICADOR GIRATORIO DE TRES PLACAS DISIPADORAS DISIPADOR DE CALOR

V

KT

KT DISIPADOR DE CALOR

V

AT

Wc

AT

+

V

Iex

VOLTAJE DE LA EXCITATRIZ

Ø ex MOV

AT

CAMPO PRINCIPAL

-

KT ROTOR DEL GENERADOR DISIPADOR DE CALOR

4.3 PUENTES RECTIFICADORES TRIFÁSICOS EN BLOQUES

4.3 PUENTES RECTIFICADORES MONOFÁSICOS (EN BLOQUE)

4.4 LA TENSIÓN INDUCIDA

• •

La tensión inducida en las bobinas del generador, está dada por la expresión matemática : Vm = KNϕexc.W de donde: K: es una constante N: número de espiras ϕexc: Intens, del flujo mag. W: La velocidad angular.

4.5 RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD, FRECUENCIA Y EL NÚMERO DE POLOS. Mediante la fórmula 120 f W = --------------. , se expresa la relación P que existe entre la velocidad, el número de polos y la frecuencia de operación de un generador eléctrico.

4.5 RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD, FRECUENCIA Y EL NÚMERO DE POLOS. de donde: W: Es la velocidad del rotor en R.P.M. F: Es la frecuencia del sistema en Hz. P: Es el número de polos que tiene el campo principal.

4.5 ROTOR PRINCIPAL DE 4 POLOS A 1.800 RPM Y ROTOR AUXILIAR

4.5 ROTOR DE GENERADOR DE DOS POLOS A 3600 RPM

4.6 SISTEMAS DE REGULACIÓN 4.5.1 SISTEMA DE REGULACIÓN MANUAL AJUSTE DE VOLTAJE

BATERIA

+ -V

Rv

L1 F1

+ Iex

G 3

Ø ex

-

L2

F2

M

Wc

L3 VOLTIMETRO

v N

4.6 SISTEMA DE EXCITACIÓN DE UN GENERADOR CON EXCITATRIZ DE CD Y REGULACIÓN MANUAL CAMPO PRINCIPAL ACOPLE

Ic F1 + v R CAMPO AUXILIAR F2 EXCITATRIZ DE CD

L1

A1 Ø ex

+ G

G 3

V

-

I ex

L2

A2 L3

M

Wc

VOLTIMETRO

v N

Ic

: Corriente de excitación de la excitatriz de CD

4.6 SISTEMA DE EXCITACIÓN DE UN GENERADOR AUTO EXCITADO Y CON REGULACIÓN MANUAL I DEVANADO DE CAMPO AUXILIAR

AJUST E DE VOLTAJE

Rv

L

L L1

F1 +

Ø

ex

G 3

Iex -

L2

F2 L L3

M

Wc v

VOLTIMETRO

N S -

Fu

Fu + CIRCUITO RECTIFICADOR



4.6 REGULADOR DE VOLTAJE DE TIPO ELÉCTRICO



4.6 CONEXIÓN BÁSICA DE UN REGULADOR DE VOLTAJE DE TIPO ELECTRÓNICO CB L L1 CAMPO AUXILIAR

G 3

Ø ex

+

Vex

-

L2

I ex L L3

M

Wc

N S F2 F1

AVR Rv

AJUSTE DE VOLTAJE

Fu



4.6 CONEXIÓN BÁSICA DE UN REGULADOR DE VOLTAJE DE TIPO ELECTRÓNICO A TRAVÉS DE UN PMG

4.6 GENERADOR DE RESPUESTA RÁPIDA SIN ESCOBILLAS Y CON PMG

4.6 ESTRUCTURA INTERNA DE UN REGULADOR (AVR) ELECTRÓNICO

4.6 CIRCUITO DE ELEVACIÓN DE TENSIÓN DEL GENERADOR CIRCUITO GENERADOR DE PULSOS SEÑAL DE "SENSING" REFERENCIA DE VOLTAJE

ESTABILIDAD L L1 SCR

D

Vg

60-70% DE Vn

+V K

Ø ex

+ D

K

-

-

Iex

G 3 Wc

L2

L L3

AVR N AL CIRCUITO DEL AVR





1. 2. 3. 4.

4.6 AJUSTES BÁSICOS EN UN REGULADOR ELECTRÓNICO DE TENSIÓN

La mayoría de los reguladores de voltaje tienen como mínimo las siguientes calibraciones: Ajuste de voltaje grueso (potenciómetro interior) Ajuste de voltaje fino (potenciómetro exterior) Estabilidad UFRO (protección por baja frecuencia)



4.6 AJUSTES BÁSICOS EN REGULADOR ELECTRÓNICO TENSIÓN

UN DE

4.6 AJUSTE UFRO o UF



Es un circuito de protección contra baja velocidad o frecuencia, que impide una sobre excitación en el campo del generador.

4.6 UFRO (protección por baja frecuencia)

4.6 Otros ajustes en otros tipos de Reguladores Aut. Voltaje    

DIP DWELL EXC TRIP (Sobre excitación) OVER / V(Sobre voltaje)

4.6 Ajuste DIP



El potenciómetro de control DIP, ajusta el nivel de la caída de tensión en proporción a la disminución de la frecuencia, cuando la frecuencia cae por debajo del ajuste UFRO.

