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Descripción: Monografias Central Hidroelectrica
Universidad Tecnológica de Panamá ac!ltad de Ingenier"a léctrica $ic% n Ingenier"a lectromecánica
Producción de la Energía Eléctrica
Informe de laboratorio #1 Central Hidroeléctrica Madden
Presentado por:
Arnoldo Pineda Portugal Portugal (8-854-250) (8-854-250) Grupo: 1E-141 !u"grupo A
Profesor: #ulio $uiel
Índice Contenido
Índice.................................................................................................................. 1 ntroducción ..........................................................................................................2 Antecedente%........................................................................................................3 &ugar ' eca de *ecaudación de +ato% ..................................................................3 ,aracterí%tica% Generale% de la central idroeléctrica de adden ..............................4 •
El e."al%e de adden ...............................................................................4
•
Generación/ ca%a de uina% ....................................................................5
odo de peración de la planta ...............................................................................6 Ane3o%................................................................................................................. 8
Figura 1............................................................................................................... 8 Figura 2............................................................................................................... 8 Figura 3 .............................................................................................................. 9 Figura 4............................................................................................................... 9 Figura 5............................................................................................................. 10 Figura 6............................................................................................................. 10 Figura 7............................................................................................................. 11 Figura 8............................................................................................................. 11 Figura 9............................................................................................................. 12 ,onclu%ione% .......................................................................................................13
1
Introd!cción
El %iguiente inor.e técnico pretende e%clarecer la operación de la planta idroeléctrica de adden co.enando con e%ta"lecer lo% antecedente% i%tórico% de la% centrale% idroeléctrica% ' %u i.portancia de%pué% .a% e%peciico de la para luego 'a ir entrando en ateria ' poder co.enar con la% caracterí%tica% detallada% de la idroeléctrica de adden de pri.ero porue para poder co.prender %u unciona.iento %e de"e entender perecta.ente la% caracterí%tica% de la central idroeléctrica/ e.peando con la localiación de la ,entral/ %u con%trucción/ %u% aluente% ' la% di%tinta% .e6ora% %u%tanciale% de generación a tra7é% del tie.po a la actualidad una 7e inaliado e%e punto corre%ponde de%cri"ir el e."al%e de la idroeléctrica ue por %er un te.a .u' relacionado a la ingeniería ci7il no %e 7a a proundiar .uco en e%te inor.e/ pero an %igue %iendo i.portante porue inlu'e %u%tancial.ente en el .odo de operación de la idroeléctrica/ de%pué% %e detallan la% caracterí%tica% .% relacionada% a la ngeniería electro.ecnica/ ue %on la% generalidade% de generación de la planta/ %u cuarto de .uina% ' %u cuarto de control9 En el cual %e de%cri"ir lo% co.ponente% unda.entale% de la planta ' co.o %e interactan con ello% para poder o"tener un 7alor de%eado por ulti.o de%pué% de deinir la% caracterí%tica% de la planta %e de%cri"e %u .odo de operación ' de%pué% %e inclu'en 7ario% ane3o% para entender .uco de lo% contenido% ' de%cripcione% tratada% en el inor.e9
