Centra Hidroeléctrica Carhuaquero
INDICE 1. INTRODUCCION
2. OBJETIVOS
3. MARCO TEORICO 3.1. Descripción de la Central Hidroeléctrica 3.2 Características de la Central Hidroeléctrica 3.3 Obras Civiles
3.3.1 Obras De Captación
3.3.2 Desarenador
3.3.3 Obras de Conducción
3.3.4 Casa De Máquinas
3.3. Canal de Descar!a
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5. REFERENCIAS
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1. INTRODUCCION
"l #unciona$iento de la central %idroeléctrica per$ite el aprovec%a$iento de una #uente de ener!ía renovable& el a!ua& ' no produce e$isiones de dió(ido de carbono ni de otros conta$inantes. )*n $ás& los costos de $anteni$iento ' e(plotación asociados a este tipo de centrales son $ás ba+os co$parados con los de las centrales tér$icas. )de$ás& posee $uc%as otras venta+as. ,or e+e$plo& la turbina %idráulica es una $áquina sencilla& e#iciente ' se!ura& que puede ponerse en $arc%a ' detenerse con rapide-. Co$o contrapartida& las centrales %idroeléctricas pueden !enerar un i$pacto a$biental ne!ativo al producir la erosión ' dis$inución de la #ertilidad de los suelos.
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2. OBJETIVOS
Conocer el #unciona$iento de la Captación ' los )ccesorios $ediante los
cuales se controla a la central Hidroeléctrica Car%uaquero. )#ian-ar el conoci$iento re#erente al #unciona$iento de las CC.HH.
3. MARCO TEORICO 3.1 DESCRIPCIÓN CENTRAL HIDROELÉCTRICA CARHUAQUERO bicada en la sierra norte del país& en el distrito de /la$a& provincia de C%ota& departa$ento de Ca+a$arca& a 300 $etros sobre el nivel del $ar. ue co$en-ada a construir por "lectroper* en 1& pero& por carencia de #inancia$iento& recién en 11 pudo entrar en operación& con una potencia instalada de 0 Me!a5atts 6M78& !enerada por tres turbinas ,elton de e+e vertical de 2 M7 cada una& $ovidas por las a!uas del río C%anca'& que lle!an& con un caudal de 22.2 $etros c*bicos por se!undo& desde el e$balse Cirato& pri$ero a través de un t*nel de aducción de 13.2 9iló$etros& lue!o a través de un pique 6estructura vertical de 3 $etros de lar!o8& '& por *lti$o& a través de un t*nel de presión de un 9iló$etro. /a casa de $áquinas& de tipo super#icie& es de concreto ar$ado. /a ener!ía !enerada& de 1 9ilovoltios 6:;8& es elevada a 22& ' lue!o transportada& $ediante una línea de trans$isión de terna si$ple& de 22 :;& 9iló$etros de lar!o ' 1 M7 de capacidad& %asta la subestación C%icla'o Oeste& ali$entando así al siste$a eléctrico nacional. /a central es operada ' controlada desde C%icla'o& $ediante un siste$a de trans$isión de in#or$ación vía $icroondas.