4.6 Ajuste DIP

4.6 AJUSTE DWELL 





La función del DWELL incorpora una temporización entre la recuperación de voltaje y la recuperación de velocidad. Esta temporización reduce los KW del generador por debajo de la potencia disponible del motor durante el tiempo de recuperación, facilitando la recuperación de la velocidad. Funciona únicamente por debajo de UFRO.

4.6 Ajuste DWELL

Ajuste de la respuesta de la tensión ante perturbaciones de carga

4.6 AJUSTE EXC TRIP (SOBRE EXCITACIÓN) 



Cuando el generador tiene PMG, el AVR suministra máxima corriente de excitación en caso de corto circuito y en sobre cargas prolongadas. Para proteger los devanados del generador el ajuste EXC TRIP detecta alta excitación y corta la corriente entre los 8 y 10 segundos después de presentarse la corriente.

4.6 AJUSTE OVER /V (SOBRE VOLTAJE) Un AVR con esta protección, corta la excitación del generador , cuando detecta un fallo en el voltaje de referencia.  Para un generador a 220 volt., el ajuste correcto es a los 300 volt. -+ 5%.  Algunos AVRs dan una salida o señal de DC para operar un interruptor externo. 

4.6 TIPOS DE REGULADORES DE VOLTAJE 

 

Los reguladores de voltaje pueden ser: De media onda Onda completa Independiente de la capacidad de corriente del regulador.

4.6 REGULADORES DE VOLTAJE DE MEDIA ONDA. 



La conexión puede ser a 110 o 220 voltios AC, o ambas u otras tensiones mayores. El voltaje nominal de salida es de 0 y 90 voltios DC máximo.

4.6 REGULADOR DE VOLTAJE DE MEDIA ONDA.

4.6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS AVR SX-460

4.6 REGULADORES DE VOLTAJE DE ONDA COMPLETA. Su conexión siempre en igual o mayor a 220 voltios AC.  Su tensión de salida está entre 0y 120 ó 0 y 180 voltios DC. Máximo 

4.6 REGULADOR DE VOLTAJE DE ONDA COMPLETA.

4.6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS AVR EA05AF

4.6 SELECCIÓN DEL REGULADOR DE VOLTAJE SEGÚN SU CAPACIDAD DE CORRIENTE. 

Al seleccionar un regulador de voltaje, se debe tener en cuenta el valor de la impedancia y/o la resistencia del campo, para encontrar el regulador apropiado y determinar su capacidad de corriente.

4.6 REGULADOR DE VOLTAJE 15 AMPERIOS/4 OHM.

4.7 BORNES NORMALIZADOS SEGÚN NEMA / IEC PARA GENERADORES DE DOS DEVANADOS POR FASE (U.S.A.) T1 (U 6)

T4 (U5)

T 7(U2) T10 (U1) T12(W1) T9(W 2) T6(W5) T3(W6)

T0 T11(V1) T8(V 2)

T5(V5) T2 (V6)





4.7.1. CONEXIÓN DE ALTA PARA GENERADORES DE DOS DEVANADOS/FASE (ESTRELLA – SERIE) SISTEMA AMERICANO L1 T1 120/139V T4 240/278V

T77 416/480V

120/139V T10 T12 T6

T0

208/240V T11

T9 T8 T5

T3 L3

T2 L2



4.7.2 MARCACION DE BORNES EN GENERADORES MECC ALTE DE DOS DEVANADOS POR FASE (ITALIANO)





4.7.3 CONEXIÓN DE BAJA PARA GENERADORES DE DOS DEVANADOS (ESTRELLA - PARALELO) SISTEMA AMERICANO L1

T1

T7

120/139V

208/240V

T10 T5

T4 T12 T0

T9

T2

T6 T11 L3

T3

T8 L2

4.7.4. CONEXIÓN MONOFÁSICA PARA GENERADORES DE DOS DEVANADOS (DELTA – SERIE) SISTEMA AMERICANO 

T5

T1

T11

T2

T4

T6

T10

T8

T3

T12 N

L1 120V

T9 L2

120V 240V

T7





4.7.5. CONEXIÓN MONOFÁSICA PARA GENERADORES DE DOS DEVANADOS (ZIG ZAG – PARALELO) SISTEMA AMERICANO T9

T11

T10 T12

T7

T8 T3 T5 T6

L1

T1

T4

T2 L2

N

120V

120V 240V

4.8. PRUEBAS A LOS GENERADORES ELECTRICOS A los generadores eléctricos, se les pueden realizar varias pruebas, dentro de las cuales las más conocidas son:

• • • • • • • •

En vacío Cortocircuito Medida de resistencia de devanados Aislamiento Remanencia Polaridad Identificación de bornes Con carga

4.8.1 - 2 PRUEBAS EN VACÍO Y CORTO CIRCUITO

4.8.3 LA MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA


•

Para la medida del valor de la resistencia de los devanados de un generador, existen varios métodos, entre los mas usuales son:

•

1. Aplicando una tensión de corriente AC o DC y midiendo la corriente que circula por el circuito. Así, aplicando la ley de Ohm, se puede calcular el valor de la resistencia. V R = -------------I


•

2. Utilizando el método del puente Wheatstone,

4.8.3 LA MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA 3. Utilizando un equipo electrónico, que mide directamente bajas resistencia y que se denomina: Mili-ohmetro

4.8.4 LA MEDICIÓN DEL AISLAMIENTO

•

La calidad de los aislamientos, se ve afectada al cabo de los años, por las exigencias a las que están sometidas los equipos.