2
&ntecedentes
En una central idroeléctrica %e utilia idrulica para la generación de energía eléctrica9 En general/ e%ta% centrale% apro7ecan la energía potencial gra7itatoria ue po%ee la .a%a de agua de un cauce natural en 7irtud de un de%ni7el9 &o% antiguo% apro7eca"an 'a la energía del agua utilia"an rueda% idrulica% para .oler trigo9 &a idroelectricidad tu7o .uca i.portancia durante la *e7olución ndu%trial9 .pul%ó a la% indu%tria% te3tile% ' del cuero ' lo% tallere% de con%trucción de .uina% a principio% del %iglo ;;9 &a gran 7enta6a de la energía idrulica o idroeléctrica e% la reducción de co%to% de co."u%ti"le ' por ende del %er7icio de energía eléctrica9 El co%to de operar una planta idroeléctrica e% ca%i in.une a la 7olatilidad de lo% co."u%ti"le% ó%ile% car"ón/ ga% natural/ "unidroeléctrica : adden de la cual %e tu7o la oportunidad de reca"ar dato% cientíico% ' dierente% conoci.iento% de proe%ionale% ue la"oran en e%ta central idroeléctrica9 ,o.o "ien %e conoce lo% ele.ento% principale% de la% idroeléctrica %on %u to.a de agua ue en e%te ca%o e% un &ago/ 7ertedero %i tiene o e."al%e ' %u ca%a de .uina% con %u %u"e%tación eléctrica corre%pondiente9 $!gar ' ec(a de )eca!dación de *atos
?odo% lo% dato% ueron to.ado% en la >idroeléctrica adden 'a %ea 7i%ual.ente/ a tra7é% de inor.ación e%crita acilitada por lo% operadore% de la >idroeléctrica ' contada oral.ente a tra7é% de operadore% cualiicado% ' ue la"oran en la central el día arte% 1@ de a"ril de 2019
3
Caracter"sticas +enerales de la central (idroeléctrica de Madden
E%ta idroeléctrica e%t localiada a 40 idroeléctrica de adden to.a la% agua% del &ago Ala6uela en la% ri"era% del ,anal de Pana.9 •
l embalse de Madden
&a repre%a principal de concreto e% del tipo gra7edad9 ?iene 25 .etro% de largo ' tiene @ .etro% de altura con re%pecto a la parte .% "a6a de %u undación9 &a cre%ta tiene 1292 .etro% de anco ' %u "a%e e% de 55 .etro% de anco9 El ni7el .3i.o del lago e% de @98 .etro% %o"re el ni7el del .ar9 &a repre%a e% co.ple.entada por 1 repre%a% peue=a% de tierra/ ad'acente% a la repre%a principal/ la% cuale% %e llenan de a acuerdo a la% depre%ione% naturale%9 &a cuenca de la repre%a e% de 102@
4
•
+eneración, casa de Má-!inas
Actual.ente la planta de adden tiene la capacidad de generar @ D de potencia9 &a planta e%t euipada con tre% tur"ina% Alli% ,al.er% tipo ranci%/ con una capacidad de 1@@00 p cada una/ a una 7elocidad de 212 rp.9 ,uenta con generadore% idéntico% a"ricado% por General Electric/ con una capacidad de 12000D cada uno / actor de potencia de 09C una potencia aparente de 1000HA ' una dierencia de potencial en %u% ter.inale% de @9C H9 riginal.ente lo% generadore% in%talado% en e%ta planta tra"a6a"an a una recuencia de 25 ciclo%/ lo% cuale% ueron re"o"inado% para operar a la recuencia utiliada en Pana. de @0 ciclo% e%to entre lo% a=o% 1C5 ' 1C@09 Aora de%cri"iendo el %i%te.a de di%tri"ución de la energía eléctrica generada por la planta/ e%t po%ee una %u"e%tación in.ediata.ente al lado del cuarto de .uina% ' %e encuentra a la inte.perie ' e%t de"ida.ente cerrada al acce%o p"lico para pre7enir cualuier potencial accidente por una de%carga eléctrica lo pri.ero ue %e puede o"%er7ar %on grande% tran%or.adore% cada uno con %i%te.a de rerigeración lo %uiciente.ente uerte para pre7enir un allo gra7e en el .i%.o ue pueda entorpecer la generación eléctrica o ue %e tenga ue apagar una unidad de"ido al %o"recalenta.iento/ ade.% %e po%ee un tran%or.ador de e.ergencia ue en ca%o tal un tran%or.ador de6ara de uncionar / el tran%or.ador de e.ergencia entre in.ediata.ente en acción para e7itar ue %ea nece%ario ue %e apague una unidad del %i%te.a/ de%pué% de lo% tran%or.adore% tene.o% una línea de tran%.i%ión en la cual %e pueden apreciar lo% %en%ore% en la e%tructura ue (ue ta."ién %e pueden apreciar en el cuarto de control)/ en e%ta línea a' una "iurcación ue di7ide el lu6o eléctrico en / do% de ello% iran por la torre de la línea de tran%.i%ión ' otro ira a un tran%or.ador de %er7icio el cual di%.inuir el 7olta6e al 7olta6e u%ado por la planta para %u propia utiliación / la %u"e%tación de la idroeléctrica de adden %e conecta al %i%te.a de potencia de Pana. .ediante una línea de tran%.i%ión de 44
