¿Qué causa un reparto desigual de la carga entre grupos electrógenos de GLP en paralelo?

El reparto desigual de carga entre generadores de GLP en paralelo suele deberse a ajustes incompatibles de los reguladores de velocidad, señales de reparto de carga incorrectas, suministro de GLP restringido o control de excitación incoherente. Cuando una unidad soporta más carga después de que otra se conecta a la barra, determine primero si el desequilibrio corresponde a la potencia activa (kW), la potencia reactiva (kVAr) o ambas. Cada caso requiere medidas correctivas distintas: los reguladores de velocidad controlan principalmente el reparto de kW, mientras que los reguladores automáticos de tensión (AVR) y los controles de excitación controlan principalmente el reparto de kVAr.

Una instalación de grupos electrógenos de GLP en paralelo puede mantener una tensión y una frecuencia normales en la barra mientras una máquina se acerca al límite de su motor o alternador. Que las lecturas de corriente sean iguales no demuestra por sí solo que el reparto sea correcto, y que sean desiguales no indica automáticamente una avería. Si no se corrige, el desequilibrio puede provocar sobrecalentamiento, disparos por potencia inversa, disparos por sobrecarga o funcionamiento inestable durante los cambios de carga.

Determine si el reparto es realmente incorrecto

Compare la carga de cada generador con su propia potencia nominal y el objetivo de funcionamiento configurado. Las máquinas de igual potencia nominal suelen repartir los kW aproximadamente por igual cuando están configuradas para un funcionamiento equilibrado. Por lo general, las máquinas de distinto tamaño reparten la carga de forma proporcional a su capacidad disponible, salvo que el sistema de control asigne deliberadamente cargas diferentes. No se debe obligar a un motor con potencia reducida a igualar la salida de una unidad en mejores condiciones.

Registre simultáneamente los kW, kVAr, kVA, el factor de potencia, las corrientes de fase, la frecuencia de la barra y el modo de funcionamiento del controlador. Incluya los valores de consigna de carga y cualquier límite de potencia activa que esté en uso. Compare las lecturas con una carga estable antes de investigar el comportamiento transitorio.

Confirme si la instalación funciona en modo aislado o conectada a la red eléctrica. Los sistemas aislados deben regular su propia frecuencia y tensión; los sistemas en paralelo con la red suelen utilizar objetivos de potencia activa y de factor de potencia o potencia reactiva. Una configuración adecuada para una modalidad puede no serlo para la otra.

Ajustes del regulador de velocidad y órdenes de reparto de carga

Una vez sincronizados los generadores, sus velocidades quedan limitadas por la frecuencia común de la barra. Por tanto, un ajuste del regulador de velocidad modifica el par del motor y su contribución de kW, en lugar de permitir que una unidad funcione continuamente más rápido que otra.

Las referencias de velocidad o las pendientes de estatismo incompatibles pueden provocar un desfase estable en los kW. En sistemas de reparto basados en estatismo, verifique las características de estatismo especificadas y los ajustes de referencia de cada unidad. En sistemas coordinados de reparto de carga isócrono, compruebe que todos los controladores participantes estén en el modo previsto e intercambien información de carga válida. Los reguladores isócronos independientes que funcionen sin un sistema de reparto compatible pueden competir entre sí y oscilar.

Inspeccione toda la ruta de las órdenes antes de modificar los parámetros de ajuste:

• Confirme los valores de potencia nominal configurados en el controlador, los objetivos de carga, el estado de participación y cualquier ajuste de despacho desigual.
• Compruebe el estado de las comunicaciones de reparto de carga, las direcciones de los nodos, la terminación y el blindaje de acuerdo con la documentación del equipo.
• En sistemas de reparto analógicos, verifique la polaridad de las señales, la escala, la continuidad y los requisitos de puesta a tierra.
• Revise la realimentación del actuador, el recorrido del acelerador, las rampas, las bandas muertas y los límites de salida mínimos o máximos.

Una unidad que recibe una orden de kW más alta pero apenas aumenta su salida puede haber alcanzado un límite de combustible, del actuador o del motor. Si una unidad produce demasiados kW pese a recibir una orden baja, es más probable que el problema esté en la interpretación de la orden, el funcionamiento del actuador o la configuración del regulador de velocidad. Ajustar el estatismo sin distinguir entre estos casos puede ocultar la avería original.

El suministro de GLP puede limitar un motor antes que el otro

La falta de combustible suele hacerse visible únicamente cuando aumenta la carga de la instalación. Un regulador puede mantener una presión aceptable en ralentí y, aun así, no mantener la presión de entrada necesaria cuando la demanda es alta. Los filtros obstruidos, las derivaciones de diámetro insuficiente, la capacidad inadecuada del vaporizador o una vaporización insuficiente en el depósito pueden impedir que un motor responda a su orden de carga.

Mida la presión en los puntos de prueba especificados por el fabricante con el sistema bajo carga, no solo en el colector común de suministro. Compare las derivaciones que alimentan cada motor y busque una caída de presión que coincida con una disminución de los kW o un aumento de la demanda del acelerador. Utilice el intervalo de presión especificado para el sistema de alimentación instalado; no existe un ajuste universal de presión de GLP adecuado para todos los motores.

