La Aplicación de Generadores Síncronos de Alta Potencia, "AEL-HPSG", ha sido diseñado por Edibon para el estudio del procedimientoy las maniobras necesarias para la sincronización de generadores síncronos con la red, con el objetivo de verter la energía generada taly como sucede en plantas de generación de potencia reales.

La aplicación "AEL-HPSG" permite al usuario profundizar en el funcionamiento y control de generadores síncronos para demostrar paso apaso el proceso de sincronización con la red eléctrica. Para ello, la aplicación incluyeun generador síncrono acoplado a un motor (que hará de fuerza motriz, simulandouna turbina) junto a una serie de módulos tales como un transformador monofásico,un convertidor CA/CC y un regulador de voltaje que conforman el circuito deexcitación del generador. También incluye un relé de sobrecorriente analógico comodispositivo de protección de la red y un analizador de redes para la monitorización delos parámetros eléctricos de la generación tales como las potencias activa y reactivageneradas, frecuencia, tensión, corriente, factor de potencia, etc.

Esta aplicación ofrece dos posibilidades para el control del grupo de generación. La primera opción, el kit de control manual degeneradores síncronos, incluye módulos para el control de la velocidad del motor (turbina) y un módulo generador de señales PWM parael control de la corriente de excitación (y por tanto la tensión de salida) del generadorsíncrono. Esto implica también la posibilidad de realizar los diferentes ensayos devacío, carga y cortocircuito orientados a la obtención de las curvas características ydel circuito equivalente del generador síncrono. Este kit también incluye un módulode sincronización que permitirá al usuario monitorizar y llevar a cabo el proceso desincronización de manera manual. Para ello, el módulo de sincronización manualdispone de dos voltímetros analógicos (tensión de red y de generación), dos frecuencímetros (frecuencia de red y de generador), unsincronoscopio digital y dos pulsadores para el cierre y apertura del interruptor de sincronismo.

La segunda opción, el módulo de control automático de generadores síncronos, ofrece la posibilidad de controlar automáticamentetodos los parámetros eléctricos y mecánicos del grupo turbina-generador. Losparámetros de control más relevantes son la velocidad de la turbina, la frecuenciadel generador, la corriente de excitación, la tensión en bornes del generador y laspotencias activa, reactiva y aparente. Además, este módulo de control es a su vezuna protección avanzada de generadores y turbinas. Cumple con la norma ANSIen lo relativo a los parámetros de protección de generadores y turbinas (ANSI 81O,ANSI 81U, ANSI 59, ANSI 27, ANSI 50/51, ANSI 32R/F, ANSI IOP 32, ANSI MOP32, ANSI 46, Voltage Asymmetry, Generator Ground Fault, Phase Rotation, ANSI IEC 255 , Generator Lagging Power Factor, entre otras).

Se requiere adquirir al menos una de las dos opciones previamente descritas para poder trabajar con los módulos incluidos en la unidadbase.

Para adquirir una mayor experiencia en el estudio de generadores síncronos, se recomienda adquirir un conjunto de cargas resistivas einductivas con el objetivo de estudiar la operación del generador síncrono en isla (aislado de la red nacional). Estas cargas permitirán alusuario profundizar en conceptos básicos sobre el comportamiento de los generadores síncronos bajo carga, tales como generación ydemanda en sistemas aislados, caídas de tensión o el control de la tensión de salida mediante la regulación de la corriente de excitación.

También se recomienda adquirir un kit para el estudio de la inyección de faltas en generadores síncronos, conformado por un relé deprotección diferencial avanzado de programación numérica configurable que permite demostrar las características de la proteccióndiferencial trifásica, dos módulos interruptores de potencia como elementos de corte, un módulo de inyección de faltas para la inserciónde faltas monofásicas, bifásicas o trifásicas, a tierra, y un módulo de inductancias trifásicas como elemento amortiguador de faltas en elinducido del generador.

Además, se recomienda un módulo de protección del rotor para el estudio de faltas en la excitación del generador síncrono y un filtro dearmónicos trifásico para la reducción de los armónicos resultantes de la regulación de la corriente excitación del generador.

La aplicación "AEL-HPSG" es una de las más completas y versátiles para el estudio en profundidad de los generadores síncronos, tanto enmodo isla como en modo paralelo con la red. Además, es compatible con cualquier equipo de líneas de transmisión de energía y esto leconfiere la posibilidad de estudiar el impacto de los generadores síncronos en redes reales, analizando situaciones como la transferenciade potencia entre varias máquinas trabajando en paralelo, desacoples repentinos de la red y sus consecuencias y un sinfín de maniobrasrelativas a los generadores eléctricos.

Finalmente, se recomienda para una gestión óptima de la aplicación el Software de Gestión de Energía y Adquisición de Datos, EMG-SCADA.

Esta fantástica herramienta permite al usuario monitorizar todas las curvas de los parámetros eléctricos de la red y del generador,observar los huecos de tensión, las pérdidas de energía en las redes de transmisión y las caídas de tensión. Además permite guardar todoslos datos para verlos y compararlos más tarde. Es posible ver de una forma clara y precisa los efectos de la compensación de reactiva en las curvas de potencia monitorizadas, los máximos y mínimos de la demanda de energía, los desbalances de carga y las variaciones delfactor de potencia en los nodos del sistema.