Parallelo degli alternatori, le manovre di parallelo

Per poter adeguare la potenza (attiva e reattiva) erogata alla potenza richiesta e per garantire continuità di servizio, più alternatori vengono inseriti in parallelo sulla stessa linea elettrica.


L'accoppiamento di più alternatori in parallelo consiste nel farli funzionare alla stessa tensione e frequenza, con i morsetti omonimi direttamente collegati ad un sistema di sbarre, dalle quali si dipartono le linee che convogliano la somma delle potenze erogate dalle singole macchine.

Condizione indispensabile per la regolarità della manovra è che questa si compia senza perturbare lo stato di regime della rete, cioè senza che si determini all'atto della chiusura dell'interruttore alcuno scambio di corrente fra la nuova macchina inserita e le sbarre. Per tale motivo è necessario collegare in parallelo i due alternatori nell'istante in cui le loro f.e.m., di eguale valore e frequenza, sono in opposizione nel circuito costituito dalla macchina che si inserisce in parallelo con la macchina (o con ciascuna delle macchine della centrale) già in esercizio.

Descriviamo la manovra con riferimento ad alternatori trifasi. L'alternatore G1 sia funzionante e collegato alle sbarre, l'alternatore G2 sia fermo e non collegato alle sbarre. Si opera come segue:

1) aprendo di poco le valvole di immissione del fluido motore della turbina che trascina l'alternatore G2 si mette in moto tale gruppo, quindi gli si fa assumere una velocità prossima a quella di sincronismo ( n1 = n2 solo se p1 = p2 );

2) contemporaneamente si regola l'eccitazione dell'alternatore G2 in modo che l'indicazione del voltmetro V2 sia uguale all'indicazione del voltmetro V1 (ovvero la tensione a vuoto V02 di G2 sia uguale alla tensione alle sbarre V1). In tali fasi si è guidati dalle indicazioni dei frequenzimetri e dei voltmetri della colonnina di parallelo.

3) si osservano lo zerovoltmetro ZV e le lampade inseriti in parallelo fra morsetti corrispondenti (questa inserzione viene chiamata a lampade spente, lo zerovoltmetro e le lampade devono essere in grado di poter sopportare una tensione doppia di quella alle sbarre). Se la frequenza f2 della f.e.m. generata da G2 è diversa dalla frequenza f1 della tensione alle sbarre, la tensione VMN ai capi degli indicatori di sincronismo oscilla essendo e variando nel tempo la posizione relativa dei vettori e a causa delle diverse pulsazioni w1 e w2 dei vettori stessi. Le lampade sono accese al massimo e lo zerovoltmetro ha l'indice in massima deflessione quando i due vettori sono in opposizione fra loro, le lampade sono spente e lo zerovoltmetro ha l'indice sullo zero quando i due vettori sono sovrapposti. Nel tempo l'indice dello zerovoltmetro oscillerà sincronicamente con i battimenti della luce delle lampade.

4) si regolerà la velocità dell'alternatore G2 in modo da ridurre i battimenti, fino a farli scomparire, ottenuta questa regolazione si chiude l'interruttore della macchina G2.

Osservazione : anche se l'alternatore G2 non ha una velocità rigorosamente uguale a quella che compete alle frequenze di rete, dopo la chiusura dell'interruttore l'alternatore G2 si mette senz'altro in marcia sincrona con G1. Ciò accade perché ogni sua tendenza ad accelerare o ritardare viene automaticamente contrastata dalle energiche coppie sincronizzanti che intervengono per effetto degli scambi di corrente che si verificano tra le macchine quando una di esse tende ad uscire dal sincronismo. Così, ad esempio, se l'alternatore G2 tende ad anticipare, accade che anche il vettore si sposta in anticipo rispetto a di un certo angolo d. Con ciò si realizza la condizione per la quale l'alternatore G2 eroga potenza attiva dando luogo ad una coppia sincronizzante frenante che è proporzionale a send. Nel caso in cui G2 tenda a ritardare, il vettore si sposta in ritardo rispetto a e, come vedremo, la seconda macchina assorbirà potenza attiva dalla rete dando origine ad una coppia sincronizzante motrice. Tutto ciò favorirà la messa in marcia al passo di sincronismo tra la macchina e la rete cui essa è allacciata.


In sostituzione della colonnina di parallelo si può usare un sincronoscopio ad ago rotante oppure un sincronoscopio a luce rotante. In tal caso la manovra è facilitata perché il sincronoscopio dà la diretta indicazione sull'intervento da compiere sulla velocità dell'alternatore da accoppiare. Se le frequenze f1 ed f2 sono uguali e se V02 è in fase con V1 (condizioni per il parallelo), allora la lampada L11' è spenta mentre le lampade L23' e L32' sono accese sulla stessa intensità. Se invece l'alternatore da accoppiare gira a velocità superiore a quella di sincronismo la lampada L11' tenderà ad accendersi, la lampada L23' tenderà a brillare maggiormente, la lampada L32' tenderà a spegnersi e l'effetto complessivo sarà quello di una rotazione antioraria della luce di sincronismo. Infine, se l'alternatore da accoppiare gira a velocità inferiore di quella di sincronismo, si vedrà la luce del sincronoscopio ruotare in senso orario (come è facile verificare).

Macchine sincrone
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