INFORME DE LA VISITA A EGASA – CHARCANI V

Introducción

Esta central fue puesta en servicio en 1989, es una de las más modernas del Sistema Hidráulico de EGASA, consta de tres grupos de turbinas Pelton de eje vertical, fabricadas por NEYRPIC y tiene una potencia instalada de 51 290 kW por cada grupo.

El caudal de diseño de esta central hidroeléctrica es de 24,9 m3/s y su caída neta es de 706,4 m. Cuenta con tres generadores marca Alsthom Atlantic, tipo RYV 366.153 y con una potencia de 57 000 kVA cada uno, para una tensión nominal de 13 800 V y operan con un factor de potencia de 0,85. La energía es suministrada a la Subestación Santuario que está conectada al SINAC.

Son notables su suavidad de giro y su buen funcionamiento a carga parcial. En la figura se muestra la disposición típica de una turbina Pelton. La tobera lanza a la atmósfera un chorro de alta velocidad que incide sobre una serie de cucharas o álabes montados en la periferia de una rueda. El par ejercido por el impacto y la desviación del chorro provoca el giro de la rueda. Una vez transmitida su energía a la rueda, el agua sale de los álabes a velocidad relativamente baja y es dirigida hacia el canal de desagüe. Por tanto, la turbina ha de estar colocada a suficiente altura sobre el nivel máximo de crecida para asegurar el derrame libre.

 

En la turbina Pelton actual, la energía cinética del agua, en forma de chorro libre, se genera en una tobera colocada al final de la tubería a presión. La tobera está provista de una aguja de cierre para regular el gasto, constituyendo en conjunto, el órgano de alimentación y de regulación de la turbina. Encuentra justa aplicación

La turbina Pelton, en aquellos aprovechamientos hidráulicos donde la ponderación de la carga es importante respecto al caudal.

Cuadro resumen de las turbinas en charcani V:

CENTRAL HIDROELÉCTRICA CHARCANI V

CENTRAL unidadNumero de unidades 3Potencia instalada KW 135 000Grupo N º 1 N º 2 N º 3Puesta en servicio 1988 1989 1989TurbinaFabricante NEYRPIC NEYRPIC NEYRPICTipo PELTON PELTON PELTONPuesta en servicio 11/11/1988 12/07/1988 19/12/88Numero de modelo 67042 67042 67042Eje vertical Vertical VerticalPotencia kW 51 290 51 290 51 290Caudal m3/s 8.3 8.3 8.3Salto M 706.4 706.4 706.4Velocidad r.p.m. 600 600 600GeneradorFabricante Alsthom Atlantic Alsthom Atlantic Alsthom AtlanticTipo RYV 366.153 RYV 366.153 RYV 366.153Numero de serie 411514 411515 411516Potencia nominal kVA 57 000 57 000 57 000Tension nominal V 13 800 13 800 13 800Amperios A 2 385 2 385 2 385Factor de potencia - 0.85 0.85 0.85Velocidad RPM 600 600 600Frecuencia Hz 60 60 60Transformador

Denominación T GR 1 T GR 2 T GR 3Marca ALSTHOM ALSTHOM ALSTHOM Serie 22465-01 22465-01 22465-01Relacion de tension V 13800/142000 1 13800/142000 1 13800/142000 1

Potencia nominal MVA 57 57 57Frecuencia Hz 60 60 60Tension de C.C % 0.132 0.132 0.132Grupo de conexion Ynd11 Ynd11 Ynd11Año de fabricacion 1988 1988 1988

Cuarto de control

En el cuarto de control observamos el funcionamiento de las turbinas, en el momento de nuestra visita se observo que solo estaban trabajando 2 de las 3 turbinas con las siguientes características:

H=680m

Qt=14.9m3

s P=42kW V=13.8 v longitud tunelde ocnduccion=1000m

En la grafica también se observo un grupo auxiliar de emergencia la cual tiene una potencia de 850 kW

En la exposición se nos hablo acerca del mantenimiento el cual se da en diferentes formas

Plan 1 – cada 4 semanas Plan 2 – cada 2 meses Mantenimiento correctivo – cada 8000 h

Nivel 1 de la planta de generación de energía

En este nivel se observo el control electrónico de la secuencia de arranque de la turbina en la cual se tienen distintos elementos como la bomba de inyección la cual suministra aceite para elevar la turbina ya que como esta tiene eje vertical por su propio peso la turbina se encuentra rozando con el piso lo cual impediría su rotación; la bomba suministra aceite a 120 bar lo cuan eleva la turbina y hace posible que empiece su rotación.

