Informe Técnico de la Subestacion de Puno-Totorani y las lineas de transmision
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CARATULA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN
ANTONIO ABAD DEL CUSCO
Facultad De Ingeniería Eléctrica, Electrónica Mecánica y De Minas.
CARRERA PROFESIONAL DE: INGENIERIA
ELECTRICA
ASIGNATURA: PROTECCION DE SISTEMAS DE POTENCIA
DOCENTE : Ingeniero VLADIMIRO CANAL B.
ALUMNOS : QUIÑONES TORRES CARLOS
CÓDIGO : 081455 - E
CUSCO – PERÚ
2012
INFORME TÉCNICO ACERCA DE LA VISITA TECNICA REALIZADA A LA CENTRAL HIDROELCTRICA DE
MACHUPICCHU-EGEMSA
ASIGNATURA: PROTECCION DE SISTEMAS DE POTENCIA
UNSAAC Página 2
PROLOGO:
En este trabajo realizado, usted encontrará la información sobre la Central
Hidroeléctrica de Machupicchu, además de la Subestación Elevadora de la Central
Hidroeléctrica servirá como una guía fácil para poder conocer las instalaciones, los
niveles de tensión con la que trabaja y las maniobras que se realizan para poder
ofrecer un Generación de energía de calidad en el sector sur del Perú, desde la
comodidad de su hogar.
En las primeras páginas se encontrara con todo un tratado sobre teorías eléctricas,
escrito por autores reconocidos. Luego una serie de artículos de: los equipos de
una Central Hidroeléctrica, las operaciones, maniobras y control contra fallas y
eventualidades que podrían ocurrir en el sistema eléctrico Nacional, que
verdaderamente le ayudaran a conocer y apreciar el mundo de “los pasos que
deben realizarse para dar una calidad de Generación de Energía en el sector
eléctrico sur del SEIN”.
Por último pero no menos importante, usted encontrara una serie de fotos tomadas
a la Central Hidroeléctrica de Machupicchu y los equipos que conforman la
subestación Elevadora de la misma Central como las líneas de transmisión que
salen de ella.
Espero que este Informe le agrade y le sea de su interés y lo encuentre
suficientemente didáctico y entendible.
Atentamente:
Su Estudiante
ASIGNATURA: PROTECCION DE SISTEMAS DE POTENCIA
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AGRADECIMIENTO:
El siguiente informe técnico se realizo gracias al esfuerzo que hicieron mis padres,
para poder financiar mi viaje a la visita técnica de la Central Hidroeléctrica
Machupicchu, asimismo agradecer al ingeniero Vladimiro Canal, por haber tenido la
gentileza de ser nuestro guía en la visita y darnos información valiosa de sus
experiencias durante todo el recorrido del viaje.
Asimismo agradecer al Ingeniero operador de la Central Hidroeléctrica, quien fue
nuestro guía durante el todo el recorrido y a mis compañeros que aportaron al
realizar preguntas al Ingeniero operador de la Central, preguntas que apoyaron
indirectamente para realizar este informe.
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RESUMEN:
La Central Hidroeléctrica de Machupicchu y la Represa, ubicadas en los kilómetros
122 y 107 de la línea férrea Cusco – Central Hidroeléctrica Machupicchu
respectivamente, del Distrito de Machupicchu de la Provincia de Urubamba,
Departamento del Cusco, Perú.
En la actualidad, la Central Hidroeléctrica Machupicchu opera como central de
base, en régimen continuo y de manera ininterrumpida desde su puesta en servicio,
aprovechando el recurso hídrico de la cuenca del Vilcanota, y garantizando así el
suministro a sus clientes de diferentes latitudes del país, además que puede
aportar sus excedentes al Sistema Eléctrico Nacional mediante las Líneas de
Transmisión de Red Eléctrica del Perú –REP.
Para garantizar el servicio en temporadas de estiaje, EGEMSA cuenta con la
represa de Sibinacocha, cuya capacidad de almacenamiento es de 100 millones de
metros cúbicos (MMC).
EGEMSA, como parte del Sistema Interconectado Nacional, realiza sus
operaciones conforme a lo establecido en la Ley de Concesiones Eléctricas, y en
tiempo real, de acuerdo a las solicitaciones del COES SINAC, cumpliendo las
normas aplicables a las actividades del sector eléctrico establecidas por el MEM y
supervisadas por OSINERGMIN.
Ahora EGEMSA estando en la ejecución de la segunda etapa de la Central
Hidroeléctrica Muchupicchu con lo que aportara a la demanda de energía en el
SEIN y el Sector Sur del País, contando esta nueva etapa con una Subestación
Elevadora de Tensión tipo GIS (Subestaciones aisladas en Gas - SF6).