•

Estas alteraciones, provocan una reducción de la resistividad eléctrica de los aislantes, que a su vez, dan lugar a un aumento de corrientes de fugas, que pueden provocar incidentes, cuya gravedad puede tener consecuencias serias, tanto para la seguridad de las personas y bienes, como en los costos de paradas de la producción industrial.


•

El control periódico del aislamiento de los devanados de los generadores, permite detectar el envejecimiento y la degradación prematura de los materiales, antes de que alcance un nivel suficiente, para provocar daños.

•

La medida del aislamiento de las máquinas rotativas, está basado en los conceptos de la norma técnica IEEE-43-2000.


•

Las diferentes pruebas de medida de aislamiento son:

1. RIGIDEZ DIELÉCTRICA: Conocida también como prueba de (perforación). Mide la capacidad de un aislante, de aguantar una sobretensión de duración media, sin que se produzca una descarga disruptiva. En la vida real, esta sobretensión puede deberse de un rayo, cortocircuito, maniobras de apertura y cierre de sistemas de potencia, etc. Esta prueba es de carácter más o menos destructivo y normalmente se hace sobre equipos nuevos en procesos de fabricación

4.8.4 LA MEDICIÓN DEL AISLAMIENTO 2. RESISTENCIA DE AISLAMIENTO: la medida de la resistencia del aislamiento, no es destructiva en las condiciones de prueba normales. Se realiza aplicando una tensión continua de magnitud inferior a la de la prueba dieléctrica y su resultado se expresa en OHMIOS, KILO-OHMIOS, MEGA-OHMIOSGIGAOHMIOS y hasta TERA-OHMIOS. Para su medida, se utiliza un MEGA-OHMETRO. Es una prueba para el seguimiento del envejecimiento de los aislantes durante su período de explotación.


•

Las principales fallas del aislamiento de un material son debidas a:

FATIGA DE ORIGEN ELÉCTRICO: Relacionado con los fenómenos de sobretensión y caídas de tensión.  FATICA DE ORIGEN MECÁNICO: Debido a los ciclos de puesta en marcha y parada y efectos de vibración, golpes.  FATICA DE ORIGEN QUÍMICO: La presencia de productos químicos, aceites, vapores corrosivos y polvo. 

4.8.4 LA MEDICIÓN DEL AISLAMIENTO 

CAMBIOS DE TEMPERATURA:

Los cambios de temperatura a las que se someten a las máquinas rotativas, producen dilatación y contracción en los conductores que deterioran o fracturan los aislamientos. Adicionalmente, los extremos de temperatura, producen envejecimiento prematuro de los materiales. Un incremento de 10ºC, se traduce en una disminución a la mitad de la resistencia de aislamiento y a la inversa. Una disminución de 10ºC, de la temperatura, duplica el valor de la resistencia de aislamiento.





•

La medida de resistencia del aislamiento, se ve fuertemente afectada por la temperatura y la humedad, por lo que es conveniente, realizar las medidas siempre o en condiciones iguales de temperatura y humedad relativa, para poder compararlas en el tiempo y poder tomar decisiones de mantenimiento preventivo y correctivo. Así, una lectura de medida que muestra un valor relativamente bajo de aislamiento, pero estable en el tiempo, es en principio, menos alarmante que una gran disminución en el tiempo de una lectura de aislamiento.



•

En general, cualquier variación busca en descenso de la resistencia de aislamiento, en un indicador de un problema o indagar.

•

Se puede determinar la calidad del aislamiento, mediante el examen de las variaciones del valor del asilamiento, en función de la duración de aplicación de la tensión de ensayo. Este método permite sacar conclusiones, incluso si no hay historial de las medidas de aislamiento. Las medidas por lo tanto, se deben guardar, para analizarlas en futuras pruebas.


•

Cuando se realiza una prueba de medida de aislamiento, se presentan 3 tipos de corriente que circulan durante la medida:

•

LA CORRIENTE DE CARGA CAPACITIVA: Correspondiente a la carga de la capacidad del aislamiento probado. Esta corriente es transitoria y relativamente elevada al principio y disminuye exponencialmente hacia un valor cercano a cero, una vez el circuito probado, esté cargado eléctricamente. Al cabo de unos segundos, esta corriente es inapreciable.


•

LA CORRIENTE DE ABSORCIÓN: Corresponde a la aportación de energía necesaria para que las moléculas del aisla se reoriente bajo el efecto del campo eléctrico aplicado. Esta corriente decrece más lentamente que la corriente de carga capacitiva y requiere más minutos para alcanzar un valor próximo a cero.

•

LA CORRIENTE DE FUGA: O también llamada corriente de conducción. Esta indica la calidad del aislamiento. Es estable en el tiempo



•

INDICE DE POLARIZACIÓN: P.I. Esta prueba está basada sobre la influencia del tiempo de aplicación de la tensión de ensayo. Se efectuaran dos medidas: Una a un (1) minuto y otro a diez (10) minutos respectivamente. El cociente de la medida de 10 minutos, sobre la medida de 1 minutos, es el llamado INDICE DE POLARIDAD PI y permite medir la calidad del aislamiento. La recomendación de la norma IEEE-43-2000, define el valor mínimo del PI para máquinas rotativas de AC y DC en las clases de temperatura B, F y H en 2.0




4.8.5 PRUEBA DE REMANENCIA •

•

La remanencia magnética es debida al leve campo magnético que se forma en todo el sistema de excitación del generador, una vez a funcionado y que permite que éste, sin el regulador automático de voltaje (AVR ) instalado y girando el generador, en bornes de salida del estator, se presente una tensión llamada de remanencia. La tensión mínima que los fabricantes exigen, es de más de 5.0 voltios AC, a la velocidad nominal.