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FIG.1 Central Hidroeléctrica Carhuaquero /a Central Hidroeléctrica de Car%uaquero inició sus operaciones en 11& con tres !rupos de 2 M7 cada uno. "n 1< #ue privati-ada& pasando a $anos de la e$presa Do$inion"ner!'& que en 1 se la trans#irió a la nortea$ericana Du9e"ner!'"!enor. "n 1& al au$entarse el diá$etro de las boquillas de los in'ectores 6para incre$entar el diá$etro del c%orro8 ' $odi#icarse las tres turbinas e(istentes& a$plió su potencia a M7. =a$bién se a$plió los !eneradores ' trans#or$adores. "n novie$bre del 20 #ue inau!urado el pro'ecto de a$pliación Car%uaquero >;& $ientras que en abril del 21 se %i-o lo propio con Car%uaquero ; 6ta$bién conocido co$o Ca?a @rava& con .0 M78. Con a$bos& se a$plió a 112 M7 la potencia instalada. Au $ercado está constituido principal$ente por las ciudades de C%icla'o& ,iura& =ru+illo& Ca+a$arca& ,acas$a'o ' C%epén. /a central aprovec%ó el cauce del río C%anca' ' tiene una cuenca de 1&<22 :$2 con caudales nor$ales que varían entre < ' <4. $3Bse!. Co$o parte de su plan de e(pansión de !eneración& Du9e"ner!'"!enor ter$inó en octubre de 1 las obras de a$pliación de Car%uaquero& basadas en au$entar el Pág. 4
Centra Hidroeléctrica Carhuaquero diá$etro de las boquillas de los in'ectores ' $odi#icar las tres turbinas e(istentes de 2 M7 no$inales cada una& para obtener una potencia instalada total de M7. /os !eneradores ' trans#or$adores ta$bién #ueron a$pliados. "n novie$bre de 2<& Du9e"ner!'"!enor inició la e(pansión de la Central Hidroeléctrica Car%uaquero a través de los pro'ectos Car%uaquero >; ' Car%uaquero ;& que +untos lo!rarán que la Central incre$ente su potencia instalada a 112 M7. Car%uaquero >; #ue inau!urado en novie$bre de 20& $ientras que Car%uaquero ; 6ta$bién conocido co$o Ca?a @rava8 entrará en operación en +ulio de 2. Ca?a @rava& que a?adirá .0 M7 a la !eneración de Du9e"ner!'"!enor& %a cali#icado al ,ro!ra$a de los Créditos de Carbono de las aciones nidas& 'a que se trata de un pro'ecto que !enerará ener!ía de $anera responsable con el $edio a$biente.
3.2 CARACTERÍSTICAS DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA CARHUAQUERO ) continuación se presentan los principales datos de la Central Hidroeléctrica Car%uaquero
TABLA N1! UBICACION
CENTRAL EMPRESA "#ICACI$N
C.H. Carhuaquero
e%arta&ento Pro(incia i)trito Localidad Altitud +&)n&, Si)te&a eléctrico
Ca'a&arca Chota Lla&a Ca*a #ra(a -/ SEIN
EI EGEN!R
TABLA N2! TIPO DE "ENERACION Pág. 5
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TIP! E GENERACI$N Generaci0n Hidrulica Gru%o) Potencia in)talada +M2, Potencia e6ecti(a +M2, A*o %ue)ta )er(icio
Hidrulica 3/.45 3/.45 1334
TABLA N3! CARACTERISTICAS TECNICAS
CARACTER7STICAS T8CNICAS Salto 9ruto +&, Salto neto +&, Caudal de di)e*o +&;<), Potencia de di)e*o +M2, Re%re)a =olu&en +&ile) &;, R>o Si)te&a de aducci0n Tu9er>a)
:33 :/ -5 15/ Cirato -44 Chanca? T@nel a %re)i0n 1
TABLA N4! TURBINA
T"R#INA Identi6icaci0n Marca Serie Re(olucione) +RPM, Potencia no&inal +M2, Salto neto +&, Ti%o E'e In?ectore) Caudal de di)e*o +&;<), A*o 6a9ricaci0n A*o %ue)ta )er(icio
G1 G5 G B=AERNE R B=AERNER B=AERNER - -3 -4 /1: /1: /1: -4.D -4.D -4.D :/ :/ :/ Pelton Pelton Pelton =ertical =ertical =ertical / / / 133 133 133 1331 1331 1331
TABLA N5! "ENERADOR Pág. 6
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GENERA!R Identi6icaci0n Marca Ti%o
G1 A## GGS55/4 5/-41D /1:
G5 A## GGS55/4 5/-41 /1:
-5.5 5 -5.4 14 1D4. D4 133 133
-5.5 5 -1.5 14 1D4. D4 133 133
GA## GGS55/4 5/-41 /1: -5.5 5 -1.: 14 1D4. D4 133 133
TABLA N#! TRANSFORMADOR
TRANSF!RMA!R eno&inaci0n Marca Ti%o
T 1 A## T#A-: 54D3 14 554 -/ D4 14.Jnd11 13133 /-544
3.3 OBRAS CIVILES Pág. 7
T 5 A## T#A-: 544 14 554 -/ D4 14.Jnd11 13133 /-544
T A## T#A-: 541 14 554 -/ D4 14.Jnd11 13133 /-544
Centra Hidroeléctrica Carhuaquero /as estructuras %idráulicas de la central %an sido dise?adas para que en su $a'oría puedan operar con un caudal de 32&$3Bs& caudal previsto para su a$pliación sin $a'or alteración de las estructuras e(istentes.
