Compartir la carga es un aspecto crítico cuando varios grupos electrógenos diésel marinos funcionan en paralelo. Como proveedor de grupos electrógenos diésel marinos, he sido testigo de primera mano de la importancia de comprender e implementar mecanismos adecuados de carga compartida en los sistemas de energía marinos.
El concepto de carga compartida en paralelo: funcionamiento de grupos electrógenos diésel marinos
Cuando se conectan en paralelo varios grupos electrógenos diésel marinos, se requiere que compartan la carga eléctrica de manera proporcional y estable. Esto es esencial para garantizar el funcionamiento eficiente y fiable de todo el sistema eléctrico de un buque. La carga se puede dividir entre los grupos electrógenos según sus capacidades nominales. Por ejemplo, si hay dos grupos electrógenos con capacidades nominales de 500 kW y 1000 kW respectivamente, y la carga total es de 1500 kW, idealmente, el generador de 500 kW debería transportar 500 kW de carga y el generador de 1000 kW debería transportar 1000 kW.
El reparto de carga se divide principalmente en dos tipos: reparto de potencia activa (kW) y reparto de potencia reactiva (kVAR). La potencia activa es la energía que realmente consume el equipo eléctrico del barco, como motores, sistemas de iluminación y dispositivos de comunicación. Por otro lado, se requiere potencia reactiva para establecer y mantener los campos magnéticos en cargas inductivas como motores y transformadores.
Compartir energía activa
El reparto activo de energía se logra principalmente ajustando la configuración del regulador de velocidad de los motores diésel en los grupos electrógenos. El regulador de velocidad es un dispositivo que controla el suministro de combustible al motor en función de la desviación de velocidad. Cuando aumenta la carga en el grupo electrógeno, la velocidad del motor tiende a disminuir. Luego, el regulador de velocidad aumenta el suministro de combustible para mantener la velocidad.
En un sistema operativo paralelo, el método de control de caída de velocidad se usa comúnmente para compartir energía activa. Cada grupo electrógeno tiene una curva característica de caída de velocidad, que muestra la relación entre la velocidad del motor y la potencia de salida. La caída de velocidad se define como el cambio porcentual en la velocidad desde sin carga hasta con carga completa. Por ejemplo, si un grupo electrógeno tiene una caída de velocidad del 5%, la velocidad del motor disminuirá un 5% desde sin carga hasta carga completa.
Cuando varios grupos electrógenos funcionan en paralelo, los grupos electrógenos con una caída de velocidad más alta tomarán una proporción menor del aumento de carga, mientras que aquellos con una caída de velocidad más baja tomarán una proporción mayor. Al ajustar la configuración de velocidad y caída de cada grupo electrógeno, la potencia activa se puede compartir en la proporción deseada.
Compartir energía reactiva
El reparto de potencia reactiva está relacionado con la regulación de tensión de los grupos electrógenos. El regulador de voltaje es un dispositivo que controla la corriente de excitación del devanado de campo del generador para mantener un voltaje de salida constante. Cuando la carga del grupo electrógeno contiene componentes inductivos, el voltaje de salida tiende a caer. Luego, el regulador de voltaje aumenta la corriente de excitación para aumentar el voltaje.
En un sistema operativo paralelo, la potencia reactiva compartida generalmente se logra mediante el uso de un método de control de caída reactiva. De manera similar a la caída de velocidad en el uso compartido de energía activa, la caída reactiva se define como el cambio porcentual en el voltaje desde la potencia reactiva sin carga hasta la potencia reactiva con carga completa. Al ajustar la configuración de caída reactiva de cada grupo electrógeno, la potencia reactiva se puede compartir proporcionalmente entre los grupos electrógenos.
Factores que afectan la carga compartida
Varios factores pueden afectar el reparto de carga de los grupos electrógenos diésel marinos durante el funcionamiento en paralelo. Uno de los factores principales es la precisión de los reguladores de velocidad y de voltaje. Si el regulador de velocidad o el regulador de voltaje de un grupo electrógeno tiene un error grande, puede causar un reparto de carga inexacto. Por ejemplo, si el regulador de velocidad de un grupo electrógeno no está calibrado correctamente, puede suministrar demasiado o muy poco combustible al motor, lo que resulta en una proporción inadecuada de la potencia activa.
Otro factor son las características de las cargas eléctricas del buque. Las cargas no lineales, como los variadores de frecuencia y los equipos electrónicos de potencia, pueden introducir armónicos en el sistema eléctrico. Estos armónicos pueden afectar el rendimiento de los grupos electrógenos y el mecanismo de reparto de carga. Por ejemplo, los armónicos pueden causar calentamiento adicional en los devanados del generador y afectar la precisión del control de voltaje y velocidad.
El estado de los motores diésel y de los generadores también juega un papel importante en el reparto de carga. El desgaste de los componentes del motor, como los inyectores de combustible y los pistones, puede afectar el rendimiento y la potencia del motor. De manera similar, los problemas con el aislamiento o el devanado del generador pueden provocar variaciones de voltaje y potencia en la salida, que a su vez pueden afectar el reparto de carga.
La importancia de compartir la carga de forma adecuada
El reparto adecuado de la carga es crucial para el funcionamiento fiable y eficiente de los grupos electrógenos diésel marinos. Cuando la carga se comparte uniformemente entre los grupos electrógenos, cada grupo electrógeno opera dentro de su rango de capacidad diseñado. Esto ayuda a reducir la tensión en los motores y generadores, extender su vida útil y mejorar la confiabilidad general del sistema de energía.
Además, un reparto adecuado de la carga también puede mejorar la eficiencia del combustible de los grupos electrógenos. Cuando los grupos electrógenos funcionan a sus niveles de carga óptimos, los motores diésel pueden quemar combustible de manera más eficiente, lo que resulta en un menor consumo de combustible y una reducción de las emisiones. Esto no sólo es beneficioso para el medio ambiente sino que también ayuda a reducir los costes operativos del buque.
Nuestras soluciones como proveedor de grupos electrógenos diésel marinos
Como proveedor deGrupo electrógeno diésel marino, ofrecemos una gama de grupos electrógenos de alta calidad con sistemas avanzados de control de carga compartida. Nuestros grupos electrógenos están equipados con gobernadores de velocidad y reguladores de voltaje de última generación que garantizan una distribución de carga precisa y estable.
También brindamos soporte técnico integral y servicio postventa. Nuestro equipo de ingenieros experimentados puede ayudar a los clientes a seleccionar los grupos electrógenos adecuados según sus requisitos específicos y ayudar con la instalación, puesta en servicio y mantenimiento de los grupos electrógenos. También podemos realizar inspecciones y calibraciones periódicas de los reguladores de velocidad y de voltaje para garantizar la confiabilidad a largo plazo del sistema de carga compartida.
Además de los grupos electrógenos diésel marinos, también ofrecemosGenerador diésel de tipo abiertoyGenerador diesel de construcciónpara diversas aplicaciones. Estos grupos electrógenos también cuentan con capacidades avanzadas de carga compartida, lo que los hace adecuados para operación en paralelo en diferentes sistemas de energía.
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Referencias
- "Sistemas eléctricos marinos" de DA Stone
- "Análisis y diseño de sistemas de energía" por J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma y Thomas J. Overbye
- Manuales técnicos de los principales fabricantes de generadores diésel.