•

Sin esta tensión, los reguladores automáticos de voltaje, no “ARRANCAN” a funcionar , ya que no tienen la tensión suficiente para vencer el voltaje “OFF SET” de los diodos del AVR, en la etapa de preexcitación. La remanencia, depende mucho de la calidad del núcleo que se emplee en la fabricación del generador.


•

En los generadores viejos de anillos rozantes , la remanencia es muy mala y se podría decir, que la remanencia está en la mayor parte del generador, en la excitación auxiliar. La remanencia se pierde normalmente, cuando el generador es desarmado y debe excitarse con batería o una fuente de DC, para volverla a recuperar, una se rearme el generador.

4.8.5 PRUEBA DE REMANENCIA • • •

•

La remanencia se pierde por los siguientes motivos: 1. uno o varios diodos del puente rectificador quemados. 2. cortocircuito entre espiras o a tierra, entre los devanados del campo, del rotor de la excitación, como del rotor o campo principal. 3. Humedad en los devanados, es decir, baja resistencia.


• • •

4. Una mala conexión en los devanados del campo y rotor de la excitación auxiliar o en el campo principal, cuando son rebobinadas estas partes 5. La remanencia no depende del devanado del estator. NOTA IMPORTANTE: Tanto midiendo el voltaje en remanencia o en vacío, las tensiones entre fases y fases y neutro, deben ser iguales.

4.8.6 PRUEBA DE POLARIDAD La prueba de polaridad, consiste en verificar que cuando se conecten las 6 bobinas del generador en conexión serie o paralelo para formar una estrella o delta, la tensión de salida esté acode con el voltaje que se necesita • Recuérdese que en la conexión serie, se requiere que el principio de una bobina, se una con el final de la otra, en la misma fase y en la conexión en paralelo, se deben unir principio con principio y final con final, en las bobinas de la misma fase.

4.8.7 PRUEBA DE IDENTIFICACION DE BORNES Muchas veces, las marcaciones en las terminales de los bornes de salida del generador se perdieron y se deben nuevamente identificar. • Esto se puede lograr de la siguiente manera: 1. Identificar con un multímetro, las dos terminales de una misma bobina 2. Marcar indistintamente esa bobina en sus extremos como A1 y A2 y así sucesivamente con las otras bobinas

4.8.7 PRUEBA DE IDENTIFICACION DE BORNES B1-B2, C1-C2, D1-D2, E1-E2 y F1-F2 3. Unir con un tornillo, todas las terminales terminadas en 2 y dejar despejadas las otras terminales 4. Encender el motor diesel ojalá a baja velocidad y excitar el campo auxiliar con una fuente variable de tensión DC a 2 o 4 VDC

4.8.7 PRUEBA DE IDENTIFICACION DE BORNES 5.Verificar con el multímetro, que la tensión entre el tornillo y todas las bobinas sean iguales 6. Observar la tensión entre la terminal A1 y las demás terminadas en 1, para saber cual tiene un voltaje igual a cero (0) o el doble leído en la prueba anterior. 7. La bobina que presente esta condición, es la compañera de fase de la bobina A1-A2

4.8.7 PRUEBA DE IDENTIFICACION DE BORNES Si marca tensión igual a cero, quiere decir que esta en conexión paralelo y si marca el doble, es que está en conexión serie, en este caso, esta segunda bobina se desconecta del tornillo, se le invierten las marcas de 1 y 2 y vuelve a conectarse con el torillo, quedando el nuevo terminal 2 en el tornillo.

4.8.7 PRUEBA DE IDENTIFICACION DE BORNES 7. Así se hace con los otros pares de bobinas . 8. Como ya se tienen identificadas las bobinas de la misma fase y su polaridad, se quita el tornillo y se realiza una conexión serie , uniendo solo el neutro y los puentes de las fases, para la conexión de alta tensión, 9. Nuevamente y a baja tensión de excitación, se verifica que las tensiones entre fases, fases y neutro y puntos medios de la serie sean iguales

4.8.7 PRUEBA DE IDENTIFICACION DE BORNES

10.

Si todas las tensiones son iguales y proporcionales al punto de las medidas, se mide la secuencia y se procede a la marcación nuevamente, como lo estipula las convenciones técnicas.

4.8.8 PRUEBA CON CARGA Con esta prueba se busca conocer el funcionamiento de todo el equipo, tanto del motor diesel o impulsor y el mismo generador. Normalmente se divide la potencia del generador en 5 o 6, para aplicarle este número de pasos de carga, de una manera paulatina, cada 15 o 30 minutos. Se debe leer todas las tensiones, corrientes, frecuencia, KW , KVA, KVARS, como

4.8.8 PRUEBA CON CARGA Las variables mecánicas del motor diesel o impulsor : Presión de aceite, temperatura del agua del motor, horas o minutos de funcionamiento con la carga. Una vez se va llegando a la potencia nominal, es importante estar atento al incremento de la temperatura del motor, como a la caída de velocidad o frecuencia.

4.8.8 PRUEBA CON CARGA Igualmente, se puede hacer una o varias pruebas de pasar de cero (0) KW a plena carga, para ver la respuesta de la velocidad y la tensión de salida. Recuerde que si el banco de prueba es resistivo solamente, la potencia que se le puede aplicar al equipo , es el valor de los KVA, ya que el factor de potencia es igual a uno (1).