3.3.1 OBRAS DE CAPTACIÓN R$%$&'(&)( D$ R$*+,-)/0 H(&-&)- C)&-( "stá con#or$ado por una presa de concreto vertedora con 44$ de alto %asta la cresta superior del vertedero ubicada en la cota <3 $sn$& posee ade$ás para la re!ulación 3 co$puertas radiales sobre la presa& las que per$iten re!ular el nivel de a!ua entre las cotas 0 $sn$ ' 01. $sn$. "l nivel $á(i$o e(traordinario para el caudal de avenida de dise?o es de 02 $sn$.
FIG.- Pre)a co&%uerta) reKuladora) O&-% D$ T(Ae ubica en la $ar!en i-quierda del rio C%anca' ' consta de una transición de entrada con $uros de encau-a$iento en a$bos lados& el cual se conecta con el t*nel de to$a $ediante una ventana de captación cu'a cota de piso se encuentra en el nivel <0. $sn$. /a ventana de captación se inicia con una #or$a abocinada de 1$ de anc%o inicial ' 2$ de lon!itud& continua con una sección rectan!ular de 4$ de anc%o por 4.$ de alto en cu'os e(tre$o& inicial ' #inal e(iste una pantalla de re+illas ' una co$puerta desli-ante de 4.$ de altura ' 4.$ ( 4.$ de sección. "l t*nel que une el reservorio ' el desarenador tiene una sección tipo %erradura con un anc%o en la base de 3.<$ ' un diá$etro no$inal de .$& una lon!itud total de 1<&1$ ' una pendiente de #ondo de 1E.
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Centra Hidroeléctrica Carhuaquero /as obras de to$a de la central %an sido dise?adas para un caudal de 32.$3Bs& por lo que requieren ser a$pliadas.
3.3.2
DESARENADOR
"l desarenador es una estructura con una super#icie de concreto ar$ado& ubicado en la -ona de Cirato. Consta de naves ' está previsto para a$pliarle 3 naves $ás en una se!unda etapa. /a lon!itud de cada nave es de <$ ' <$ de pro#undidad con un anc%o en la parte rectan!ular de 0$. ,ara la evacuación de las arenas se %a adoptado un siste$a de pur!a tipo @ieri 62 naves8. "l desarenador no requiere a$pliación al!una& pri$ero porque el reservorio Cirato esta conteniendo !ran parte del $aterial solido transportado por el rio& se!undo porque el siste$a de pur!a tipo @ieri per$ite au$entar la #recuencia a uto$ática de li$pia& sin per+udicar la producción de ener!ía de la central.
FIG.: Entrada al t@nel ? de)arenador 3.3.3 OBRAS DE CONDUCCIÓN T0$, $ A+)/0 "l desarenador se conecta con el t*nel de aducción $ediante un conducto cubierto de concreto& con una sección trasversal cuadrada de 3.3$ de lado ' 1<$ de lon!itud. "ste conducto consta de 2 tra$os de di#erente pendiente& el pri$ero de <$ de lon!itud ' una pendiente de1<& el se!undo de 131$ ' una pendiente de 12<. Con este conducto se consi!ue una car!a %idráulica necesaria para que el t*nel de aducción opere ba+o presión. "l t*nel de aducción se inicia en el portal de Cirato ' ter$ina en el e+e del pique ubicado en el sector de ,apa'o con 13.$ de lon!itud Pág. 9
Centra Hidroeléctrica Carhuaquero apro(i$ada$ente. /a sección del t*nel es circular con un diá$etro no$inal de 3.$ ' un diá$etro #inal revestido de 3.3$. "n toda la lon!itud tiene 3 pendientes de E& <.E ' 0E. "l t*nel de aducción tiene capacidad para conducir %asta 32.$3Bs& aunque no es su ópti$a operación.