corre%pondiente% al go"ernador ue antigua.ente eran %olo eléctrico% an %ido re.plaado% por go"ernadore% de tipo Electronico-+igital ue per.ite al operador 7er con .uca preci%ión ' clara.ente alguna% .edida% i.portante% co.o %on la generación en D en tie.po real/ la 7elocidad de la% tur"ina%/ lo% ciclo% por %egundo de la generación9 ,a"e de%tacar ue e%te nue7o %i%te.a de control o go"ernador a %ido re.plaado en 2 unidade% / la tercera unidad an no a %ido re.plaada ' opera con lo% %i%te.a% de control antiguo% / e3clu%i7a.ente eléctrico%/ el cuarto de control de la idroeléctrica de adden ta."ién per.ite al operador controlar por co.pleto la generación de la idroeléctrica a tra7é% del u%o de un %otFare de ordenador de origen norte a.ericano ue .ue%tra intuiti7a.ente lo% controle% de cada una de la% unidade% ca%i tal cual co.o %e .ue%tran en lo% panele% de control .anual/ ade.% la co.puerta% de 7ertedero pueden %er accionada% por el %otFare o "ien .anual.ente9 El cuarto de .uina% de adden puede apreciar%e ue tiene ni7ele%/ el pri.ero o el ni7el .% alto %e aprecia el e3tre.o de lo% generadore% eléctrico% con %u corre%pondiente e3citatri arri"a/ a lo% lado% de la% unidade% %e encuentran la% %er7o 7l7ula% idrulica%/ lo% go"ernadore% ' el cuarto de control / en el %egundo ni7el de la ca%a de .uina% %e puede apreciar lo corre%pondiente a la% tur"ina%/ el acopla.iento tur"ina-generador/ la% di%tinta% 7l7ula% ' el %er7o.otor ue e%tn en con%tante interacción con el go"ernador9
Modo de .peración de la planta En la planta idroeléctrica de adden por %er una peue=a central de operación (tan %olo @D) no reuiere de .uca .ano de o"ra u.ana para %u operación de"ido a ue el .i%.o %i%te.a de generación e%ta total.ente .u' co.putaliado ' controlado e%tricta.ente por un go"ernador Electronico I +igital/ ue en con6unto con .uco% %en%ore% .antienen cierto% par.etro% total.ente e%ta"le% ' %in ca."io%9 &a .a'oría del per%onal ue la"ora en la central .a% ue operar la planta/ %on .ecnico% ue le dan .anteni.iento a lo% nu.ero%o% .ecani%.o ue a' en la central ' a%egurar%e ue la generación no %ea interru.pida9 El .odo de operación de la planta podría re%u.ir%e %i.ple.ente: &o% operadore% del cuarto de control (2 ngeniero% de ?urno) e%tn en contacto directo con lo% %er7icio% .eteorológico% nacionale% ' el centro nacional de de%paco ue e% la oicina encargada de 7elar la de.anda energética/ reci"en la di%tinta% in%truccione% de e%to% 2 centro% para llegar a un acuerdo de cuanta energía reuiere producir la planta en ca%o de %er ordenado por el centro nacional de +e%paco o cuando e% nece%ario ue el operador 7ierta agua por el 7ertedero cuando %e a7ecina una condición cli.tica ad7er%a e% decir/ por un lado la planta de"e pro7eer la energía
6
nece%aria ue %e le %olicite ' ade.% apro7ecar la a"undancia de recur%o potencial para con7ertirlo en electricidad ' a%í poder apro7ecar%e/ o 7ender%e ' por el otro lado controlar el lu6o o el 7olu.en de agua en el lago ante una potencial inundación para e7itar el de%"orda.iento ' la po%i"le aectación a rea% cercana% con e%to% par.etro% 6unto a la% di%tinta% prioridade% ue a' en la planta/ pri.ero el con%u.o de agua pota"le ue pro7iene del aluente ' %egundo la generación/ lo% operadore% llegan a un acuerdo con la% di%tinta% entidade% para 'a %ea au.entar o di%.inuir la producción eléctrica en la planta utiliando lo% controle% a %u di%po%ición 'a %ea .anual.ente o por %otFare ' ante cualuier pro"le.a ue puedan e%tar detectando lo% %en%ore% lo% de.% tra"a6adore% de la planta ue co.o %e .encionó anterior.ente %e encargan de dar .anteni.iento ante lo% di%tinto% pro"le.a%9
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&ne/os
Figura 1. Se Puede apreciar toda la planta hidroeléctrica i!ta de!de el lado del ertedero.