El enfriamiento o la formación de escarcha en el regulador pueden acompañar a problemas de vaporización, pero su aspecto por sí solo no permite diagnosticar la causa. Compruebe el suministro de calor al vaporizador, si lo hay, las condiciones del depósito, la temperatura del gas, el estado del filtro y la capacidad de las tuberías. La composición del GLP y la temperatura ambiente también afectan a la disponibilidad de vapor.

Una presión de entrada estable no descarta un problema en el motor. Inspeccione el mezclador o el funcionamiento de la válvula de combustible, los filtros de aire, los componentes de encendido, las indicaciones de fallos de combustión y las alarmas pertinentes del motor. Los fallos de compresión o combustión pueden reducir el par disponible mientras la frecuencia se mantiene normal, porque el otro generador compensa el déficit.

Las inspecciones del sistema de combustible requieren procedimientos aprobados. No afloje conexiones presurizadas para comprobar el caudal, no aplique calor improvisado a equipos de GLP ni puentee dispositivos de seguridad del combustible. Si se sospecha una fuga, aísle el sistema y aplique el procedimiento de seguridad de gas del emplazamiento antes de continuar con las tareas de reparto de carga.

El desequilibrio de potencia reactiva corresponde al sistema de excitación

Cuando el reparto de kW es satisfactorio, pero un alternador soporta una corriente o una carga de kVAr excesiva, investigue el sistema de excitación en lugar de ajustar el regulador de velocidad. Las distintas referencias de tensión de los AVR pueden generar corrientes reactivas circulantes entre las máquinas, incluso cuando la carga externa requiere poca potencia reactiva.

Compruebe los ajustes de estatismo reactivo, las conexiones de medición de tensión, las relaciones de los transformadores de corriente (CT), la polaridad de los CT y la relación de fase prevista. Los sistemas de compensación de corriente cruzada o de reparto digital de potencia reactiva deben estar cableados y configurados de forma coherente. Una polaridad de compensación incorrecta puede aumentar el desequilibrio en lugar de reducirlo.

Confirme que cada controlador utilice el modo de tensión, factor de potencia o kVAr previsto. Los objetivos incompatibles pueden hacer que un generador suministre potencia reactiva mientras otro la absorbe. En una barra común, las tensiones en bornes pueden parecer casi idénticas pese a existir un desequilibrio reactivo considerable.

Respete los límites de capacidad del alternador durante los ajustes. Que los kW sean aceptables no garantiza que la corriente del estator o la carga de excitación también lo sean. Las lecturas de kVAr opuestas requieren investigación, especialmente si persisten con una carga baja de la instalación.

Verifique las mediciones antes de modificar la calibración

Un CT invertido, una asignación de fase incorrecta, una relación equivocada o una referencia de tensión incompatible pueden hacer que un generador en buen estado parezca estar cargado de forma incorrecta. Si esas mediciones alimentan el controlador de reparto, el mismo error también puede provocar un desequilibrio real al generar órdenes de control incorrectas.

Compare las lecturas del controlador con las de un analizador de potencia calibrado y adecuado, utilizando procedimientos de conexión aprobados. Verifique la secuencia de fases y la correspondencia entre cada canal de corriente y su canal de tensión. No abra el secundario de un CT energizado; utilice las instalaciones de prueba designadas y personal cualificado.

Los valores de placa deben corresponder al equipo realmente instalado. Por ejemplo, el modelo AMC30GFJ-PZ incluido en los grupos electrógenos de biogás de 30-90kW tiene una potencia nominal de 30 kW (37.5 kVA), 400 V y 50 Hz. Estos valores ilustran las distintas especificaciones que deben comprobarse, pero la ficha de este producto de biogás no demuestra que sea apto para GLP ni que sea compatible con el funcionamiento en paralelo. No debe suponerse ninguna de estas características al seleccionar un equipo de sustitución.

Restablezca el equilibrio sin ocultar la avería

1. Registre el estado inicial. Guarde los ajustes, las alarmas, los modos de funcionamiento y las lecturas simultáneas de carga antes de realizar cambios.
2. Verifique la medición y la configuración. Corrija primero los errores de medición, los datos de potencia nominal, los ajustes de participación y los fallos de comunicación.
3. Confirme la capacidad del motor. Asegure un suministro adecuado de GLP y una combustión correcta antes de exigir kW adicionales.
4. Ajuste solo el control pertinente. Corrija los ajustes del regulador de velocidad cuando exista un desequilibrio de potencia activa y los de excitación cuando el desequilibrio sea de potencia reactiva, siguiendo el procedimiento de puesta en servicio aprobado.
5. Vuelva a probar en distintas condiciones de funcionamiento. Compruebe las cargas estables, los cambios de carga controlados, la conexión y desconexión de generadores y el funcionamiento cerca de los límites permitidos.

Realice un solo cambio documentado cada vez y mantenga las protecciones contra potencia inversa, sobrecorriente y fallos de excitación. La aceptación debe ajustarse a las tolerancias de reparto especificadas por el proveedor del equipo, no a un porcentaje universal inventado. Si solo se consigue el equilibrio llevando un actuador o una orden de excitación hasta su límite, la restricción subyacente persiste; esa situación no debe aceptarse como una reparación concluida.