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR La potencia eléctrica, se define como la cantidad de trabajo realizado por una corriente eléctrica. La potencia eléctrica en los generadores monofásicos, está dada por la fórmula: Potencia = Voltaje x Corriente P1ϕ = V.I

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR La potencia eléctrica en los generadores trifásicos se expresa mediante la siguiente fórmula: Potencia = VoltajexCorrientex√3 P = V.I.√3. Su unidad de medida es el voltioamperios o vatio.

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR En los sistemas trifásicos, la potencia está representada por un triángulo, donde se identifican como se divide esta potencia total.

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR De aquí podemos observar que la potencia total o aparente, se debe a la suma de la potencia activa más la potencia reactiva. La potencia activa, es la debida a las cargas resistivas únicamente, mientras la potencia reactiva, es debida a las cargas inductivas y/o capacitivas..

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR El valor de la potencia total o aparente, siempre es constante , mientras que el valor de las otras dos potencias, dependen del ángulo formado por la potencia activa y la potencia total o aparente. El Coseno de este ángulo ( Cosϕ ), es el llamado factor de potencia = f de p

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR El Factor de Potencia, está ligado a la capacidad de potencia de la excitación del generador y por norma, todos los generadores de tipo comercial e industrial, vienen diseñados, para un F de P = 0.8 En generadores grandes, para centrales de generación, el factor de potencia que puede entregar el generador, es cualquier valor y por eso, la excitatriz es muy grande.

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR Entre más bajo sea el factor de potencia, es mayor la corriente de excitación. El factor de potencia = Cosϕ = 1 , indica que toda la carga conectada al generador es resistiva, ya que el ángulo ϕ = 0. En los generadores monofásicos, la norma indica que el factor de potencia = 1, es decir, no están diseñados para manejar cargas inductivas o capacitivas.

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR De la fórmula de potencia total o aparente, se puede determinar la corriente de línea del generador y por ende, determinar el breaker totalizador de protección. de donde √3= 1.732 KVA = V.I.√3 KVA I = -----------1.732 V de donde V= voltaje línea a línea

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR Lo ideal es que breaker totalizador del generador, tenga ajuste en la corriente nominal , ya que realmente la potencia especificada en los generadores actualmente, es la potencia STAND-BY, que no admite sobrecargas y el equipo debe operar a una potencia máxima del 80 % de su potencia nominal, para que funcione sin ninguna novedad.

4.9 LA POTENCIA ELECTRICA DEL GENERADOR Por norma también, todo generador debe ser capaz de soportar una corriente del 300 % de su corriente nominal por un período de 10 segundo, sin sufrir ningún daño, lo que hace que al seleccionar su breaker de protección, éste de tener la corriente magnética ajustable, para colocarla en 3In o menor

4.10 EFECTOS DE LA CARGA EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR Cada tipo de carga tiene ciertos efectos en el funcionamiento del generador, siendo los más importantes : • • • •

La corriente de conexión de la carga El factor de potencia asociado a la carga La generación de armónicos cuando se conectan cargas reguladas con SCR El ciclo de trabajo asociado a la carga.

4.10 EFECTOS DE LA CARGA EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR Las cargas que se le aplican a un generador , están divididas en: Cargas Lineales Cargas No lineales. Las cargas lineales son aquellas construidas con : Resistencias, Condensadores e Inductancias ( Bobinas).

4.10 EFECTOS DE LA CARGA EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR La única carga que se considera pura, es la resistiva, ya que los condensadores y bobinas, contienen una parte resistiva., por lo que en general, la mayoría de las cargas son una mezcla de R-L-C. Cuando a un generador, aplicamos una carga resistiva, las señales u ondas de tensión o voltaje y la de corriente, están en fase.

4.10 EFECTOS DE UNA CARGA RESISTIVA, EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR

4.10 EFECTOS DE LA CARGA EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR

Cuando aplicamos a un generador, una carga inductiva, las señales de tensión y corriente mantienen la misma forma de onda, pero ya no están en fase, sino desfasadas 90 ° grados. La corriente atrasa 90 ° con respecto a la tensión.

4.10 EFECTOS DE UNA CARGA INDUCTIVA, EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR

4.10 EFECTOS DE LA CARGA EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR ahora, cuando aplicamos una carga capacitiva a un generador, También las formas de onda se conservan, pero en este caso, La señal de corriente se adelanta 90° grados, con respecto a la señal de tensión

4.10 EFECTOS DE UNA CARGA CAPACITIVA, EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR

4.10 EFECTOS DE LA CARGA EN LA OPERACIÓN DEL GENERADOR El efecto más crítico y general es sin embargo, la caída de tensión en el sistema debida a la fuerte elevación de corriente que deben suministrar los devanados del generador cuando un motor arranca. Este problema se soluciona: •

Sobredimensionando el generador

•

Usando arrancadores a tensión reducida

4.10 LOS MOTORES ELÉCTRICOS De todas las cargas, el motor eléctrico se considera la más exigente para un grupo electrógeno. Durante el momento del arranque, el motor debe ser capaz de entregar el torque requerido para acelerar y para vencer el rozamiento; es decir: Torque motor = Torque acelerador + Torque de rozamiento Los motores se conectan usualmente a la línea por medio de contactores, como se ilustra en la figura.

Conjunto carga - motor

4.10 ARRANQUE DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS En la siguiente figura se ilustra la forma como varia la corriente de un motor desde el instante en que arranca hasta que se normaliza y se fija en el valor ≤ In.