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INTRODUCCION:
Este informe técnico es de suma importancia para los futuros estudiantes de
ingeniería eléctrica, pues servirá de guía para que puedan tener una idea de cómo
es una Central Hidroeléctrica de Generación de Energía eléctrica y por los sistemas
de control y protección, como los equipos que conforman la misma y tener una
idea amplia sobre la función que representa una planta Generadora de Energía
Eléctrica en el Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN), además les
servirá de un resumen de los equipos e instalaciones que requiere una Central
Hidroeléctrica de Generación de Energía con su respectiva subestación de
elevación para poder ser transmitida a los puntos de entrega de los centros de
consumo de Energía Eléctrica.
Espero sea del agrado de usted y los estudiantes que lleguen a leer este informe.
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OBJETIVOS:
Conocer los equipos que conforman una Central Generado de Energía.
Reconocer los sistema de control y protección de la Centra y de la
subestación eléctrica.
Conocer la secuencia de la instalación de cada uno de los equipos en toda la
Planta Generadora y la Subestación Elevadora de Tensión.
Conocer y reconocer los tipos de configuraciones de los sistemas de
protección.
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1. CENTRAL HIDROELECTRICA DE MACHUPICCHU-EGEMSA
1.1 UBICACIÓN
La Central Hidroeléctrica Machupicchu está ubicada dentro de la
jurisdicción del distrito de Machupicchu, provincia de Urubamba,
departamento del Cusco.
Las obras de toma se ubican km 107 de la línea férrea Cusco –
Machupicchu y la Central Hidroeléctrica está ubicada en la
correspondiente del Km. 122 de la línea férrea Cusco - Machupicchu
Las coordenadas de ubicación UTM son las siguientes
Toma:
Este 767600
Norte 8541700
Altura 2116 m.s.n.m.
Central Hidroeléctrica:
Este 764350
Norte 8542400
Altura 1800 m.s.n.m.
1.2 HIDROLOGIA, CLIMATOLOGIA Y SEDIMENTOLOGIA
Hidrología
EGEMSA cuenta con una estación de aforos ubicada sobre el río
Vilcanota, en el Km. 105 de la línea férrea Cusco – Machupicchu.
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Los caudales máximos, mínimos y promedio del río Vilcanota, en base
a los registros de los últimos cuarenta años son los siguientes:
Época avenida Época estiaje
Caudal máximo (m3/s) 447.75 48.00
Caudal mínimo (m3/s) 137.11 28.60
Caudal promedio (m3/s) 300.32 34.00
Climatología
En los alrededores de la Central Hidroeléctrica Machupicchu y en las
alturas comprendidas entre los 1,700 y 2,000 m.s.n.m, el clima es
subtropical, la temperatura media anual del aire es de máximo 28.2 °C
en el mes de enero y una mínima de 7 C° en el mes de julio, la
humedad relativa media anual es de 84.9% con un máximo de 100 %
en el periodo de lluvias (meses de octubre a marzo), y un mínimo de
32% (entre los meses de abril a septiembre).
La distribución de las precipitaciones en la cuenca en el curso del año
es muy característica. Las precipitaciones pluviales muy intensas
comienzan en el mes de noviembre y continúan hasta fines de marzo;
en el curso de esta temporada llueve casi todos los días.
Desde abril hasta junio las precipitaciones se presentan
esporádicamente, y desde julio hasta octubre se presenta la estación
de sequías.
Sedimentología
El río Vilcanota tiene el carácter de curso montañoso con gran
pendiente durante las crecidas presenta en su fondo un movimiento de
guijarros y piedras así como el movimiento intenso de sólidos en
suspensión, de las mediciones efectuadas se desprenden que no
existe una correlación estrecha entre el caudal del río y la
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concentración de los sólidos, siendo este regularmente más grande al
comienzo de las crecidas llegando hasta 8 gr/lt.
Características de los sedimentos
El análisis mineralógico del material de partículas suspendidas en el
agua demostró que el 80% es de cuarzo con cantos agudos con una
gran participación de granos muy finos de diámetros menores a 0.5
mm.
