3. CARACTERISTICAS DE OPERACIÓN La Central Hidroeléctrica Huinco, está ubicada en el e l departamento de Lima, Provincia de Huarochirí, en el Distrito de San Pedro de Casta, a 60 km del este de la ciudad de Lima. 3.1 Características de la central La central recibe las aguas del río Santa Eulalia, que son embalsadas en la represa de Sheque y conducidas mediante un túnel de 13 kilómetros, hasta la casa de máquinas. La casa de máquinas cuenta con cuatro grupos gr upos de generación compuestos cada uno por dos turbinas tipo Peltón de eje horizontal acoplados a un generador gener ador síncrono. 3.2 Características de los grupos de generación La central hidroeléctrica Huinco, cuenta con cuatro (4) grupos de generación de energía eléctrica; las características técnicas de las unidades de generación ensayadas se indican a continuación. 3.2.1 Datos técnicos de las turbinas 3.2.1.1 Turbina Pelton eje horizontal En esta posición se facilita la colocación de alimentación en un plano horizontal y con esto es posible aumentar el número de chorros sin aumentar el e l caudal y tener mayor potencia por unidad. Se acorta la longitud entre la turbina y el generador, disminuyen las excavaciones y hasta disminuir al diámetro de la rueda y aumentar la velocidad de giro. Se debe hacer referencia refe rencia que, en la disposición vertical, se hace más difícil y, por ende, más caro su mantenimiento, lo cual nos lleva a que esta posición es más conveniente para aquellos lugares en donde se tengan aguas limpias y que no produzcan gran efecto abrasivo sobre los álabes. Figura N° 1“TURBINA PELTON EJE HORIZONTAL” Los componentes esenciales de una turbina Pelton, son: El distribuidor: Está constituido por uno o varios equipos de inyección de agua. Tiene como misiones dirigir un chorro de agua (cilíndrico y de sección uniforme) hacia el rodete, regular el caudal que ha de fluir hacia dicho rodete, llegando lleg ando a cortarlo totalmente cuando proceda. En turbinas Pelton con eje horizontal los inyectores instalados son normalmente uno o dos. Figura N° 2 “TURBINA PELTON DE 2 INYECTORES” El rodete: Es la pieza clave donde se transforma la componente cinética de la energía del líquido en energía mecánica o, dicho de otra manera, en trabajo según la forma de movimiento de rotación. Está compuesto por rueda motriz y alabes. Figura N° 3 “RODETE” La carcasa: Es la envoltura metálica que cubre los inyectores, el rotor y los otros elementos mecánicos de la turbina. Su principal objetivo es evitar que el agua salpique al exterior cuando, luego de abandonar los cangilones. Figura N° 4 “CARCASA” La cámara de descarga: Es la zona por donde cae el agua libremente hacia el desagüe, después de haber movido el rotor. Para evitar deterioros por la acción de los chorros de agua, y especialmente de los originados por la intervención del deflector, la cámara de descarga suele disponer de un colchón de agua de 2 a 3 m de espesor y blindajes o placas situadas adecuadamente. Figura N° 5 “CÁMARA DE DESCARGA” El eje de la turbina: Rígidamente unido al rodete y situado adecuadamente sobre cojinetes debidamente lubricados, transmite el movimiento de rotación al eje del alternador. En el mismo eje pueden estar unidas varias turbinas y un generador. Figura N° 6 “EJE DE LA TURBINA” 3.2.1.2 Características principales de las turbinas se muestran en la Tabla 3. 3.2.2 Datos técnicos de los generadores 3.2.2.1 Generador síncrono Los parámetros fundamentales a considerar en los generadores de las centrales hidráulicas: Potencia activa Potencia reactiva Potencia aparente Factor de potencia Tensión Reactancia síncrona (relación de cortocircuito) Aquellos generadores que están accionados por turbinas Pelton o Kaplan tienen una potencia pote ncia comprendida entre 5-200 MW. Para mayores potencias usamos las turbinas Francis. En los grupos accionados por turbinas Pelton, con disposición de eje horizontal, el rodete se monta corrientemente en la extremidad ex tremidad del árbol del generador, y solamente para g grandes randes potencias se pueden prever 2 rodetes montados respectivamente en cada extremidad. El grupo se apoya así sobre dos soportes solamente y su longitud es reducida. Las excitatrices principales y auxiliar se montan, entonces, acopladas a uno de los rodetes de la turbina por intermedio de un árbol auxiliar y acoplamiento elástico. Figura N° 7 “DETALLES CONSTRUCTIVOS DE GENERADORES” 3.2.2.2 Características principales de los generadores se muestran en la Tabla 4. 