8
Figura 2.
"ertedero de la planta hidroeléctrica de #adden $ !e puede apreciar el punto donde !e ierte el agua %ue &a pa!o por la! tur'ina! & genero electricidad.
Figura 3 .
"i!ta (rontal del edi)cio del cuarto de *+%uina! !e puede apreciar el no*'re de la planta a la derecha de la planta !e encuentra la !u'e!taci,n eléctrica & al (ondo el e*'al!e de la repre!a$ !e puede er %ue la !u'e!taci,n )nali-a en el techo de la e!tructura la cual a a la! torre! de tran!*i!i,n %ue !e encuentra en una pe%uea eleaci,n cercana.
9
Figura 4. Su' e!taci,n de #adden. / *ano i-%uierda lo! tran!(or*adore! pri*ario! %ue elean el oltae de 6.9 " a 44" a *ano derecha la lnea de tran!*i!i,n con !u! di!tinto! !en!ore! de control.
Figura 5.
Parte interior del edi)cio de cuarto de *+%uina! !e puede apreciar clara*ente la! 3 unidade! de generaci,n de la planta$ lo! ca!illero! %ue e!t+n al lado contienen el cere'ro del go'ernador lectricoigital en la! do! unidade! cercana! & total*ente eléctrico en la del (ondo. / *ano derecha !e encuentra el cuarto de control & la e!calera para de!cender a lo! niele! in(eriore!.
Figura 6. *agen
a *anera de ilu!traci,n de lo %ue !era el cuarto de control en el cual cada unidad po!ee !u! propio! !en!ore! & al operador %ue a 10
traé! de la co*putadora puede controlar lo! di!tinto! par+*etro! de la tur'ina & el generador para a! au*entar o di!*inuir la producci,n.
Figura 7. Se puede apreciar la tur'ina tipo (ranci! de una de la! unidade! en el niel in(erior del cuarto de #+%uina!.
11
Figura 8. /copla*iento ur'inaenerador.
Figura 9. "+lula! de *ergencia de ertedero %ue corre!ponde al niel *a! in(erior de la planta.
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Concl!siones
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El u%o de idroeléctrica% para producir energía reduce enor.e.ente la dependencia de lo% co."u%ti"le% ó%ile% ' produce energía eléctrica .% "arata9 ?oda o"ra produce eecto% en el a."iente/ e% i.portante una "uena planiicación ' e%tudio a."iental para e7itar reducir al .3i.o la conta.inación9 !e nece%ita la energía eléctrica/ ' cada día en .a'or cantidad/ la% idroeléctrica% %on una alternati7a/ pero %u% eecto% negati7o% al .edio a."iente tienen un co%to %ocial .u' alto9 &o ue %e plantea e% ue de"e e3i%tir un euili"rio/ para no depender %olo del petróleo ' la% idroeléctrica%/ e3i%ten otra% uente% de energía reno7a"le ' .% a.iga"le con el .edio a."iente ue de"en %er e3plotada% en Pana.9 &a energía idroeléctrica e% un recur%o natural e%pecial.ente indicado para ona% llu7io%a% o por la% ue circulan río% caudalo%o% e% reco.enda"le ue e%to% río% tengan cauce% poco 7aria"le% aunue en el ca%o de río% con caudale% o%cilante% %e pueden u%ar lo% e."al%e% para el al.acena.iento de agua en tie.po% de %euía9 +e%de época% anteriore% lo% principio% de la energía idroeléctrica ' la% tur"ina% ueron utiliado% co.o por e6e.plo/ &o% antiguo% ro.ano% ' griego%9 la energía idroeléctrica co.o uente para producir electricidad puede %er .u' "eneicio%a pue%to ue apro7eca la energía producida por el agua en .o7i.iento para acer corriente eléctrica/ pero traería pro"le.a% por el eco de inundar grande% terreno% értile% ' ca."iar co.pleta.ente la 7i%ta de un eco%i%te.a po%i"le.ente .u' ad.ira"le9