C6)$0$- $ E7+),)&)( Ae ubica el t*nel de aducción in$ediata$ente a!uas arriba de la cá$ara de válvulas& sobre la cota 0<.33 $sn$ 6en el e+e del t*nel8. Consta de un po-o vertical de 1.10$ de lon!itud ' de diá$etro 3.$ a 4.$. ,osee ade$ás un tanque superior de <.$ de diá$etro ' <2$de alto.
P)7+$ Ae ubica in$ediata$ente después de la cá$ara de válvulas ' estará unido al t*nel de aducción $ediante una curva de blinda+e de acero de F. Costa de un t*nel vertical de 3.$ de diá$etro ' 3$ de lon!itud con revesti$iento de concreto.
T0$, $ P&$%)/0 Conecta el pique con la casa de $aquinas de la central& la cual se encuentra al e(terior. "s un t*nel %ori-ontal con una pendiente de #ondo de 2.E. =iene una lon!itud total de 1<$ ' se divide en dos tra$os con características di#erentes. "l pri$er tra$o tiene una lon!itud de 33$& su sección circular con un diá$etro acabado de 3.$& el revesti$iento de esta parte del t*nel es de concreto. "l se!undo tra$o& tiene una lon!itud de <13$& sección circular de 2.$ de diá$etro ' revesti$iento de acero.
3.3.4 CASA DE M8QUINAS Ae locali-a en la $ar!en i-quierda del rio C%anca'& en la cota 30 $sn$ apro(i$ada$ente. Au ubicación es %acia el e(terior. "l edi#icio principal de la casa de $aquinas co$prende tres estructuras separadas& pero conti!uas la sala de $aquinas& el edi#icio de ad$inistración ' el área de $anteni$iento. "n la sala de $aquinas se encuentran las tres unidades de !enerador G turbina ,elton& en tres niveles. )de$ás se cuenta con un edi#icio au(iliar ubicado al lado su del edi#icio au(iliar al lado sur del edi#icio principal.
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FIG.5 Ca)a de &quina)
FIG./ Sala de &quina
3.3.5 CANAL DE DESCAR"A "l canal de descar!a co$ien-a en la intersección de los in'ectores de los colectores de las tuberías de aspiración ' descar!a %acia el río C%anca' de sección rectan!ular de 4.$ de anc%o ' 4.$ de altura ' una pendiente de 1.E Pág. 11
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FIG.D Tran)6or&adore) de %otencia
4. CONCLUSIONES Y RECOMENCACIONES
/a central %idroeléctrica Car%uaquero tiene una potencia actual instalada de 112 M7att& de $anera que to$a i$portancia en el abasteci$iento de ener!ía eléctrica a las poblaciones de Ca+a$arca.
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/as estructuras %idráulicas de la central %an sido dise?adas para que en su $a'oría puedan operar con un caudal de 32&$3Bs& caudal previsto para su a$pliación sin $a'or alteración de las estructuras e(istentes.
"l nivel $á(i$o e(traordinario para el caudal de avenida de dise?o es de 02 $sn$.
"l desarenador no requiere a$pliación al!una& pri$ero porque el reservorio Cirato esta conteniendo !ran parte del $aterial solido transportado por el rio& se!undo porque el siste$a de pur!a tipo @ieri per$ite au$entar la #recuencia auto$ática de li$pia& sin per+udicar la producción d e ener!ía de la central.
/a sección del t*nel es circular con un diá$etro no$inal de 3.$ ' un diá$etro #inal revestido de 3.3$. "n toda la lon!itud tiene 3 pendientes de E& <.E ' 0E. "l t*nel de aducción tiene capacidad para conducir %asta 32.$3Bs& aunque no es su ópti$a operación.
5. REFERENCIAS
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