4. CARACTERÍSTICAS DE MANTENIMIENTO El plan de mantenimiento está previsto para conocer el estado actual y la evolución futura de los equipos principales de la central, obteniendo la máxima información de cómo el funcionamiento afecta a la vida de la turbina, del generador y del transformador. Este plan de mantenimiento básicamente consiste en la aplicación de las técnicas té cnicas siguientes: A) Vibraciones y pulsaciones: Durante el funcionamiento de una central eléctrica el grupo turbina - generador están sometido a la acción de diferentes fuerzas perturbadoras; el identificar y evaluar las vibraciones y pulsaciones presentes en la unidad, separando aquellas que son propias del funcionamiento de la misma, de aquellas otras que tienen su origen en el funcionamiento anómalo de alguno de sus elementos se realiza mediante el estudio y el análisis de dichas vibraciones y pulsaciones. El proceso de seguimiento y diagnóstico se realiza en las fases siguientes: Documentación: Se incluye el espectro base como punto de partida para determinar la aparición de problemas en el grupo, así como los planos y una hoja con los datos más significativos de la unidad. Conocimiento de la máquina: Las características constructivas y de funcionamiento determinan el tipo de posibles defectos y la vibración resultante re sultante de los mismos, lo cual hace necesario el conocimiento profundo de la máquina, de sus condiciones de funcionamiento y de los fenómenos asociados al mismo. Criterios de valoración: Una vez que un defecto ha sido localizado e identificado, se determina su grado de importancia; para la valoración se considera tanto el nivel como las características del mismo. El criterio para la evaluación se basa en la existencia de un banco de datos representativo, así como en e n las medidas históricas de la unidad. B) Aislamiento del alternador: El diagnóstico de un alternador supone la obtención de datos sobre el estado de envejecimiento del aislamiento del estator, de su contaminación y de la estabilidad del aislamiento. Su control periódico permite valorar la evolución de su estado con el número de horas de servicio, permitiendo prever una avería intempestiva que siempre genera indisponibilidad e importantes daños añadidos. Los criterios de diagnóstico se han obtenido sobre diferentes tipos de aislamientos y configuraciones de devanados, estando contrastados internacionalmente por su uso sistemático. Los valores de la resistencia de aislamiento, del índice de polarización y de absorción de la intensidad de absorción y de la intensidad de conducción, la capacidad en alta y baja frecuencia y la constante de tiempo proporcionan criterios objetivos de diagnóstico. La interpretación de estos datos comparados con los de máquinas similares y el seguimiento de su evolución permiten detectar con tiempo la degeneración del aislamiento, su contaminación o el exceso de humedad que son los factores de riesgo en la operación de estos e equipos. quipos. D) Diagnóstico del transformador: Los transformadores están sometidos continuamente a un tipo particular de esfuerzo cuyo origen es la temperatura y el gradiente de campo eléctrico, provocando un envejecimiento en el aislamiento eléctrico que modifica sus características mecánicas y aislantes. Lo anterior se traduce en que cuando se produce alguna solicitación de esfuerzo, (por ejemplo; cambio de carga, sobretensión de origen atmosférico o de maniobra, etc) el estado de los materiales desde un punto de vista mecánico o de aislamiento no puede resistir el esfuerzo, dando origen a una avería que se denomina latente porque en muchos casos no se manifiesta de manera inmediata. El análisis de los resultados obtenidos de los ensayos realizados sobre una muestra del aceite, tomada según un procedimiento adecuado, sobre la base de la experiencia y la existencia de un banco de datos amplio y representativo, conduce al diagnóstico del estado del transformador, detectando la existencia o no de un defecto, identificando el mismo y evaluando su importancia. El diagnóstico del transformador se realiza mediante la aplicación de las técnicas téc nicas siguientes: Análisis de los disueltos en el líquido o silicona). mediante la Valoración del gases estado del aislamiento sólidoaislante (papel (aceite de los bobinados) determinación del contenido en furfuraldehído. Calificación del aceite aislante mediante la determinación de los parámetros de rigidez dieléctrica, contenido en agua, coeficiente de pérdidas (tangente delta) y acidez. Determinación del grado de polimerización promedio del papel aislante. Determinación de la contaminación del aceite por PCB, PCT y PCBT. E) Inspección de puntos calientes por termografía infrarroja: i nfrarroja: Los fenómenos de transferencia de energía, tanto mecánicos como eléctricos llevan aparejado la generación de calor que, cuando se presentan anomalías como rozamientos o resistencias elevadas, generan incrementos de temperatura que permiten detectar la presencia temprana de estas anomalías. La termografía es además una técnica no intrusiva y que no requiere contacto que en el caso de materiales electrotécnicos permite detectar averías incipientes sin riesgo ni interrupción del servicio. https://es.scribd.com/document/183084391/CLASIFICACION-DE-LAS-TURBINAS-PELTON http://turbina-pelton-angy-yara.blogspot.com/2014/09/blog-de-turbina-pelton.html file:///C:/Users/SILVIA/Downloads/INFO_CH_HUINCO_EDEGEL_DIC2014_DH.pdf https://ocw.unican.es/pluginfile.php/1160/course/section/1407/bloque-energia-II.pdf http://www.asing.es/mantenimiento_centrales_hidroelectricas.php