Características del Agua
Según los análisis químicos de las muestras tomadas del río en el
periodo de avenidas el agua tiene la reacción moderadamente básica
de dureza mediana siendo su composición química la siguiente:
PH 73-74
Conductividad específica a 20°C 528-664 mg/lt
CO2 libre 6.6 mg/lt
CO2 ligado 48.4-50.6 mg/lt
Oxibilidad 1.8-2-96 mgO2/lt
Residuo seco 406-512 mg/lt
Dureza total en grados alemanes 13.2-13-6 gr
Dureza total permanente 7- 7.2 gr
Dureza temporaria 6.2-6.4 gr
Alcalinidad (MO) 0.15-76.7 mg/lt
Cloruros (Cl) 57.2-76.7 mg/lt
Nitratos (NO3) 1-2 mg/lt
Sulfatos (SO4) 128.6-137 mg/lt
Calcio (Ca) 67.3-71.6 mg/lt
Magnesio (Mg) 15.6-16.5 mg/lt
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1.4 TUBERÍAS DE PRESIÓN
Existen dos tuberías forzadas que se inician en la cámara de carga, están
instaladas en forma paralela, distanciadas 8.00 m (entre ejes), el acceso es
mediante un winche que se desliza sobre rieles, accionado por un motor
eléctrico, la capacidad de transporte del winche es de 5 toneladas.
1.5 CASA DE MÁQUINAS
La casa de máquinas en caverna y obras anexas se ubican en la margen
izquierda del río Vilcanota.
1.6 CARACTERISTICAS DE LA CENTRAL HIDROELECTRICA.
EMPRESA: EGEMSA
UBICACIÓN
Departamento: Cusco
Provincia: Urubamba
Distrito: Machupicchu
Localidad: Machupicchu
Altitud (msnm): 1728
Sistema eléctrico: SEIN
TIPO DE GENERACIÓN
Generación: Hidráulica
Grupos: 3
Potencia instalada (MW): 90
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Potencia efectiva (MW): 92.5
Año puesta servicio: 2001
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Sala de máquinas: Caverna
Salto bruto (m): 354
Salto neto (m): 345
Caudal de diseño (m³/s): 25.5
Potencia de diseño (MW): 90
Río: Vilcanota
Sistema de aducción: Túnel
Tuberías: 1
TURBINAS
Identificación G 1 G 2 G 3
Marca NEYRPIC NEYRPIC NEYRPIC
Revoluciones (RPM) 450 450 450
Potencia nominal (MW) 67.2 67.2 67.2
Salto neto (m) 350 350 350
Turbina Pelton Pelton Pelton
Eje Vertical Vertical Vertical
Inyectores 5 5 5
Caudal (m3/s) 8.5 8.5 8.5
Año fabricación 2000 2000 2000
Año puesta servicio 2001 2001 2001
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GENERADOR
Identificación G1 G2 G3
Marca ALSTHOM ALSTHOM ALSTHOM
Revolución (RPM) 450 450 450
Potencia aparente (MVA) 30 30 30
Potencia nominal (MW) 30 30 30
Tension salida (kV) 13.8 13.8 13.8
Factor de potencia 1 1 1
Frecuencia (Hz) 60 60 60
Año puesta servicio 2001 2001 2001
TRANSFORMADOR
Denominación T1 T2 T3
Tensión primaria (V) 13800 13800 13800
Tensión secundaria (V) 138000 138000 138000
Frecuencia (Hz) 60 60 60
Grupo de conexión Ynd5 Ynd5 Ynd5
Año fabricación 2000 2000 2000
Año puesta servicio 2001 2001 2001
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RECOMENDACIONES:
El viaje realizado fue muy importante pues ayudo mucho a despejar las dudas de
mi persona y el de mis compañeros, dudas tales como la operación y el control de
la Planta Generadora.
Las Visitas deberían ser mas seguidas, y abarcar mas de cerca y minuciosamente
las funciones del control, como se instalo y la labor que desempeñan para la
recolección de los datos obtenidos de las variables eléctricas y parámetros de
control.
ASIGNATURA: PROTECCION DE SISTEMAS DE POTENCIA
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ANEXO:
Anexo 1: Fotografías de la Central hidroeléctrica de Machupicchu.
Anexo 2: Fotografías de la Subestación Elevadora de Machupicchu.
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Anexo 1
Foto 1: Casa de máquinas en caverna (fuente: internet)
Foto 2: Tubería forzada (fuente: internet)
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Foto 3: sala de máquinas (fuente: propia)
Foto 4: Turbinas pelton (Fuente: propia)
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Anexo 2
Foto 5: Patio de llaves de la subestación (Fuente: propia)
Foto 6: interruptores de potencia (Fuente: propia)
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Foto 7: (Fuente: propia)
1. Pararayos.
2. Trampas de onda.
3. Transformador Capacitivo de Tensión.
4. Seccionador.
5. Transformadores de Corriente.