Variación de la corriente en un motor durante el arranque

4.10 CURVA DE ACELERACION DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS W (velocidad en rpm)

Arranque en vacío Wn dw/dt

-0 = J/B

dw/dt

0 V V

Arranque a plena carga dw/dt

0 V

t s =(3 ó 4)

Curva típica de aceleración de un motor eléctrico

t (seg)

4.10 VARIACIÓN DE LA TENSIÓN DE SALIDA EN UN GENERADOR. La curva de variación de la tensión de un generador con la demanda en KVA es suministrada en la hoja de datos del GE.

Dicha curva se puede presentar de dos formas diferentes como se muestra a continuación: %R v

50 40 30 20 10 0.5 a 2.0 0.5

Variación de la tensión de salida con la demanda, para el generador de un grupo

1.0

1.5

2.0

kVA dem kVA n

Regulación de tensión con variación de la demanda de carga en el generador

4.10 VARIACIÓN DEL VOLTAJE DE UN GENERADOR CON LA CORRIENTE DE CARGA CON EXCITACIÓN INDEPENDIENTE Y AUTOEXCITADO, PARA CARGA R-L

4.10 VARIACIÓN DEL VOLTAJE DE UN GENERADOR CON TIPO DE CARGA LINEAL

4.10 CARGAS NO LINEALES Los grupos electrógenos, al igual que otros componentes eléctricos son afectados por el calentamiento causado por las cargas no lineales. Dicho en otra forma, el generador opera a una temperatura interna superior a la normal cuando alimenta cargas controladas por SCR, especialmente con equipos UPS y motores de corriente directa controlados por tiristores. Un mal cálculo en el dimensionamiento apropiado, no teniendo en cuenta los efectos de las cargas no lineales, puede resultar en fallas prematuras en el generador debido a un calentamiento anormal de la máquina.

4.10 En la figura figura se ilustran ilustran formas formas de onda típicas de de corriente corriente y tensión de un grupo electrógeno operando con un UPS que le impone un 75% de la carga nominal. I línea (Amperios)

+80

0

t(mseg)

-80 8.33

16.6

8.33

16.6

V línea(Voltios)

+200

0

t(mseg)

-200

Formas de onda de tensión y corriente en un grupo electrógeno que opera con un UPS

4.10 En la figura figura se puede observa observarr la misma situación con idéntica carga conectada a la red normal de energía I línea (Amperios)

+80

0

t(mseg)

-80 8.33

16.6

8.33

16.6

V línea (Voltios)

+200

0

t(mseg)

-200

Formas de onda de tensión y corriente en una red de energía normal que opera con un UPS

• 





4.10 DISTORSIÓN DE LA TENSIÓN DE SALIDA

Son varias las razones fundamentales por las cuales la tensión del generador presenta una forma de onda senoidal con distorsión armónica. En los generadores de los grupos electrógenos, la distorsión de la onda de tensión es originada básicamente por lo siguiente: Efecto de la regulación de la corriente de excitación en el campo auxiliar, lo cual se hace generalmente por medio de tiristores. Efecto de rizado asociado a la onda de salida del circuito rectificador trifásico rotativo que alimenta el campo principal de los denominados GENERADORES SIN ESCOBILLAS, hoy en día de uso generalizado.


•

•

• •

Efecto de la conmutación que se origina en el colector de las excitatrices de corriente directa que se utilizan para proporcionar la corriente de excitación para el campo principal de generadores de anillos rozantes. Aspectos constructivos del generador relacionados con la forma y posición que tengan las bobinas principales que se encuentran ubicadas en el estator de la máquina. El tipo de material magnético utilizado para construir los núcleos que soportan las bobinas, tanto del estator como del rotor de la máquina. Forma de la cara polar que tienen los polos principales del generador, los cuales están ubicados generalmente en el rotor de la máquina.


•

•

Hasta hoy, solo se han conseguido soluciones parciales que han permitido disminuir el problema de distorsión asociado a la onda de tensión. Entre ellas las más importantes son: Empleo de generadores de corriente alterna de imán permanente para alimentar directamente a través de un circuito rectificador controlado el campo principal del generador. Empleo de generadores sin escobillas que incorporan excitatrices de corriente alterna de alta frecuencia (de 120 Hz a 180 Hz) que al conectarse al puente rectificador trifásico rotativo, produce señales de salida de corriente directa que asocian un primer armónico de rizado de una frecuencia seis veces más alta que la fundamental (de 720 Hz a 1080 Hz).


•

Empleo de filtros de línea en la interconexión entre el generador y los terminales de alimentación del regulador cuando la máquina funciona autoexcitada. • Empleo de generadores de imán permanente, para alimentar directamente el regulador de tensión que produce la corriente de excitación para el campo auxiliar de la excitatriz de corriente alterna que incorporan los generadores sin escobillas. • Empleo de los denominados GENERADORES INVERSORES, en los cuales el motor de combustión interna mueve un generador trifásico de alta frecuencia, el cual esta acondicionado con un campo de excitación multipolar formado por una serie de imanes permanentes rotativos que en su conjunto conforman una estructura similar a la de un rotor liso.

4.10 LOS ARMONICOS 

Son distorsiones de las ondas senoidales de V y I, de los sistemas eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia NO LINEALES y a materiales ferromagnéticos y a equipos que necesitan realizar conmutaciones en su operación normal: PLC- variadores de velocidad, UPS, etc

4.10 LOS ARMONICOS 

Los armónicos, distorsionan las ondas, producen pérdida de potencia activa, sobretensiones en condensadores, errores de medición, mal funcionamiento de protecciones, calentamiento, exceso de CTC y daño de aislamiento en los conductores eléctricos.