Un regulador se encarga de abrir las agujas de los inyectores hasta llegar a generar la potencia deseada; en el momento de la visita se observo:

Q=42.3% P=28MW I=1230 A V=13.8 v cos∅=0.99

La presión del conducto forzado era de 67.5 psi en ese momento

Nivel 2: bombas de aceite y transformadores

En el segundo nivel el cual se encuentra a 2958 msnm observamos las bombas de inyección de aceite las cuales suministra una película de dicho aceite para elevar la turbina en el momento del arranque bombas de tratamiento de agua cruda que será usa en las turbinas, también se encuentran las bombas de agua tratada. Por otro lado encontramos una válvula esférica

Donde se realiza el control de aguas arriba y aguas abajo; En la cámara de válvulas son de tipo mariposa En estas válvulas, una lámina gira alrededor de un eje situado en el diámetro de la tubería. A la lámina suele llamársela lenteja que como se observa en la, el giro lo hace de la posición horizontal a la vertical, 90º. El eje puede estar en posición horizontal o vertical. El cuerpo de la válvula no dispone de ningún volumen, para alojar la compuerta, ya que no desliza, esto supone menos espacio que la de compuerta, lo que la hace muy utilizable a partir de 300 mm de diámetro.

Puede regularse el caudal más fácilmente que en las de compuerta sin estar sometida la lenteja a las presiones tan altas, por equilibrarse mejor las presiones, no obstante soporta presiones de hasta 25 kp/cm2, otro motivo que la hace recomendable en grandes diámetros

Nivel 3

En este ultimo nivel se pudo observar el giro del eje de las turbinas pelton así como también la turbina auxiliar; un grupo auxiliar como la turbina auxiliar que sirve como repuesto en caso de que falle alguno de los generadores y así alimentar a la central de energía eléctrica.

En la placa de la turbina se pudo ver las siguientes características:

Turbina Neyrpic 1984 Francia P=0.83 MW Salto=711 m Q=0.156 m3/s N=1200 rpm

También se pudo observar 2 transformadores; que son usados para cambiar el voltaje de la electricidad que fluye en el circuito. Los transformadores se pueden utilizar para aumentar o disminuir el voltaje; el principio de inducción electromágnetica es lo que

hace que los transformadores trabajen. Cuando una corriente atraviesa un alambre, crea un campo magnético alrededor del alambre.

De la misma manera, si un alambre está en un campo magnético que está cambiando, fluirá una corriente por el alambre. En un transformador, un conductor lleva corriente a un lado. Esa corriente crea un campo magnético, que a cambio produce una corriente en el conductor al otro lado del transformador. La segunda corriente fluye fuera del transformador.

De hecho, ambos alambres en un transformador están envueltos en una bobina alrededor de un núcleo de hierro. El núcleo de hierro se sumerge en un baño de aceite aislante que no conduce electricidad muy bien. Las bobinas de alambre no están conectadas físicamente. Un alambre tiene más vueltas en su bobina que el otro alambre. Los diferentes números de vueltas en las dos bobinas hacen que el voltaje y la corriente en cada bobina se a diferente de la otra bobina. El diseño de un transformador con el número correcto de bobinas en cada alambre, permite que los ingenieros eléctricos puedan controlar exactamente cuánto cambia el voltaje entre la entrada y salida del transformador.

En la parte de afuera se observo los tres generadores es capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos conocidos como polos o terminales, lo que se traduce en un suministro de electricidad a cualquier circuito conectado a dichos terminales. Un generador es una máquina que transforma energía mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de los dos elementos principales que lo componen: la parte móvil llamada rotor y la parte estática, el estator. Cuando un generador está en funcionamiento, uno de los dos genera un flujo magnético (actúa como inductor) para que el otro lo transforme en electricidad (actúa como inducido).

Turbina pelton en desuso en la entrada del túnel de acceso a la genreracion de energía

Tomamos las medidas de esta turbina que ya no está en uso para recalcular lo observado

Se tomo las siguientes dimensiones:DP=2.25mDeje=0.92m

Con esto tenemos el diámetro del chorro igual a:

d=159mm

Con el salto de 710 m calculamos la velocidad asumiendo el coeficiente de velocidad igual a 0 .97:

c=0.97∗√2∗9.8∗710=114.4 ms

Con esta información calculamos el caudal en cada inyector:

Q= π∗0.1592∗114.44

=2.27 m3

sEl caudal total será:

QT=5∗2.27=11.36m3

sLa potencia en dicha turbina será:

P=9810∗11.36∗710∗0.9746

=95457HP

P=71MW

Conclusiones

Se observo que debido a las pocas lluvias registradas este año la producción de energía es menor con respecto a años anteriores, por lo mismo solo trabajaban en ese momento 2 turbinas.

En la instalación se pudo observar que la construcción de la planta se hizo separada de cerro para que cuando ocurra un temblor esta no viera afectada, asimismo dicha construcción es antisísmica.