4.10 LOS ARMONICOS La frecuencia fundamental es 60 Hz  Armónicos de segundo grado (120Hz), frenan el motor eléctrico, al girar al contrario de la onda fundamental.  Armónicos de tercer grado (180Hz) circulan solamente por el neutro de la instalación. En sistemas de balanceados, puede llegar al doble de la corriente de fase o a un 130% demás de la corriente total medida en una fase 



5. INSTRUMENTACIÓN, PROTECCIÓN Y CONTROL DE GRUPOS ELECTRÓGENOS





  



  

5. INSTRUMENTACIÓN, PROTECCIÓN Y CONTROL DE GRUPOS ELECTRÓGENOS 5.1. MEDICIONES GENERADOR Voltaje. Corriente. Frecuencia.

BÁSICAS

EN

EL

5.2. MEDICIONES COMPLEMENTARIAS EN EL GENERADOR Potencia. Factor de Potencia. Energía.



5. INSTRUMENTACIÓN, PROTECCIÓN Y CONTROL DE GRUPOS ELECTRÓGENOS

5.1. MEDICIONES BÁSICAS EN EL MOTOR – Temperatura del agua de refrigeración. – Presión del aceite lubricante. – Velocidad del conjunto motor-generador. – Voltaje/Corriente de carga de batería. – Horas de funcionamiento del conjunto motorgenerador. – Nivel de combustible. 5.2. MEDICIONES COMPLEMENTARIAS EN EL MOTOR – Temperatura del aceite lubricante.

5.1.1 MEDICIONES BÁSICAS DE UN GRUPO ELECTRÓGENO TRIFÁSICO

5.2.1 MEDICIONES BÁSICAS DE UN GRUPO ELECTRÓGENO OPERANDO EN PARALELO

TABLEROS DE INTRUMENTOS ANALOGO Y DIGITAL. (OPERACIÓN INDEPENDIENTE)

5.3 SISTEMAS DE CONTROL Y PROTECCIÓN PARA MOTORES DIESEL. Los sistemas de control y protección para los motores diesel dependen de:  Tipo y marca del motor diesel.  Depende de los elementos que se tengan disponibles, de fácil consecución y lo que se quiera implementar.  Del criterio del diseñador del control.

5.3 SISTEMAS DE CONTROL Y PROTECCIÓN PARA MOTORES DIESEL. 

   



    

5.3.1 PROTECCIONES GENERADOR Sobrecarga. Cortocircuito. Sobre y bajo voltaje. Sobre y baja frecuencia.

BÁSICAS

EN

EL

5.3.2. PROTECCIONES COMPLEMENTARIAS EN EL GENERADOR Potencia inversa (Operación en paralelo). Sobre temperatura. Perdida de excitación. Sobre excitación. Protección diferencial.

5.3 SISTEMAS DE CONTROL Y PROTECCIÓN PARA MOTORES DIESEL. 5.3.3 PROTECCIONES BÁSICAS EN EL MOTOR – Alta temperatura del agua de refrigeración. – Baja presión del aceite lubricante. – Sobre velocidad del conjunto motor-generador – Arrastre excesivo (overcrank) – Bajo nivel de líquido refrigerante en el tanque del radiador . 5.3.3 PROTECCIONES COMPLEMENTARIAS EN EL MOTOR – Alta temperatura del aceite lubricante.

5.3.4 Elementos de control, protección y medida.




5.3.4Elementos de control, protección y medida.








5.4 VALVULA SOLENOIDE EN BOMBA DE INYECCIÓN STANADYNE



5.5 SUICHE CENTRÍFUGO DE SOBRE VELOCIDAD

5.6 CIRCUITOS DE CONTROL PARA MOTORES DIESEL. Se pueden distinguir cuatro circuitos de control para el cableado de los motores diesel:    

Serie. Paralelo. Conexión a tierra o negativo. Módulos digitales

5.6.1 CIRCUITOS DE CONTROL TIPO SERIE. 

En este control todos los elementos de protección van en serie con la válvula solenoide.

5.6.1 CIRCUITO DE CONTROL Y PROTECCIÓN TIPO SERIE

5.6.1.1CIRCUITO DE CONTROL TIPO SERIE CON AWR

5.6.2 Circuitos de control y protección tipo paralelo. 



El circuito de control en paralelo es típico de los motores DETROIT- DIESEL., y de los motores que se apagan con un electroimán que se energiza al momento de apagarse En él, todos los elementos de protección están conectados en paralelo y actúa normalmente sobre un electroimán que apaga el motor diesel.

BATERIA 12 -

+

AUTOMATICO MOTOR ARRANQUE

MOTOR DE ARRANQUE

M.A.

CR

ALT. CARGA BAT. EXC D

C

NO

C

FOPS

NC

(DIODO BLOQUEO) D

A

OPS

T.D.S E

F

C

NO

5.6.2 Circuitos de control tipo paralelo.

NO VSR

WTS C

NO OSS

VSR

ESS ST CR

TRAMPA DE AIRE

5.6.2 DIAGRAMA DE CONTROL TIPO PARALELO

5.6.3 CIRCUITO DE CONTROL TIPO CONEXIÓN A TIERRA O NEGATIVO. 



En este circuito de control los elementos de protección tienen una terminal conectada a tierra o negativo del motor diesel. Normalmente cuando actúan estos elementos energizan un relé que deshabilita la válvula solenoide y apaga el motor diesel.

5.6.3 CIRCUITO DE CONTROL Y PROTECCIÓN TIPO CONEXIÓN A TIERRA O NEGATIVO

5.6.4.1 CIRCUITO DE CONTROL CON MÓDULOS ELECTRÓNICOS Y DIGITALES. 



Normalmente son módulos que aplican electrónicamente el circuito de control tipo conexión a tierra o negativo. Muchos de estos módulos incorporan de una vez el arranque automático.

5.6.4.1 CIRCUITO DE CONTROL, PROTECCIÓN Y SEÑALIZACIÓN CON MAA MONICON

5.6.4.1.1 CIRCUITO DE CONTROL, PROTECCIÓN Y SEÑALIZACIÓN CON MAA MONICON

5.6.4.2 CIRCUITO DE CONTROL CON TARJETA ELECTRÓNICA

BATERIA

12 VDC MOTOR DE ARRANQUE

MA

ALT. CARGA BAT.

CR +B

-B EXC

5-300 VAC

D

61

N L L

N

MODULO DE CONTROL MONICON GTR-17 01 30

02

04

03

09

10

11

12

SO

31

5 A

C1 P.E.

FUSE

KM9

WTS

KM12

SEÑAL DE ARRANQUE

C2

A2

A2

31

31

31

31 31

31

31

31 31

31 31

31

31 OPT

CR

BC

VM V.S.

KM9 80 KM12

57

OPM

WTT WTM 31

5.6.4.2.1 CIRCUITO DE CONTROL Y PROTECCIÓN TIPO CONEXIÓN A TIERRA O NEGATIVO CON MODULO DE ARRANQUE AUTO.

5.6.4.3 MÓDULO DE ARRANQUE AUTOMÁTICO. Los módulos de arranque automático son unidades electrónicas que ejecutan, controlan y supervisan el funcionamiento del motor diesel.  Pueden funcionar de manera manual o automática.  Cuando trabajan automáticamente reciben la señal de arranque y paro automático de la transferencia automática de carga.  Algunos módulos poseen comunicación remota a través de puertos de salida al computador. 

5.6.4.4 MÓDULO ELECTRÓNICO DE ARRANQUE AUTOMÁTICO

5.6.4.5 SEÑALES DE SALIDA DE UN MÓDULO ELECTRÓNICO DE ARRANQUE AUTOMÁTICO

5.6.5 MÓDULO DE ARRANQUE AUTOMÁTICO TIPO UNIVERSAL

5.6.5.1 MÓDULO DE ARRANQUE AUTOMÁTICO TIPO UNIVERSAL

5.6.5.2. CIRCUITO DE CONTROL, PROTECCIÓN Y SEÑALIZACIÓN CON MAA - MURPHY

5.6.5.1 DIAGRAMA CONTROL Y PROTECCIÓN DOBLE (ARRANQUE MANUAL Y ARRANQUE CON MAA)

5.6.5.1. CIRCUITO DE CONTROL PARA PLANTA ELECTRICA DIESEL CON DOBLE ARRANQUE: MANUAL Y AUTOMATICO

5.6.5.1 CIRCUITO DE CONTROL CON MAA SIN TARJETA ELECTRÓNICA

5.6.5.1 TABLERO DE INSTRUMENTOS ANÁLOGO CON MODULO DE ARRANQUE AUTOMÁTICO

5.7 MÓDULOS MULTIFUNCIONALES 



Son módulos electrónicos digitales que realizan la medida, el control y protección, del generador y el motor diesel. Algunos inclusive tienen la función del circuito de control de transferencia automática de carga.

5.7 MÓDULOS MULTIFUNCIONALES



5.7 MODULO MULTIFUCIONAL.

MEC 2

5.7 MODULO MULTIFUCIONAL.

5.7.1. DIAGRAMA DE CONTROL

5.7 MÓDULOS MULTIFUNCIONALES ENTRADAS ANÁLOGAS, BINARIAS Y/O DIGITALES 



En la mayoría de los módulos multifuncionales digitales, las entradas pueden ser análogas o binarias (digitales). Las entradas análogas son aquellas que utilizan las mismas señales de los transductores de presión de aceite, temperatura de agua y sobrevelocidad (pick-up). Es decir, con la misma señal del transductor hacen la medida de la variable y protegen el motor diesel. Los valores de referencia para la protección, son configurados por el persona que realiza la programación.

5.7 MÓDULOS MULTIFUNCIONALES ENTRADAS ANÁLOGAS, BINARIAS Y/O DIGITALES 





Las entradas binarias (digitales) son aquellas que utilizan los suiches de presión de aceite, temperatura de agua, sobrevelocidad y bajo nivel de agua en el radiador. Las entradas binarias o digitales son entradas normalmente negativas (aunque algunas veces son positivas), donde en el punto de conexión debe aparecer una tensión negativa o positiva únicamente. Se dice que son binarias o digitales porque son tipo on – off ó abierto – cerrado ó 0 – 1.

ENTRADAS ANÁLOGAS

5.7 MODULO MULTIFUCIONAL. ENTRADAS DIGITALES

5.7 MÓDULOS MULTIFUNCIONALES ENTRADAS ANÁLOGAS, DIGITALES

ENTRADAS BINARIAS Y/O DIGITALES

Funcionamiento, Operación y Mantenimiento de Generadores Eléctricos

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